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焦炉煤气制甲醇工艺方案.pdf

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4工艺技术方案 工艺技术方案的选择 4.1.1原料路线确定的原则和依据 根据焦炉气的组成及甲醇合成对原料气的要求，确定工艺路线 如下。 由焦化厂送来的焦炉气是经过化产后的焦炉气，压力 1000mmHO，温度40℃，HS含量100mmg/Nm3,有机硫250mmg/Nm3,首 22 先进入焦炉气压缩机压缩到,再进入精脱硫装置，进行有机硫加氢转 化及无机硫脱除，将焦炉气中总硫脱至以下，以满足转化催化剂及 合成催化剂对原料气中硫含量的要求。脱硫后的焦炉气进入转化工 段，在这里进行加压催化部分氧化，使焦炉气中的甲烷和高碳烃转 化为甲醇合成的有效成分氢气和一氧化碳。为保证脱硫精度，转化 后仍串有氧化锌脱硫槽。转化气经合成气压缩机提压后进行甲醇合 成，生成的粗甲醇进入甲醇精馏制得符合国标GB338-2004优等品级 精甲醇。 甲醇合成的弛放气一部分送转化装置的预热炉作燃料，剩余的 弛放气和回收氢后的尾气去焦化公司锅炉房作燃料。 转化采用纯氧部分氧化，所需氧气由空分提供。全厂方框流程 图及物料平衡表见附图。 4.1.2工艺技术方案的比较和选择 4.1.2.1焦炉气压缩 由焦化厂送来的焦炉气HS小于100mg/Nm3，有机硫约250mg/Nm3， 2 压力为常压，在进一步处理前，必须进行气体的压缩。本工程焦炉气 量较大，可选择的压缩机有往复式和离心式两种。 往复式压缩机技术成熟，价格便宜，但单机打气量小，机器庞大， 噪音高，惯性力强，需要强固的基础。此外，往复式压缩机易损件多， 容易停车，检修频繁，维修费用高，必须考虑备机，如采用往复式压 缩机，需两开一备，占地大，电耗稍高。 离心式压缩机体积与重量都小而流量很大，占地少，供气均匀、 运转平稳、易损件少、维护方便，可以长周期安全运行，不考虑备机。 更为有利的是可以用蒸汽透平驱动压缩机，从而合理地利用热能。但 离心式压缩机价格远高于往复式压缩机，投资为往复式压缩机投资的 两倍，此外，焦炉气含尘、含硫，容易造成离心式压缩机叶轮通道的 堵塞，更为致命的是焦炉气中H含量高，气体平均分子量小，如采用 2 离心式压缩机设备加工难度大。相比之下，往复式压缩机对气体组分 没有要求，适用性广，技术成熟，因此焦炉气压缩选用往复式压缩机。 该机采用对称平衡型四列三级压缩，双一级气缸，二级、三级气 缸各一个，对称平衡型压缩机惯性力完全平衡，同时由于相对两列的 活塞力相反，能相互抵消，减少了主轴颈和主轴承之间的磨损。 4.1.2.2精脱硫 焦炉气压缩机出来的焦炉气中HS小于100mg3，有机硫约250 2/Nm mg/Nm3，无机硫脱除相对容易，有机硫不容易直接脱除，必须先转化 为无机硫，再进行脱除。加氢转化反应属可逆反应，采用有机硫两级 转化和无机硫两级脱除有利于有机硫转化反应的进行，并容易保证脱 硫精度。 有机硫转化催化剂主要有钴钼加氢催化剂、铁钼加氢催化剂和湖 北所等单位开发的水解催化剂。钴钼加氢催化剂价格昂贵，过去主要 用于天然气脱硫，经过研究加入有效助剂后，可以用于焦炉气脱硫， 克服了甲烷化的缺点，并且对噻吩有很高的转化率；水解催化剂主要 用于水解羰基硫，对噻吩基本不起作用；铁钼加氢催化剂价格适中， 对各种有机硫有着较高的转化率，适合焦炉气脱硫，并且在许多焦化 厂制取合成氨和甲醇装置中得到检验。为保证脱硫精度，本装置采用 两级铁钼加氢转化，串两级干法脱硫，脱硫后总硫控制在以下。 4.1.2.3转化 焦炉气转化可以采用蒸汽转化、催化部分氧化和非催化部分氧化 法。 蒸汽转化法不需要空分装置，转化炉可以借鉴天然气一段转化 炉，焦炉气与工艺蒸汽进行水碳比调节，混合气在对流段预热至500℃ 以上进入转化炉管，在转化管内进行甲烷转化反应，生成H、CO、CO 22 等组分。转化管出口温度视炉型（顶烧炉和侧烧炉）和转化管材料而 有所不同，一般为使转化管出口甲烷含量最低和得到尽可能高的CO 含量，尽量提高转化炉出口温度。炉管采用耐高温的高镍铬合金管， 蒸汽转化是吸热反应，需消耗大量的焦炉气作为燃料，提供反应所需 的热量,能耗较高，操作成本高于催化部分氧化法。虽然蒸汽转化法 不需要空分装置，但转化炉管价格昂贵，两种转化方法的投资基本相 同。蒸汽转化法由于HO/C高，转化炉出口H/C较高，造成甲醇合成弛 2 放气量大，甲醇产率低。 催化部分氧化法不需要昂贵的镍铬转化炉管，只需一段转化，转 化炉类似于蒸汽转化法的二段炉，流程简单。采用纯氧自热式部分氧 化，避免了蒸汽转化法外部间接加热的形式，反应速度比蒸汽转化法 快，有利于强化生产，燃料气消耗低，焦炉气利用率高，投资省。我 院于二十世纪八十年