焦爐煤氣制甲醇工藝過程研究

摘 要：本文介紹了焦爐煤氣制甲醇的工藝過程，并分別闡述了其中的精脫硫、催化氧化、甲醇合成和甲醇精餾過程。探討了在甲醇制備過程中如何調整氫碳比和控制CO2含量，并且對工藝過程中三廢的來源及處理進行了研究。

關鍵詞：甲醇； 工藝工程； 三廢

中圖分類號：TU996文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）04-177-001

焦爐煤氣是很好的氣體燃料和寶貴的化工原料氣，凈化后的焦爐煤氣除用作城市燃氣外，還可以用于制造甲醇、合成氨、提取氫氣和發電。若將全國每年排空浪費的約350×108m3／a焦爐煤氣全用于制造甲醇，可產甲醇1600×104t/a，可大大緩解我國石油供應的緊張局面，從而帶動經濟高速發展[3]。

一、焦爐煤氣制甲醇工藝過程

首先，焦爐煤氣中含有一定量的硫、氮等污染物．需要深度凈化處理，以消除對催化劑的影響；第二，煤氣中含有一定的焦油、烴類組分，需要使其飽和，以減少過程升溫；第三，煤氣中的甲烷也需進一步轉化成合成氣體；第四，合成反應中一氧化碳與氫氣的理論比有一定的要求，焦爐煤氣中氫氣含量較高，可形成多種工藝組合；最后，甲醇合成屬氣相反應，一般要在高壓、高溫、催化劑存在的條件下才能進行。

1.精脫硫

焦爐煤氣中含有機和無機硫約l～3g／m3，其形態復雜，濕法脫硫后一般只能達到20mg／m3左右[5]。干法脫硫和加氫再脫硫是常用的精脫硫方法。一般采用鐵鉬加氫串氧化錳法，在合成氨工藝中已用多年。選擇此法，在氧化錳槽后再串鈷鉬加氫串氧化鋅工藝，以滿足轉化和甲醇合成觸媒對硫含量的嚴格要求。第一加氫轉化器將氣體中的有機硫轉化為無機硫，不飽和烴加氫飽和。第二加氫轉化器將殘留的有機硫徹底轉化，再經中溫氧化鋅脫硫，使硫含量≤0.1ppm。

2.催化氧化

焦爐煤氣催化氧化又稱焦爐煤氣增碳，是使煤氣中的甲烷和烴類等通過氧化轉為一氧化碳，轉化工藝有蒸汽轉化法、催化部分氧化法和間歇催化轉化法幾種。目前，常采用純氧催化部分氧化轉化工藝。對于鋼鐵聯合企業，利用高爐煤氣中的一氧化碳進行增碳，理論上也是可行的。

3.甲醇合成

甲醇催化合成按壓力分類，可分為高壓、中壓、低壓法。反應器主要是管殼式等溫反應器，管內裝有甲醇合成觸媒，殼程為沸騰熱水。本著國內加工的原則，常采用低壓合成技術。反應產生的熱量用來生產中壓飽和蒸汽。以此控制反應溫度。產品經換熱冷卻后，在甲醇分離器內進行氣液分離。分離出的氣體，一部分作為循環氣進入循環壓縮機，升壓后與原料氣混合去合成甲醇，進行下一循環；另一部分作為排放氣，經洗醇塔洗滌回收甲醇后送燃料氣系統。

二、甲醇精餾

由于合成產品中含有一定量的雜醇，粗甲醇須經過進一步精餾得到精甲醇。工藝采用多塔精餾。預精餾塔首先蒸去輕組分，預精餾塔底部來的甲醇液由給料泵加壓送入加壓塔，塔頂蒸出的甲醇蒸汽再進入常壓塔再沸器二次蒸餾，甲醇蒸汽冷凝熱作為常壓塔熱源。由常壓塔再沸器出來的甲醇液再迸加壓塔回流槽。一部分由加壓塔回流泵加壓后送回加壓塔作為回流液，其余部分經精甲醇冷卻器冷卻到40℃作為合格產品去精甲醇槽。

參考文獻：

[1]劉建衛，張慶庚.焦爐煤氣生產甲醇技術進展及產業化現狀[J]煤化工，2003(5):12-15

[2]吳刨明.焦爐煤氣制甲醇的工藝技術研究[J]煤氣與熱力，2008，28(1):36—42

[3]周嬡，任軍，李忠.焦爐煤氣合成燃料甲醇發展前景分析[J]山西化工，2007，27(2):34-37

[4]杜娟，高建軍，劉偉軍.焦爐煤氣制甲醇項目的環境影響問題及防治對策[J]山西化工，2010，30(5):61-63

[5]張凱，張瑩瑩，王志遠.焦爐煤氣制甲醇轉化工藝探討[J]中國石油和化工標準與質量，2011，31(5):210