焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

李湘 關(guān)少卿 郭志剛(河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司, 河北 邢臺(tái) 054000)

焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

李湘 關(guān)少卿 郭志剛(河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司, 河北 邢臺(tái) 054000)

甲醇是我國(guó)現(xiàn)階段用途十分廣泛的一種有機(jī)化工原料，常常被用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，作為新事物的甲醇能源開(kāi)始發(fā)展它另外的應(yīng)用領(lǐng)域，當(dāng)下甲醇已經(jīng)能取代汽油而被作為一種新的能源得到大家的青睞，隨著焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的工藝日漸走向成熟，技術(shù)已經(jīng)得到進(jìn)一步拓展，科研工作者需要對(duì)其生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展情況以及其產(chǎn)業(yè)化前景進(jìn)行深度的研究和剖析。

焦?fàn)t氣;甲醇;工藝流程;產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

1 焦?fàn)t氣的定義

焦?fàn)t氣具體是指在煉焦?fàn)t中經(jīng)過(guò)一系列的工藝流程產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，它是一種可以燃燒的氣體。焦?fàn)t氣屬于混合物，其產(chǎn)率和組成成分會(huì)隨著煙煤的質(zhì)量及煉焦條件而發(fā)生變化，據(jù)統(tǒng)計(jì)，通常情況下一噸干煤可產(chǎn)生300m3～350m3焦?fàn)t氣，其主要成分為氫氣、甲烷、氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸肌⒍趸嫉鹊取３艘酝猓€含有大量的H2S、CS2、苯、萘、硫醚、硫醇等有毒的成分。

2 生產(chǎn)甲醇工藝流程

焦?fàn)t所生產(chǎn)出來(lái)的煤氣需要經(jīng)過(guò)冷凝、脫硫、脫苯等等工藝后進(jìn)行回收，然后在氣柜內(nèi)進(jìn)行緩沖、壓縮(2.5兆帕)，再進(jìn)入凈化裝置，將其有毒的成分等等進(jìn)行脫除、凈化和轉(zhuǎn)化，使焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)甲醇所需要的合成氣再經(jīng)過(guò)壓縮制成精甲醇，經(jīng)過(guò)精餾，生產(chǎn)出合格的優(yōu)質(zhì)甲醇(圖1)。

3 生產(chǎn)甲醇的關(guān)鍵技術(shù)步驟

作為生產(chǎn)甲醇用的焦?fàn)t氣必須要去除其有毒成分，否則會(huì)造成在后序工藝中的中毒現(xiàn)象，所以用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇技術(shù)的關(guān)鍵步驟就是煤氣的凈化與轉(zhuǎn)化。

(1)焦?fàn)t氣的凈化 焦?fàn)t氣的凈化就是把煤氣中的一些沒(méi)有用而且還會(huì)對(duì)它的后期使用形成破壞的成分進(jìn)行去除和凈化，主要有萘、焦油、NH3、氯離子以及有機(jī)硫的去除，其中有機(jī)硫的凈化是非常關(guān)鍵的，脫除有機(jī)硫可以采用中溫氧化鐵的脫硫工藝，再加上氧氣與水蒸氣的存在就可以達(dá)到脫硫的目的，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：

另外，還可以用加氫轉(zhuǎn)化催化劑和水解催化劑的方法進(jìn)行脫硫，加氫催化劑可以在高溫(350℃～380℃左右)下使焦?fàn)t氣中的硫醚、硫醇等得到有機(jī)分解，而加水解催化劑主要是溶解一氧化硫及二硫化碳等等。

(2)焦?fàn)t氣的轉(zhuǎn)化 從當(dāng)前焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化為合成氣工藝來(lái)看，轉(zhuǎn)化方式主要有蒸汽轉(zhuǎn)化及氧化轉(zhuǎn)化(非催化部分氧化轉(zhuǎn)化和純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化)，其中運(yùn)用蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝所需要的條件比較苛刻，不僅需要特殊的材料，而且其裝置也比較龐大，所花費(fèi)的成本較高，而非催化部分氧化轉(zhuǎn)化需要在特殊制造的轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行，而轉(zhuǎn)化爐所需的條件必須是高溫(1300℃～1400℃)，所以對(duì)原料氣使用量大，煤氣的損耗也較大，而且轉(zhuǎn)化爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和所用材料也非常的復(fù)雜，所以這種工藝方法的使用率也比較低，主要用于一些重油的轉(zhuǎn)化。另外一種轉(zhuǎn)化工藝是純氧催化氧化轉(zhuǎn)化，這種工藝比較簡(jiǎn)單、實(shí)用，轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)與蒸汽轉(zhuǎn)化中所使用的二段爐相仿，結(jié)構(gòu)單一，流程短，反應(yīng)速度快，原料氣損耗少，煤氣的利用率高，成本投入低，收益高，使用較為廣泛。

4 焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀分析

我國(guó)使用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)可以追潮到2003年，這一年在云南曲靖市的一個(gè)焦化公司開(kāi)始投產(chǎn)建設(shè)第一個(gè)焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的8萬(wàn)噸的大型裝置，到2004年12月底生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，這次制甲醇成功的實(shí)例充分證明我國(guó)化工工業(yè)焦?fàn)t氣制甲醇的技術(shù)已經(jīng)走向成熟，2005年，河北省某焦化公司投入年產(chǎn)12萬(wàn)T的焦?fàn)t氣制甲醇裝置，再次取得成功，投產(chǎn)使用，這次工藝技術(shù)的順利實(shí)施再一次對(duì)焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，他們的裝置都采用的是活塞式壓縮機(jī)、氧化鋅脫硫、恒溫甲醇合成反應(yīng)器，最后的精餾裝置為三塔流程進(jìn)行的。

表1 各省、市建設(shè)一些大型的焦化裝置

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，使用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和推廣，而且各省、市也在建設(shè)一些大型的焦化裝置(表一)，但這種制甲醇的技術(shù)也存在著一些問(wèn)題和弊端，比如說(shuō)氫氣過(guò)剩、浪費(fèi)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，作為科研工作者應(yīng)該從節(jié)約資源的角度出發(fā)，對(duì)其焦化裝置及工藝流程做出相應(yīng)的改革與創(chuàng)新，以達(dá)到原料的最大利用率，甲醇的最高產(chǎn)出率，相信，隨著我國(guó)各地焦化工業(yè)的繁榮，一定能為國(guó)家的環(huán)保事業(yè)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。

[1]王一坤,雷小苗,鄧?yán)?王曉旭,王長(zhǎng)安,車得福.可燃廢氣利用技術(shù)研究進(jìn)展(Ⅰ):高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t氣[J].熱力發(fā)電,2014,07:1-9+14.

①李湘(1984- ),男,本科,助理工程師。②關(guān)少卿(1987- )男,專科,助理工程師。