焦炉气制甲醇转化
焦炉气制甲醇工艺
焦炉气制甲醇工艺工艺流程说明来自压缩工段的焦炉气（123℃，3.0MPaA）经加热炉预热后，与来自空分的经氧气加热器加热后 3.5MPaA氧气经转化炉喷嘴混合后在转化炉内发生不完全燃烧反应，放出大量的热量，气体温度迅速升高，同时CH4发生转化反应。
转化炉出口的高温转化气（CH4<0.4）直接进入中压废热锅炉，产生4.0MPaG蒸汽。
降温后的转化气进入蒸汽过热器/锅炉给水加热器，过热甲醇合成来的2.5MPaG饱和蒸汽，加热甲醇合成废锅和本工段中压废热锅炉用锅炉给水。
然后转化气经脱盐水加热器降温后进入水洗塔降温洗涤后，送至NHD脱硫工段。
水洗塔塔底分离掉的冷凝液送至造气的浊循环水系统。
脱盐水站来脱盐水经脱盐水加热器加热后送至锅炉房。
氧气加热器用本工段产的4.0MPaG饱和蒸汽加热。
中压废热锅炉产的4.0MPaG饱和蒸汽除部分供氧气加热器用，其余经加热炉加热至450℃后送至管网。
加热炉用燃料气主要为甲醇合成闪蒸气和甲醇精馏不凝气及甲醇合成非渗透气。
**焦炉煤气经过过滤器滤去油雾和预脱硫槽脱除无机硫后，经加氢转化器加氢转化进入中温脱硫槽脱除绝大部分无机硫，经过二级加氢转化器将残余的有机硫进一步转化，再经中温氧化锌脱硫槽把关，使气体中的总硫达到0.1ppm，出氧化锌脱硫槽的气体送往转化装置。
焦炉煤气和氧气分别进入转化炉上部后立即进行氧化反应放出热量，并很快进入催化剂层，反应后的转化气由转化炉底部引出经一些列管换热冷凝后，由气液分离器分离工艺冷凝液，经氧化锌脱硫槽脱除气体中残余的硫并送往合成气压缩工段。
转化气经合成压缩机一、二段压缩至5.5MPa,然后进入循环段与来自甲醇合成的循环气在缸内混合，压缩至6.0MPa后送至甲醇合成工段。
公司用电（万KWh）17145.4：主要生产14498.4，辅助2647。
甲醇生产：焦炉煤气（万m3）41268 折标0.6052电力（万KWh）10546.3蒸汽（t）511240输出驰放气（万m3）16664 产量（t）211339蒸汽（t）329591。
焦炉煤气合成甲醇的单程转化率的影响因素
焦炉煤气合成甲醇的单程转化率的影响因素摘要：焦炉煤气合成甲醇的单程转化率反映了甲醇催化剂活性的好坏。
催化剂活性较好，甲醇合成反应较好，粗甲醇产量较高。
但合成转化率受诸多因素影响，同时过多提高合成转化率会影响到和合成触媒的使用寿命。
因此，要适当提高合成转化率，才有利于粗甲醇产量的提高。
关键词：甲醇；单程转化率；温度；压力；氢碳比甲醇合成气体单程转化率受诸多因素影响，且各因素之间相互制约相互影响。
结合河北峰煤焦化有限公司甲醇合成塔特点，总结出以下影响因素，现分述如下。
1.影响甲醇合成单程转化率的因素1、温度的影响温度范围控制不同，不同的催化剂合成转化率不同。
如Zn—Cr催化剂的活性温度为350—420℃。
铜基催化剂活性温度为200—290℃，对每种催化剂在活性温度范围内都有较适宜的操作温度区间。
本厂使用催化剂的型号为XNC—98。
常用的操作温度为200—290℃。
不同温度下催化剂的活性：230℃时，催化剂的时空收率≥1.2kg/L.h。
250℃时，催化剂的时空收率≥1.55kg/L.h。
在催化剂使用初期反应温度宜维持较低的数值，随着使用时间的增长，逐步提高反应温度，一防止催化剂迅速老化，本厂使用催化剂的时间为5571小时，合成塔出口温度控制在225℃。
另外，甲醇合成反应温度越高，则副反应增多，生成的粗甲醇中有机杂质等组分的含量增多，给后期粗甲醇的精馏加工带来困难。
2.压力的影响压力是甲醇合成反应过程的重要工艺条件之一。
由于甲醇合成反应时体积减小的反应。
增加压力对平衡有利，铜基催化剂（XNC—98）要求反应压力控制4.0—10.0MPa。
从下列数据来看当焦炉气量19034Nm3/h。
合成入口压力为4.68MPa，合成转化率56.79%。
而9月2日6：00焦炉气23761Nm3/h合成入口压力5.03MPa，合成转化率仅为41.71%。
因此提高反应器压力对甲醇合成有利。
但压力的提高需要结合二合一机组的负载情况。
焦炉煤气制甲醇工艺方案
焦炉煤气制甲醇工艺方案1.原料准备：焦炉煤气和一定比例的水蒸气是制备甲醇的原料。
焦炉煤气中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气和少量烃类。
首先，对原料焦炉煤气进行预处理，除去其中的硫化物和一些杂质。
2.原料净化：焦炉煤气经过预处理后，进一步进行净化工艺。
通过冷却、除尘和脱硫等工序，去除颗粒物、酸性气体等污染物，以保证后续反应的顺利进行。
3.变换反应：焦炉煤气中的一氧化碳和二氧化碳需要经过变换反应，将其转化为甲醇。
该反应采用催化剂进行催化。
一氧化碳与水蒸气在一定温度和压力下通过催化剂反应生成甲醇。
在反应器内，采用适当的催化剂、反应温度和压力条件，可以提高甲醇的产率和选择性。
4.分离纯化：经过变换反应后，产生的反应混合物中含有甲醇、水、未反应的一氧化碳和二氧化碳等。
需要进行分离纯化工艺，将甲醇从混合物中提取出来。
常用的分离纯化方法包括蒸馏、吸附、结晶等。
5.回收利用：在分离纯化过程中，除了得到纯度较高的甲醇产品外，还会产生一些副产物和废弃物。
这些副产物和废弃物可以通过进一步处理和回收利用，以实现资源的综合利用和环境保护。
总的来说，焦炉煤气制甲醇工艺方案是将焦炉煤气中的一氧化碳和氢气转化为甲醇的过程。
通过预处理、净化、变换反应、分离纯化和废弃物处理等工序，实现了焦炉煤气的高效利用和甲醇产品的生产。
然而，在实际生产中，还需要根据具体情况进行工艺参数的调整和优化，以提高产量和甲醇的品质。
此外，还需要关注工艺过程中的能耗和环境污染问题，不断改进工艺方案，提高产能和资源利用效率，推动绿色发展。
焦炉气制甲醇工艺
