[发明专利]7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于焦炉气综合利用技术领域,具体为7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法。 

背景技术

我国是焦炭生产大国，焦炭生产过程中副产大量焦炉气，大型焦化厂尤其是独立焦化厂必须配套建设可行有效的焦炉气综合利用装置。焦炉气成分比较复杂且不稳定，一般情况下，经过净化后的焦炉气低热值为17580～18420kJ/m³，密度为0.45～0.48kg/m³，组分的主要特点表现为氢多碳少，按照体积分数计，焦炉气中CH₄近25%，CO、CO₂、CH₄、CnHm合计约40%，H₂可高达60%。 

根据焦炉气组分特点，目前主要利用途径，一是直接用于城市民用燃气，该途径受制于地域、民用气量、燃烧清洁性等因素，正在逐步被天然气取代；二是用于燃气轮机发电，该利用途径的经济效益受制于入网电价；三是经过转化、提氢等不同的加工过程，合成甲醇、合成氨等化学品；四是经过甲烷化等加工过程，生产合成天然气（SNG）、压缩天然气（CNG）或者液化天然气（LNG）等清洁燃料。由于甲醇是基础化工原料，用途广泛,便于储存和运输，近10年来国内建设了较多的以焦炉气为原料生产甲醇的装置。一般情况下，焦炭规模与配套甲醇的规模比例为10比1，即100万t/a焦炭装置要配套建设10万t/a甲醇装置。 

目前，以焦炉气为原料生产甲醇的常用工艺流程示意如图1所示。 

来自炼焦系统的焦炉气经过初步净化脱硫和精脱硫，将H₂S含量脱至0.1ppm以下，进入转化炉将焦炉气中的甲烷转化成生产甲醇用的合成气CO和H₂。由于目前的技术水平所限，合成气经一次反应合成甲醇的收率较低，要采用循环式反应。为了使合成循环气中惰性气体含量维持在一定范围内，在进循环机前需要排放掉一部分未反应气体（即驰放气），其余绝大部分气体进入压缩机加压后与新鲜的合成气混合返回合成塔循环使用。由于焦炉气组分的主要特点表现为氢多碳少，转化后的合成气中H₂含量更高，氢碳比约为2.78，而生产甲醇的合成气氢碳比要求为2.10～2.15。合成气中过剩的氢气，以驰放气（含氢气70%）排放，只能作为燃料回用于转化炉或焦炉加热系统烧掉，浪费了宝贵的氢气资源，同时也会导致甲醇合成气循环量大，装置能耗高。 

发明内容

本发明针对焦炉气组分特点，解决现有技术中存在的对焦炉气中氢气组分利用的不足之处，结合焦化企业自产7～24mm杂碎焦内在质量好、价格低、销售困难的实际情况，改进优化生产流程，实现焦炉气有效组分的充分利用。本发明以焦炉气中富裕的H₂为基准补足碳源，以焦化企业自产7～24mm杂碎焦为原料，以连续富氧常压造气炉制气，配套气体净化处理系统，提高现有企业甲醇生产能力，充分利用氢气资源，从而达到投资少、增产多、整体经济效益提高的目的。 

本发明的技术方案如下：

7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法，其步骤如下：

（1）来自炼焦系统的焦炉气进入湿法脱硫，将气体中的无机硫脱除95%以上，出脱硫塔的气体经出口水封送入气柜；吸收H₂S后的脱硫富液进入再生系统，再生后的贫液送回脱硫系统循环使用；

（2）7～24mm杂碎焦、0.3MPa蒸汽和纯度99.6%的氧气进入常压富氧连续造气炉，所产水煤气经除尘、湿法脱硫等净化后进入上述步骤（1）气柜；

（3）上述步骤（1）中气柜来脱无机硫后的合成气经压缩、干法脱硫、精脱硫，将总硫脱除至0.1ppm以下进入转化炉，与蒸汽和来自空分的氧气混合，在镍基催化剂的作用下将焦炉气中的甲烷转化成生产甲醇用的有效气CO和H₂；

（4）出转化炉的合成气经废热锅炉换热工序回收能量并降温后，经水冷器分离水后送往合成气压缩机，经压缩并预热后进入甲醇合成塔合成甲醇；甲醇合成驰放气经变压吸附（PSA-H）工序回收H₂后的尾气送转化炉加热系统综合利用，回收的H₂回到合成压缩用于生产甲醇。

上述步骤（2）中除尘采用电除尘或者文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘脱硫。 

上述步骤（2）中湿法脱硫采用MDEA法、NHD法。 

上述步骤（2）中湿法脱硫还可以采用栲胶法或者改良ADA法。