焦炉气的精制是以炼焦剩余的焦炉气为生产原料;经化工产品回收焦炉气的粗制;再经压缩后2.55MPa;进入脱硫转化工段;脱硫采用NHD湿法脱硫和干法精脱硫技术;总硫脱至0.1×10-6;转化采用烃类部分氧化催化技术;制得合格的甲醇合成新鲜气又称精制气;送去压缩工段合成气压缩机;最后进入甲醇合成塔制得甲醇..第1章焦炉气成分分析1.1典型焦炉气的组成焦炉气的主要成分为甲烷26.49%、氢气58.48%、一氧化碳6.20%和二氧化碳2.20%等;还有少量的氮气、不饱和烃、氧气、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等杂质..焦炉气基础参数:流量62967m3/h2台焦炉生产的剩余焦炉气;温度25℃;压力0.105MPaa煤气柜压力..1.2焦炉气的回收利用焦炉气是良好的合成氨、合成甲醇及制氢的原料..根据焦炉气组成特点;除H2、CO、CO2为甲醇合成所需的有效成分外;其余组分一部分为对甲醇合成有害的物质如多种形态的硫化物;苯、萘、氨、氰化物、不饱和烃等..如焦炉气中的硫化物不仅会与转化催化剂的主要活性成分Ni迅速反应;生成NiS使催化剂失去活性;而且还会与甲醇合成催化剂的主要活性组分Cu迅速反应;生成CuS;使催化剂失去活性;并且这两种失活是无法再生的..又如;不饱和烃会在转化催化剂表面发生析碳反应;堵塞催化剂的有效孔隙及表面活性位;使催化剂活性降低..另一部分为对甲醇合成无用的物质对甲醇合成而言为惰性组分;如CH4、N2等..惰性气体含量过高;不仅对甲醇合成无益;而且会增加合成气体的功耗;从而降低有效成分的利用率..第2章焦炉气的精制2.1硫的脱除及加氢净化焦炉气制甲醇工艺中;焦炉气精制的首要工作是“除毒”;将对甲醇合成催化剂有害的物质脱除到甲醇合成催化剂所要求的精度..这是因为甲醇合成催化剂对硫化物的要求要高于转化催化剂..甲醇合成催化剂要求总硫＜0.1×10-6;转化催化剂要求总硫＜0.×10-6..第二就是要减少惰性组分的含量..脱除“毒物”的方法;根据系统选择工艺方案的不同而有所差别..而降低惰性气体的组分含量主要是采用将烃类部分氧化催化转化的方法;使其转化为甲醇合成有用的CO和H2;同时达到降低合成气中惰性组分的目的..2.1.1无机硫的脱除焦炉气中硫质量浓度高达6g/m3;氰化物质量浓度约为 1.5g/m3..在焦炉气净化工艺中设有脱硫、脱氰、蒸苯、焦油电捕捉等一系列净化装置;除为了减轻硫化氢和氰化物对后续装置的腐蚀;另一方面是减轻焦炉气作燃料气时对大气的污染;或作化工原料时;对催化剂的毒害..煤气净化装置是将焦炉气经过捕捉、冷却、分离、洗涤等多种化工操作;脱除焦炉气中的焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨、苯等物质;以满足后续装置对气体质量的要求;并回收焦油、硫、氨、苯等..本系统采用NHD湿法脱硫后;焦炉气中的HS质量浓度在15mg/m3左右;同时2可脱除焦炉气中部分有机硫..但有机硫含量仍然很高;达95mg/m3左右..如不经过精脱硫直接送入下工段;将使转化系统催化剂很快因硫中毒而失活;所以必须采用精脱硫工艺对焦炉气进行处理..2.1.2有机硫的脱除精脱硫根据对国内现有焦炉气净化技术的分析和比较;考虑到COS低温水解工艺路线存在的缺陷;对焦炉气的精脱硫采用高温加氢转化技术路线..这是因为焦炉气中含有的硫化物形态较为复杂;如:硫醇、硫醚、噻酚等硫化物在低温水解环境下很难脱除..本系统采用铁-钼加氢脱硫转化剂;在高温环境下;将气体中的有机硫转化;生成易于脱除的硫化氢;然后再采用固体铁-锰脱硫剂吸收转化后气体中的硫化氢..这样可使有机硫加氢转化完全;净化度大为提高;而且配套干法脱硫剂的硫容也高;并且可将不饱和烯烃进行加氢饱和..氧气加氢燃烧;达到对毒物的脱除;满足转化甲醇合成气对气体“毒物”的净化要求..本工艺克服了COS 低温水解催化剂对氧敏感的弱点;以及二氧化碳含量影响有机硫水解的缺陷;解决了高浓度CO 2影响水解反应进行;以及无法脱除复杂硫化物的难题..现有焦炉气净化工艺的有机硫的加氢转化;一般采用铁-钼加氢催化剂;在350℃-430℃下使有机硫加氢转化为硫化氢;固体脱硫剂使用便宜的但硫容低的铁-锰脱硫剂;最后使用价格较贵但硫容较高的氧化锌把关..2.1.3关键技术高浓度CO 、CO 2的焦炉气加氢净化时;遇到的问题:1如何避免CO 、CO 2在加氢催化剂上产生甲烷化反应..2如何避免CO 歧化析碳和甲烷的分解析碳..3如何防止铁钼催化剂床层产生的温升..2.1.4解决方法在加氢过程的主要反应中;含有烯烃、有机硫化物及氧的焦炉气在催化剂上进行的主要反应有:2H 2+O2=2H 2O+Q 1C 2H 2+2H2→C 2H 6 2C 3H 6+H 2→C 3H 8 3COS+H 2→CO+H 2S 4COS+H 2O →CO 2+H 2S 5RSH 硫醇+H 2→RH+H 2S 6R 1SR 2硫醚+2H 2→R 1H+R 2H+H 2S 7CS 2+4H 2→2H 2S+CH 4+Q 8C 4H 4S 噻酚+4H 2→C 4H 10+H 2S 9可能出现的副反应有:2CO →C+CO 2+Q 10CO+3H 2→CH 4+H 2O 11CH 4→C+2H 2+Q 12反应1、8、10为强放热反应;可能会引起催化剂床层“飞温”..反应10所出现的歧化积碳反应产生的碳会堵塞催化剂孔道;导致催化剂活性位减少;因此应设法避免上述反应..另外;焦炉气体中的油类由于焦炉气压缩机气缸采用少油润滑;可能在焦炉气中带有少量的润滑油、苯和焦油在加氢转化器内;经加氢裂解、饱和;避免了这些微量物质对后续工段的不利影响..我们在工艺设置上;采用严格的350℃控制;设有冷激副线;及时调整加氢转化器床层温度..通过监测床层压差变化;及时调整床层温度以及分析槽内积碳程度;达到抑制析碳的目的..2.2烃类的部分氧化催化转化烃类的转化是将焦炉气中的甲烷转化成合成甲醇所用的有效气体CO 和H 2..为使甲醇合成气的氢碳比尽量靠近甲醇合成所需要的最佳氢碳比;本装置焦炉气中烃类的转化选用部分氧化纯氧+蒸汽催化转化..2.2.1部分氧化催化转化原理焦炉气部分氧化催化转化法;是将焦炉气中的烃类甲烷、乙烷等进行部分氧化和蒸汽转化反应;在转化炉中首先发生H 2、CH 4与O 2的部分氧化燃烧反应;然后气体进入催化剂层进行甲烷、乙烷等与蒸汽的转化反应;所以这个方法也称为自热转化法..生产原理可以简单解释为甲烷、蒸汽、氧混合物的复杂的相互作用:第一阶段为部分氧化反应;主要是氢气与氧接触发生燃烧氧化反应;生成H2O..该反应是剧烈的放热反应:2H 2+O 2＝2H 2O+Q 13在这个阶段;焦炉气体中微量的氧与配入的氧完全反应;反应后的气体中氧体积分数仅为0.05%;不会对转化催化剂活性造成影响..第二阶段为水蒸气和二氧化碳氧化性气体在催化剂的作用下;与CH4进行蒸汽转化反应;该反应是吸热反应:CH 4+H 2O →CO+3H 2-Q 14CH 4+CO 2→2CO+2H 2-Q 15上述两阶段的反应可合并成一个总反应式:2CH 4+CO 2+O 2→3CO+3H 2+H 2O 16由于第二个阶段反应是吸热反应;当转化温度越高时;甲烷转化反应就越完全;反应后气体中的残余甲烷就越低..甲烷部分氧化通常加入一定量的蒸汽;目的是避免焦炉气在受热后发生析碳的反应;使甲烷进行蒸汽转化反应;在转化反应的同时;也起到抑制炭黑的生成..转化反应在镍催化剂作用下;反应速度加快;反应温度降低;反应平衡温距减小到1℃-5℃;在960℃残余CH 4＜0.4%..转化后的气体成分见表2.1..表2.1转化后的气体成分由表2.1可见;焦炉气催化纯氧转化制得甲醇合成气中虽然氢气过剩;但其他组分比例较好;完全能够满足甲醇合成需要..2.2.2工艺流程焦炉气中烃类部分氧化催化转化工艺流程示于图2.1..图2.1焦炉气部分氧化催化转化工艺流程示意图2.2.3过程特点转化催化剂的主要活性组分为Ni;对硫化物非常敏感;因此;焦炉气进入转化炉之前;必须将其中大量的硫化物脱除到转化催化剂和甲醇合成催化剂对硫精度的要求..焦炉气和氧气在进入转化炉之前;与一定比例的蒸汽混合;为防止水蒸气冷凝;焦炉气和氧气需在加热炉中加热;一方面防止蒸汽冷凝;另一方面加热后的焦炉混合气与氧气在进入转化炉后;能迅速发生燃烧反应..为防止液状或固体颗粒进入高速运转的离心机合成气压缩机;损坏转子;本装置在焦炉气压缩前;对焦炉气进行洗涤;利用焦炭过滤;采用4台往复活塞式压缩机;提高气体压力至脱硫系统所需压力2.55MPa..焦炉气中的硫形态比较复杂;转化前采取一系列脱硫;直至总硫＜0.1×10-6..实践证明;转化前未脱除的硫主要是噻吩;经过铁钼加氢转化;在高温环境下;已经全部转化为易于脱除的H2S和C4H10;此时将转化气中总硫脱除到所需精度很容易..甲醇系统驰放气主要用作转化加热炉燃料;剩余的返回燃料气管网;顶替部分炼焦用燃料焦炉气;把焦炉气送回甲醇生产系统进行脱硫转化;压缩合成..本装置设置大型加热炉;除加热转化系统物料外;还将转化副产 6.4MPa、282℃次高压饱和蒸汽;加热至480℃..经降温降压至3.82MPa、450℃的过热蒸汽;作为空压和合成气压缩汽轮机透平动力蒸汽..全系统蒸汽完全自给..系统副产蒸汽压力等级较多;能够适应不同需要..本装置主要副产 6.4MPa 饱和蒸汽加热后减压3.82MPa;450℃过热蒸汽..1.2MPa过热蒸汽由高压汽包直接降压获得;并入1.2MPa管网;与来自甲醇合成的1.2MPa过热蒸汽作为甲醇精馏和溶液再生的热源..0.3MPa低压蒸汽主要作除氧热源和厂区冬季采暖..冷凝液的回收利用..全系统冷凝液可回收利用;增设一气体饱和塔;用系统冷凝液通过加热炉加热;进行饱和增湿..既可减少系统蒸汽用量;又合理利用了冷凝液;省略了工艺冷凝液的排放和处理;消除了环境的污染因素;这是一项节能环保的技术..三废治理及环境保护与实际效果..本装置在设计中严格执行国家有关标准、地方规定;具有完善的“三废”及噪声治理措施..1废气治理在开停车及事故工况下;转化工段和脱硫工段排放的工艺废气焦炉气和合成气送本工程火炬系统焚烧后排放..甲醇合成系统的驰放气和膨胀气;甲醇精馏预塔不凝气作为加热炉燃料全部消耗;不排放到空气中..NHD脱硫系统产生的含硫化氢废气;送入Cluas硫回收装置;尾气中SO2浓度达标排放..2废水治理甲醇装置的废水量不大;甲醇精馏废水采用汽提预处理回收甲醇;而后送污水处理站进行生化处理..3废渣治理各类废催化剂分类送催化剂制造厂回收;不能回收的并无毒害作用的如:废锰矿石用于铺路或填坑;不存在废固堆放现象..因此;本装置废渣对环境影响不大..第3章关键的工艺技术和设备3.1焦炉气湿法脱硫NHD脱硫技术主要是脱除焦炉气中的大部分无机硫H2S和少量有机硫COS;并将脱硫回收的酸性气体送回硫回收..3.2焦炉气精脱硫干法脱硫是将经过湿法脱硫的焦炉气中的有机硫;利用铁钼触媒进行加氢反应;转化成易于脱除的无机硫;同时也使不饱和烃加氢饱和;而后通过锰矿脱硫剂和氧化锌脱硫剂;将硫化氢脱除;使经过干法脱硫的焦炉气中总硫＜0.1×10-6;达到甲醇合成触媒要求的精度..3.3焦炉气部分氧化催化转化转化是将脱硫后焦炉气中的CH4及其他烃类在转化炉内;与纯氧进行部分氧化及蒸汽转化反应;生产H2、CO、CO2等甲醇合成气;同时回收转化反应余热;副3.4主要设备3.4.1加热炉加热炉采用两段辐射、一段对流设计;辐射段主要加热焦炉气混合气和高压废锅产次高压饱和蒸汽;对流段共加热4种介质:饱和塔循环热水、富氧蒸汽、NHD湿脱硫气和预热加热炉助燃空气..3.4.2转化炉转化炉采用圆筒式纯氧转化炉;炉体为钢结构+耐火绝热材料+冷却水夹套..炉内装二段转化催化剂;顶部为蒸汽冷却套中心管式烧嘴;转化所需热量通过氧气与焦炉气中氢气发生部分燃烧反应提供;燃烧后的高温气体在催化剂床层发生甲烷与蒸汽的转化反应..转化炉出口温度控制为960℃-980℃;残余CH的体4积分数为＜0.4%..3.4.3高压废锅高压废锅是转化生产中最重要的设备;本装置采用的高压废锅温差达到600℃以上出高压废锅工艺气体温度达340℃;并且高压废锅与转化炉直连;管道内浇筑2层刚玉浇筑料;与高压废锅的浇筑料在烘炉时;需形成一体耐火隔热层..高压废锅共分2端;一端为高热端;有4根汽液上升管和热水下降管;内筑有耐火浇筑料..另一端为低热端;有2根汽液上升管和热水下降管..另配有汽包1个;供应高压锅炉给水;并实现汽液分离..本系统考虑到COS低温水解工艺路线存在的缺陷;对焦炉气的精脱硫采用高温加氢转化技术路线..采用铁-钼加氢脱硫转化剂;在高温环境下;将气体中的有机硫转化;生成易于脱除的硫化氢;然后再采用固体铁-锰脱硫剂吸收转化后气体中的硫化氢..这样可使有机硫加氢转化完全;净化度大为提高 ;并且可将不饱和烯烃进行加氢饱和..氧气加氢燃烧;达到对毒物的脱除;满足转化甲醇合成气对气体“毒物”的净化本工艺克服了COS低温水解催化剂对氧敏感的弱点;以及二氧化碳含量影响有机硫水解的缺陷;解决了高浓度CO影响水解反应进行;以及无法脱除复杂2硫化物的难题..参考文献：1 裴雪国.焦炉气制甲醇J.煤化工;2006;6：32-342 李建锁.焦炉煤气制甲醇技术M.北京：化学工业出版社20093 谢克昌;房鼎业.甲醇工艺学M.北京：化学工业出版社20104 张子锋.甲醇生产技术M.北京：化学工业出版社2008谢辞感谢各位老师三年来的教诲;感谢胡德双老师毕业论文的指导..。
对焦炉气合成甲醇工艺中转化工段的模拟和废热利用的研究
废 热可 以副产 转化过 程 需要 的 中压蒸汽 、 热和加 热 粗 焦 炉气 、 产 甲醇 精馏 需要 的 低压 蒸 汽 、 预 副 作 为 甲 醇精 馏 加 压 塔 再 沸 器 热 源 以 及 加 热 脱 盐 水 和 预 热 冷 凝 液 等 。 关 键 词 Ａｓ ｅ ｌｓ工程 软 件 焦 炉 气 转 化 甲 醇 生 产 废 热 利 用 模 拟 计 算 ｐ ｎＰｕ
石
２２
油
与
天 然
气 化
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ＣＨＥＭ Ｉ ＯＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ Ｌ ＆ ＧＡＳ ＯＦ Ｏ１
对 焦 炉 气 合 成 甲醇 工 艺 中 转 化 工 段 的 模 拟 和 废 热 利 用 的 研 究
陈银 生 林 立 徐 念 椿 李 甫
（ 海 工程化 学设计 院有 限公 司） 上
气 柜 。 压缩 至 ２ ５ＭＰ （ 后 进 行脱 油 和预 脱硫 。 经 ． ａ Ｇ） 再 利用 转化气 余热 将粗 焦炉 气预热 和加 热后 进行 脱
硫 净 化 （ ｅ Ｍｏ加 氢 转 化 、 ｎ ） 硫 等 ） 净 化 后 的 Ｆ、 Ｚ （脱 。
焦 炉气 与过热 蒸 汽混合 后经 焦炉 气加热 炉加 热后进 入 焦炉 气转化 炉 。
后 经 焦 炉 气 加 热 炉 加 热 后 进 入 焦 炉 气 转 化 炉 。 在 焦
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图１ 焦 炉 气 制 甲醇 工艺 流程 图
Ｐｕ 工 程 软 件 对 较 为 复 杂 的 焦 炉 煤 气转 化 工 段进 ｌｓ
焦炉煤气制甲醇
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一、甲醇的合成
1. 合成甲醇的原理
CO + 3H2 → CH3OH CO2 + 3H2 → CO + H2O 2. 合成甲醇的工艺 甲醇合成工艺分为：高压、中压和低压法。 △H298=-90.8kJ/mol △H298=41.3kJ/mol CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O △H298=-49.5kJ/mol
合成气冷却
弛放气
焦炉煤气
压缩
干法脱硫
煤气加热炉
甲醇精馏
煤气
甲醇
图12-1 焦炉气制甲醇工艺流程
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第二节
焦炉气的净化
制甲醇用焦炉气的要求：总硫体积分数不大于 0.1ppm，烯烃、长链烷烃含量不能太高。 因此，精脱硫工序是焦炉煤气净化工艺中最重 要的一环。
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第二节
焦炉气的净化
1. 铁（钴）钼催化加氢+氧化铁、氧化锌脱硫
赵云鹏
zhaoyp@
中国矿业大学化工学院
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第十二章
第一节 第二节 第三节 第四节
焦炉煤气制甲醇
焦炉煤气制甲醇的原理 焦炉气的净化 焦炉气转化 甲醇的合成和精馏
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第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
CH4 + H2O → CO + 3H2 合成气制甲醇的反应：CO + 2H2 → CH3OH 甲醇合成气的要求主要包括以下三个方面：
合成气中的杂质：使催化剂失活得有毒物质 和惰性物质。
导致催化剂失活的有毒物质：硫化物、羰基
金属和Cl-。 总硫体积分数不大于0.1ppm，甲烷含量不大 于0.6%。
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焦炉气制甲醇转化岗位操作规程
焦炉气制甲醇转化岗位操作规程
焦炉气制甲醇转化岗位操作规程
概述
焦炉气制甲醇转化岗位操作规程是针对该岗位的操作流程和规范，旨在保障员工的人身安全及设备正常运行，并保证产品质量合格。
操作环境
该岗位操作人员需要在气氛一定的压力和温度下进行操作，该岗位应具备良好的通风条件，同时，需要配备合理的防护设备。
操作前准备
1. 确认设备正常运行，检查必要设备并记录检查内容；
2. 检查设备防护设备是否到位和正常；
3. 熟悉化工生产操作规程；
4. 工作证件和操作证件，防护用品齐备。
操作流程
1. 开启原料进料阀门，并关闭排污口，确认原料进料正常；
2. 启动设备补给装置，确保反应温度和压力稳定；
3. 监
测沸腾情况，维持恰当的沸腾液位；4. 观测反应液化学变化，记录和异常情况，必要时应当进行修正和调整；5. 工作结束后，关闭进料阀门和补给装置，开启排污口；将残留物清理干净，关闭设备。
安全注意事项
1. 不能盲目开启原料进料或排污口，以免引起安全事故；
2. 操作人员必须佩戴防护用品，如手套、防护镜、口罩等，
以保证人身安全；3. 严禁离开操作岗位，不得随意作出调整；
4. 紧急情况下，应及时切断电源和气源，并按照应急预案进
行处理。
结尾
总之，焦炉气制甲醇转化岗位操作规程具有重要的意义，它可以规范岗位操作流程，保证操作员的人身安全和产品质量的合格。
遵从规程同时也需要具备一定的专业知识，这样才可以更好的保障生产及员工的身体健康。
焦炉煤气制甲醇工艺方案
化学Second Design Institute of Chemical Industry可行性研究4 工艺技术方案4.1 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1000mmH2O，温度40℃，H2S含量100mmg/Nm3，有机硫250 mmg/Nm3，首先进入焦炉气压缩机压缩到2.5MPa,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0。
1ppm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。
化学Second Design Institute of Chemical Industry可行性研究本文件包含化学工业第二设计院技术成果，未经本院许可不得转给第三方或复制。
4-2This document contains proprietary information of SEDIN. To be kept confidential.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H2S小于100mg/Nm3，有机硫约250 mg/Nm3,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。
焦炉气制甲醇工艺介绍
焦炉气制甲醇工艺介绍作者：陈晨曦来源：《科技资讯》 2011年第25期陈晨曦(新疆中泰化学(集团)股份有限公司乌鲁木齐 830009)摘要:焦炉煤气制甲醇是资源合理利用的变废为宝项目,具有广阔的前景,本文重点分析了焦炉气制甲醇工艺中的关键技术。
关键词:焦炉煤气净化脱硫催化转化催化剂氢碳比中图分类号:TQ53 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0119-011 焦炉煤气1.1 焦炉煤气的组成与杂质含量一般焦炉煤气的主要成份为H2、CO、CH4、CO2等,各成份所占比例如表1所示。
同时也含有一些杂质如表2所示。
1.2 焦炉煤气的利用焦炉煤气是极好的气体燃料,同时又是宝贵的化工原料气,焦炉煤气被净化后可以作为城市燃气来使用,从其成份上来看也是制造甲醇、合成氨、提取氢气的很好的原料。
2 焦炉煤气制甲醇的基本工艺流程如图1所示,为焦炉煤气制造甲醇最基本的工艺流程,净化与转化在整个焦炉煤气制甲醇流程中的关键技术。
3 焦炉煤气的净化工艺焦炉气的净化总的来说有三大步骤:(1)焦炉气经过捕捉、洗涤、脱酸蒸氨等化工过程,将有害的物质脱除到甲醇合成催化剂所要求的精度,进入焦炉气柜;(2)脱硫,分无机硫的脱除和有机硫的脱除,具体的方法根据系统选择工艺方案而改变;(3)焦炉煤气的深度净化,在精脱硫后再深度脱除氯离子和羰基金属,防止其对甲醇合成催化剂的毒害。
脱硫工艺技术方案:(1)几乎全部的无机硫和极少部分的有机硫能够在焦化厂化产湿法脱硫时脱掉;(2)绝大部分的有机硫的脱除采用的是干法脱除,具体的有分为4种:吸收法、水解法、热解法和加氢转化法,其中水解法和加氢转化法在国内外化工工艺上用的最为普遍。
4 焦炉煤气的烷烃转化技术目前具体的方法有:蒸汽转化工艺、纯氧非催化部分氧化转化工艺、纯氧催化部分氧化转化工艺。
4.1 蒸汽转化工艺其原理类似于天然气制甲醇两段转化中的一段炉转化机理,不过考虑到焦炉煤气的甲烷含量只有天然气的1/4,所以在焦炉煤气制造甲烷的实际工艺选择中,该方法一般不被采用。
通过案例分析水蒸气在焦炉气制甲醇工艺转化工段中的重要作用
通过案例分析水蒸气在焦炉气制甲醇工艺转化工段中的重要作用摘要：本文列举了几次甲醇生产工艺中转化工段的事故，分析了事故发生的原因，指出指出了水蒸气在转化中的重要作用，分析了在工艺操作上、设备选型上、生产管理上需要改进的几个方面的问题，以供借鉴。
关键词：焦炉气制甲醇工艺；转化；水蒸气；氧气管线爆炸一、前言从云南曲靖第一套化二院设计的焦炉气制甲醇工艺投产以来，焦炉气制甲醇工艺在全国焦化厂迅速的普及起来。
由于此工艺具有环保效益和较低的生产成本，在甲醇市场有较大的竞争力，为各焦化厂家所青睐。
但焦炉气制甲醇对比天然气制甲醇存在着气体杂质多，原料气受焦化厂制约，加减量频繁等等缺点，各工厂事故屡见不鲜，大部分都是发生在转化工段，原因多种多样，而大部分的事故都和水蒸气有关，我们通过案例来分析水蒸气在转化工段的重要作用，达到避免事故，安全生产的目的。
二、工艺说明：焦炉气中含有25％左右的甲烷，甲烷对于甲醇合成来说是惰性气体，转化工段的目的就是把焦炉煤气中的甲烷转化为合成甲醇的原料气H2、CO 和CO2。
来自焦炉气压缩工序的焦炉气首先经过精脱硫工段，把有机硫转化为无机硫，经过脱硫剂吸收至0.1PPM，与自产的中压蒸汽混合进入转化工段，经过进一步的加热，进入转化炉，在炉头空间部分与空分来的氧气（加入预热炉来的过热蒸汽）混合燃烧温度到1300℃-1500℃，混合气体穿过转化炉的触媒层进行甲烷的转化反应，转化气控制出口甲烷含量小于等于0.6%，温度小于等于980℃，然后经过回收热量，最终温度降至40℃，经气液分离器分离掉水，再经脱硫槽把关，最后送至合成压缩机提压进入甲醇合成工段。
转化的工艺根据设计理念的不同分为单纯二段炉转化和两级转化等多种形式。
这套工艺的核心就是“甲烷的加压催化部分氧化工艺”，即转化工艺，脱硫后的焦炉气和水蒸气混合，经过加热后在二段炉炉头和纯氧发生燃烧，然后进入触媒层，发生了甲烷的转化反应：a、燃烧反应H2+1/2O2=H2O+QCH4+2O2=CO2+2H2O+Qb、甲烷的转化反应CH4+H2O = CO+3H2－QCH4+CO2 = 2CO+2H2－QCnHm+nH2O = nCO+（M/2+n）H2－Q由于二段炉内有纯氧（99.6％）参与反应，反应特点是高温（炉头温度1300℃—1500℃），生产中较难控制，特别是工况发生突然变化的情况下，处理不当就会引发事故，所以甲醇装置绝大部分的事故就是发生在转化工段。
焦炉煤气制甲醇转化工段余热回收利用的技术研究
焦炉煤气制甲醇转化工段余热回收利用的技术研究作者：申彦清来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第06期摘要：焦炉煤气制甲醇工艺自出现以来，一直属于较好的节能降耗项目，其对能源的回收效率高，并且处理了焦炉废气，十分符合当前社会发展需要，但即使如此，甲醇装置在能源利用方便仍存在其不足之处，具有较大的改进和优化空间。
本文所提出的甲醇余热利用的技术研究项目，即是一个很好的对甲醇装置深度优化的过程。
关键词：能源；甲醇；余热回收工业余热主要是指工矿企业用能及热能转换设备在生产使用过程中排放出的废气、废水、废热等品位较低的能源，通过利用余热回收技术将这些低品位能源进行回收利用，从而将这些能源提供至工业生活所需的热源或者作为建筑供热使用，既可以大幅度降低工业企业的污染排放，又可以减少工业企业的能源消耗，一举两得。
工业余热资源非常丰富且广泛存在于各种生产过程中，尤其在化工、建材、冶金和轻工等行业更是具有巨大的余热资源。
这些行业的余热资源不能充分有效的利用，将造成能源的严重浪费，而且也严重的污染了环境。
据统计，我国工业余热利用回收率仅为33.3%，因此在我国工业领域，余热资源回收利用的潜力巨大。
甲醇余热利用的技术研究，属于节能降耗项目。
通过对甲醇转化气余热根据其工艺特点，总结出根据其每个温度段的工艺特点，使用适当的余热回收方式及设备。
1 焦炉煤气制甲醇主要工艺概况通常，焦炉煤气中甲烷的体积分数约23%～26%，而在甲醇合成中，甲烷不参与甲醇的合成反应，其将作为惰性气体存在于合成气中并往复循环。
如何将占焦炉煤气体积分数约25%的烷烃全部转化为合成气的有效组分（氢气和一氧化碳），提高合成效率，最大限度地降低不参加甲醇合成反应的气体组分，减少甲醇合成回路的循环气量，降低吨甲醇产量的煤气消耗，是焦炉煤气制甲醇的关键技术和难点之一。
目前焦炉煤气烷烃转化重整工艺主要为纯氧非催化部分氧化转化工艺。
在纯氧非催化部分氧化转化工艺中，主要的转化反应分两个阶段，第一阶段是甲烷、氢气和一氧化碳的燃烧放热反应；第二阶段为甲烷转化为氢气和一氧化碳阶段，是吸热的二次反应，为整个转化工艺的控制步骤，其主要反应式为：CH4+H2O→CO+3H2+Q（1）CH4+H2O→CO+3H2-Q（2）反应式（2）为吸热反应，因此提高温度，将有利于甲烷的转化。
焦炉煤气制甲醇工艺的概述
焦炉煤气制甲醇工艺的概述摘要：本文介绍了利用焦炉副产品——焦炉煤气生产15万吨／年甲醇工艺及特点，并对此工艺进行了评价，提出了建议。
关键词：焦炉煤气；纯氧催化；制甲醇在未投建焦炉煤气制甲醇之前河北华丰能源科技发展有限公司焦炭的年综合生产能力已达到336万吨，此外还有3MW、6MW、2×15MW中温中压发电机组、30MW高温高压发电机组发电厂各一座。
为了抓住市场机遇，增加经济效益，充分利用丰富的焦炉煤气，河北华丰煤化电力有限公司总投资38475万元实施年产15万吨焦炉气制甲醇工程项目，以焦炉煤气为原料生产甲醇。
作一概述：1、生产规模和工艺路线本工程是利用每小时产35000标立米的焦炉煤气生产甲醇设计的，按年作业时间8000小时算，可年产甲醇15万吨，产品的质量指标达到GB338---92标准。
我公司生产的焦炉气甲烷含量达24％～28％，根据煤气组成采用纯氧催化部分转化工艺将甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇的有用成分一CO和H，以满足生产甲醇的基本要求。
工艺流程示意图2、工艺流程概述2.1预处理工序从焦化装置送来的焦炉气中还含有部分焦油、萘、粉尘等易凝或易结晶的物质，在常温常压下，这些物质也许不会凝结或结晶，但经加压后，由于其分压上升，造成其中部分物质凝结为液滴或固体颗粒，这些物质如不除去，将对后工序造成危害。
本工艺采用对焦炉气中焦油和萘具有极强吸附能力的焦炭颗粒做吸附剂，吸附焦油和萘后的焦炭颗粒进行相关处理。
该工艺的特点是：吸附剂廉价易得、吸附选择性好、吸附容量大、对焦油和萘的脱除率高（脱油率≥90%，脱萘率≥80%）且吸附条件温和（常温常压下即可实现）。
2.2气柜工序焦炉气的产生量是波动的，而甲醇装置的生产用气要求相对稳定，因此，在焦炉气供应系统设计中必须采取有效的稳压措施。
本装置采用外导架直升式湿式气柜，对原料焦炉气起着稳定供气的缓冲作用，可以有效地协调气源与后续工序用气之间的动态平衡。
焦炉气制甲醇工艺流程
甲醇工艺特点是工艺流程长，相互间既独立有相关，工艺路线图如下：焦化厂来的焦炉煤气，先进入焦炉气柜缓冲稳压，压缩至2.1MP后,进入精脱硫装置,将气体中的总硫脱至0.1PPM以下.焦炉气中甲烷含量达22.4%,采用纯氧催化部分氧化转化工艺将气体中的甲烷及少量多碳烃转化为合成甲醇的有用成分一氧化碳和氢.转化后气体压缩至5.3MP,进入甲醇合成装置.采用5.3MP低压合成技术,精馏采用3塔流程.(1)精脱硫。
压缩的焦炉气压力2.1MPa,温度40℃,经过滤器滤去油雾后进氧化铁脱硫槽,脱除气体中的无机硫后送转化装置预热。
预热后压力约2.02MPa,温度300～350℃,进入加氢转化器I;气体中的有机硫在此转化为无机硫,不饱和烃加氢饱和。
另外,气体中氧也与氢反应生成水。
加氢转化后的气体进入氧化锰脱硫槽,脱去大部分无机硫;再进入加氢转化器II,将残留的有机硫彻底转化并经中温氧化锌脱硫槽把关,使总硫脱至≤0.1ppm。
出脱硫槽的气体约1.85MPa,370℃左右,送转化装置。
(2)转化。
精脱硫的焦炉气,温度约370℃,与废热锅炉蒸气混合,进入焦炉气蒸气预热器,预热到660℃,然后进转化炉。
来自空分装置的氧气加入安全蒸气后,预热到300℃,进入转化炉,在转化炉顶部与焦炉气蒸气混合。
混合气中的氧先与可燃气体反应产生热,为甲烷转化提供热源。
气体入床层后,在催化剂作用下,甲烷及少数多碳烃转化为一氧化碳和氢。
出转化炉的转化气约960℃,入废热锅炉副产2.4MPa饱和蒸气后,经焦炉气预热器、焦炉气初预热器、锅炉给水预热器、再沸器、脱盐水预热器回收热量后,用水冷却到40℃,分离冷凝液经氧化锌脱硫槽把关后送合成气压缩机。
分离出的工艺冷凝液经汽提塔汽提出溶解气后,用泵加压送锅炉房。
（3)合成气压缩。
来自转化装置的转化气压力约1.6MPa,温度40℃,进入该压缩机新鲜气段;来自甲醇合成的循环气进入循环段,压至5.3MPa, 送往甲醇合成。
关于焦炉气部分氧化甲烷转化法制甲醇稳定生产的探讨
（ ＣＯＳ＋ Ｈ Ｏ — Ｈ Ｓ＋ ＣＯ。 ； ＣＳ ２ ＋ ２ Ｈ Ｏ 一
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ ０ ２ — ２ ８
作 者 简 介 ：郭 海 平 （ １ ９ ６ ３ 一） ，男 ，山 西 五 寨 人 ，高 级 工 程 师 ， 原 内蒙 古 伊 东 东 方 能 源 化 工 有 限 公 司 甲醇 分 厂 工 艺工 程 师 ，现 为 恒 源 煤 焦 电化 有 限公 司 甲醇 项 目经 理 。
甲烷转 化法 ，也 有少数 采用 非催 化转 化法 。现 就
典 型 的焦炉气 部 分氧化 甲烷 转化 法制 甲醇 装 置的
稳 定生 产作 一探 讨 ，具体 如下 。
ｌ 焦 炉气 净 化 及 转 化 工 艺 简 介
１ ． １ 净 化 及 转 化 主 要 工 艺
进 入净 化脱 硫工 段 ，焦炉 气经 过活 性炭脱 硫 槽脱
ｏｎ Ｃｏ ｋ ｅ Ｏｖ ｅ ｎ Ｇａ ｓ Ｐａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ Ｏｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｌ Ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｇ ＵＯ Ｈ ａｉ — ｐｉ ｎ ｇ ， Ｘ Ｕ Ｙｕ ｎ — ｂ ｏ ，ＹＡ Ｎ Ｇ Ｆｅ ｎｇ ， Ａ Ｎ Ｚｈｅ ｎ — ｙｕ ，Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｌｉ ｎ ｇ— ｙｉ 。
目前 ，焦 炉 气 制 甲 醇 工 艺 已经 很 成 熟 ，其 （ 焦炉 气 中的） 甲烷转化 工 艺大部 分采 用部 分 氧化
焦 炉气首 先 经过冷 鼓 、脱硫 （ 硫铵） 、洗脱 苯
将 焦炉 气 中的硫 化 氢 脱 至 ５ ０ ｍｇ ／ ｍ。以下 、苯 脱 至 １ ０ｍｇ ／ ｍ。以下 、萘 脱 至 ｌ ｍｇ ／ ｍ。以下 、粉 尘 小于 ５ ｍｇ ／ ｍ３ 后 ，进入 气 柜 ，在气 柜 中进 一 步混 合 、缓 冲分 离 油水 后 ，经 螺杆 机加 压 至 ０ ． ４ ５ ＭＰ ａ
焦炉气转化气作为甲醇精馏热源的应用总结
山西焦 化股 份有 限公 司 ２ ０ ｔａ 炉气 配水煤 ０ ／ 焦 ｋ 气制 甲醇项 目于 ２ ０ ０ ８年 ６月投产 ， 该项 目利 用公 司 焦化 厂 的 ３ ５ ／ ２６ ０ｍ。ｈ焦 炉 气 为 主要 原 料 ， 炉 气 焦
与显 热 较 多 ， 经 转 化 工 序 回 收 显 热 后 温 度 还 有 在
收 稿 日期 ：０ １ ０ 一Ｏ 。 ２ １ — ８ ２ 作者简介 ： 张权应 （ ９ ６ ） 男 ， １７ ， 山西 繁峙人 ， 程师 ， 从事化 工 工 现
生产工作。
１ ／ ， 仅气 量大 、 ＂ ｈ不 １ １ 温度 高 ， 而且 富含 体积 分数 ３ Ｏ
～
３ 的水蒸气 ， 体 中所 带 的气 化潜 热 （ 蒸气 ） ５ 气 水
张 权 应
（ 西焦 化 股 份 有 限公 司 ， 西 洪 洞 ０ １ ０ ） 山 山 ４ ６ ６
摘 要 ： 流程 、 作 控 制 原 理 、 行 情 况 几 个 方 面 ， 焦 炉 气 转 化 气 作 为 甲 醇 精 馏 热 源 工 艺 进 行 总 从 操 运 对 结 ， 与 传 统 的用 低 压蒸 汽 作 热 源在 节 能 降 耗 上 进 行 了对 比 ， 出 了选 择 建 议 。 并 给 关键 词 ： 炉 气 焦 转 化 气 甲醇 精 馏 热源 节 能
第 ３ 卷 第 ６期 ２
２１ ０ １年 ｌ ２月
化学 工业 与工 程技 术
Ｊ ｕ ｎ ｌ Ｊ Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ＆ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ ｏ ｒ ａ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｏ ｇｉｅｒｎ
Ｖ ０１３２ Ｎ ｏ ６ ． ．
Ｄｅ ． ｃ，２Ｏｌ １
焦 炉气 转 化气 作 为 甲醇 精 馏 热 源 的应 用 总结
焦炉煤气制甲醇造气工序碳转化率计算分析
工艺与设备
2020 ・ 05
焦炉煤气制甲醇造气工序碳转化率计葬分析
*吴肖敏'李飞2 （1.山西中咨远工程设计有限公司山西030000 2.山西华冶勘测工程技术有限公司山西030000）
摘耍：碳转化率高低将直接影响粗甲醇产量，文章通过计算某企业造气工序碳转化率，简要提出增加甲醇产量的方法.
methanol output by calculating the carbon conversion rate in the gas-makingprocess ofan enterprise. Key words x make methanolfrom coke oven gas； gas generation^ carbon conversion rate
次回收热量后约170C进入洗气箱、煤气洗涤塔将水煤气冷 却至35°C送往气柜，经缓冲后进入除尘器，经过除尘后送入 电滤器将其焦油和灰尘脱除至3mg/m3 （标）以下，送入煤气 增压系统。废热锅炉副产的2.5MPa蒸汽外送，造气炉夹套副 产的蒸汽供造气自用。
3.造气工序碳转化率计算分析
焦炭造气工序：主要为原料焦产水煤气。 造气是以焦为原料，空气、水蒸汽为气化剂，制取水煤 气，排出废气、废渣及送下游装置的工艺物料。气化炉内反 应方程式如下：
废渣
组份 分子量 kg/h wt% kmol/h
%v
kg/h
wt%
kmol/h
%v
kmol/h
%v
kg/h
wt%
co
28
0. 0000 0. 0000 0. 0000 0. 0000 156.5077 7. 7300 654.6233 37.0000
焦炉气转化气作为甲醇精馏热源的应用总结
［ 中图分类号 ］Ｔ ２ ．２ ［ Ｑ ２ ３ １ １ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号］ １０ ９ ３ （０ ２ ０ —０ １ ０ ０ ４— ９２ ２ １ ） １ ０ ７－ ３
０ 引 言
经转化 工 序 回收 显 热 后 转 化 气 温度 在 ３０ ｏ ０ Ｃ左
右， 其所带的大量潜热如不加以回收利用 ，必须 用循环水将其冷却至 ４ ０℃ 以下方可送合成气压 缩机 ，既浪费能源 氮 肥
第１ 期
图 １ 甲醇精馏 工序 转化 气流程
口温度 ８０～９０℃ 、压力 ２ ２ＭＰ ５ ０ ． ａ的转 化 湿 气
１ ２ 温 度 控 制 原 理 ．
（ 流量 ８ ０ ｈ ５０ ０ ｍ ／ ，水 蒸 气体 积 分 数 ３ ％ 一 ０ ３ ％）经转化工序热量 回收后温度降至 ３５℃ ， ５ ０ 送至精馏工序。转化气通过 阀①进入加压塔转化 气再沸 器 ，对加 压塔 的釜液 进行 间接加 热 ，换热 后转化气温度降至 １０ｏ ５ Ｃ，进入加压塔转化气分 离器分 离 冷 凝 液 （ 过 液 位 控 制 阀将 液 位 控 制 通 在 ４％ 一 ０ ） ０ ６ ％ 。加压塔转化气分离器顶部出来 的转化气通过阀③进入预塔转化气再沸器 ，对预 塔 的釜液 进 行加 热 ，换 热 后 转 化 气 温 度 降 至 ９ ５ ℃以下 ，进入 预 塔 转 化气 分 离 器分 离 冷 凝 液 （ 通过液位控 制 阀将液位 控制在 ４ ％ ～ ０ 。 ０ ６ ％）
第１ 期
２１ ０ ２年 １月
中 氮
肥
ＮＯ ．１
Ｍ — ｚ ｄ Ｎｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆｅｔｌｚ ｒＰｒ ｇ ｅ ｓ Ｓｉｅ ｔ ｇ ｎ ｕ ｒｉｉｅ ｏ ｒ ｓ ｒ
Ｊｎ ２ １ ａ． ０ ２
焦炉煤气制甲醇的原理
焦炉煤气制甲醇的原理煤气制甲醇是一种重要的工业化学过程，通过这个过程可以将一氧化碳和氢气合成甲醇。
煤气制甲醇的原理是将煤炭、石油或天然气等含碳物质气化成一氧化碳和氢气，然后经过一系列反应生成甲醇。
这个过程具有重要的意义，一方面为了提高能源利用率，另一方面也为了满足市场需求，因为甲醇是一种重要的化工原料，广泛用于化工行业和能源领域。
煤气制甲醇的原理主要包括气化、换热、净化、合成和分离这几个关键步骤。
首先是气化过程。
气化是通过在高温和高压下将含碳物质转化成一氧化碳和氢气。
常见的气化方法包括部分氧化气化、煤炭气化、水蒸气重整气化等。
气化产生的气体中含有一氧化碳、氢气和少量的二氧化碳、一氧化碳、甲烷等。
其次是换热过程。
气化产生的气体含有大量热量，需要进行换热来提高能源利用率。
常见的换热方式有水煤气变换、合成气冷却等。
通过换热，可以将大部分热能转化成汽化水或蒸汽，提高系统的能效。
接下来是净化过程。
气化产生的气体中含有一些杂质，例如硫化氢、氰化物、苯等，需要进行净化处理，以提高反应的选择性和催化剂的使用寿命。
净化过程通常包括酸碱洗涤、吸附、氧化等步骤，以去除气体中的杂质。
然后是合成过程。
在催化剂的作用下，一氧化碳和氢气进行甲醇合成反应，生成甲醇。
甲醇的合成反应通常在高压和高温下进行，常见的催化剂有铜锌或铜铝复合催化剂，也可以使用高压合成氨法的氮碘化铁作为催化剂。
最后是分离过程。
合成产物中还含有一些未反应的气体和液体，需要进行分离提取。
分离过程通常包括蒸馏、吸附、结晶等步骤，以分离出纯度较高的甲醇产品。
总体来说，煤气制甲醇的原理是通过气化、换热、净化、合成和分离这几个关键步骤，将含碳物质转化成甲醇。
这个过程需要合理设计反应条件，选择适当的催化剂和分离工艺，以提高甲醇的产率和纯度。
除了化学反应过程，还需要考虑能源利用、环境保护、安全生产等方面的问题。
煤气制甲醇的原理在工业化生产中得到了广泛应用，尤其是在能源匮乏的地区。
焦炉气制甲醇工艺流程
焦炉气制甲醇工艺流程焦炉气制甲醇工艺是一种利用焦炉煤气来制造甲醇的工艺。
甲醇是一种重要的化学原料，广泛应用于合成化学品、塑料、染料、涂料等领域。
本文将介绍焦炉气制甲醇的工艺流程。
焦炉煤气是焦炉生产焦炭时产生的一种副产品。
焦炭的主要成分是炭，但焦炉煤气中还含有一定的甲烷、氢气、氮气、一氧化碳等物质。
焦炉气制甲醇的工艺利用焦炉煤气中的甲烷和一氧化碳作为原料，通过一系列的反应和分离步骤最终制得甲醇。
首先，焦炉煤气经过除尘处理，去除其中的灰尘和颗粒物。
然后进入加热炉，在高温下进行加热，使其温度逐渐升高。
接下来，焦炉煤气经过预热、空气混合等步骤后进入主炉。
在主炉中，甲烷和一氧化碳发生催化反应，生成甲醇。
这个反应需要高温和压力作为条件，因此需要在主炉中提供适宜的反应条件。
在主炉中，焦炉煤气进入催化剂层，与催化剂接触后发生化学反应。
甲烷和一氧化碳在催化剂的作用下发生部分氧化反应生成甲醇。
同时，甲烷和一氧化碳也会发生副反应，产生一些副产物。
催化剂的选择和使用也是影响工艺效率的关键因素之一。
甲醇生成后，焦炉煤气中的其他组分如氢气、氮气等会通过分离步骤进行分离和回收利用。
这些物质对于后续的工艺步骤来说并不是主要原料，但它们可以被转化为其他有用的化学品。
最后，焦炉气制甲醇工艺也需要一个合适的能源供应系统，确保反应过程中的能量平衡和稳定供应。
这个系统包括锅炉、换热器、循环泵等设备。
总之，焦炉气制甲醇是一种利用焦炉煤气制造甲醇的工艺。
它可以将焦炉煤气中的甲烷和一氧化碳转化为甲醇，并且将其他组分进行分离和回收利用。
这个工艺在化工行业中有着广泛的应用前景，为能源的有效利用和环境保护做出了贡献。
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第二节：转化工艺技术操作规程一、转化工艺流程（一）、焦炉气预热来自压缩岗位的焦炉气经焦炉气预热器加热至320℃左右，送往精脱硫岗位脱除有机硫和无机硫后，硫含量≤0.1ppm，压力约2.3Mpa，温度约360℃去转化工序。
在焦炉气中加入3.0Mpa的过热饱和蒸汽（蒸汽流量根据焦炉气的流量来调节），经焦炉气预热器（C60602）加热至530℃后，再经预热炉（B60601）预热至660℃左右进入转化炉（D60601）顶部。
同时配入了3.0Mpa过热饱和蒸汽（蒸汽流量根据氧气的流量来调节）的氧气也进入转化炉（D60601）顶部与焦炉气混合后发生转化反应，反应后的转化气由转化炉（D60601）底部引出，温度≤930℃，压力约2.2Mpa，甲烷含量≤1.0%，进入废锅（C60601）回收热量副产蒸汽。
转化气温度降为≤540℃，然后经焦炉气预热器（C60602），温度降至420℃左右，再进入焦炉气初预热器（C60603），温度降至300℃后，经锅炉给水预热器（C60604）进一步回收反应热后，转化气温度降至160℃，再经蒸发式空冷器（C60606）冷却到100℃左右，经分离器（F60605）分离后进入脱盐水预热器（C60607）为脱盐水预热，从脱盐水预热器出来的转化气约40℃，再经气液分离器（F60602）分离后，进入常温氧化锌脱硫槽，常温氧化锌（D60602）出口温度≤40℃,压力2.0Mpa送往合成气压缩机入口。
（二）、燃料气来自甲醇合成的燃料气与来自气柜的高硫煤气一起进入燃料气混合器混合后，一部分进入预热炉底部，与空气鼓风机（J60601A/B）送来的空气混合后燃烧，为预热炉提供热量，另一部分送精脱硫升温炉作燃料。
（三）、氧气来自气体厂的氧气，温度为80℃，压力2.5Mpa，与经预热炉加热后的蒸汽混合后进入转化炉（D60601）上部，氧气流量根据转化炉（D60601）出口温度来调节。
4、锅炉给水来自脱盐水站的脱盐水，温度约40℃，经除氧槽除去氧后用锅炉给水泵加压到4.2Mpa，在锅炉给水预热器（C60604）加热至200℃后，一部分送往甲醇合成，另一部分经汽包（F60601）进入废锅生产 3.0Mpa中压蒸汽。
废热锅炉所产蒸汽除给本工序用外，富裕蒸汽送至蒸汽管网。
二、转化工艺技术参数及规定（一）、温度指标焦炉气初预热器出口温度焦炉气≤400℃焦炉气预热器入口温度焦炉气≤450℃焦炉气预热器出口温度焦炉气≤650℃预热炉出口温度焦炉气≤850℃转化炉操作温度≤950℃废热锅炉入口温度转化气 <920℃焦炉气预热器出口温度转化气≤450℃锅炉给水预热器出口温度转化气≤200℃转化气冷却器出口转化气≤150℃脱盐水预热器出口脱盐水≤60℃锅炉给水预热器出口温度锅炉水≤250℃常温氧化锌槽出口温度转化气≤65℃（二）、压力指标进转化系统焦炉气压力焦炉气≤2.4Mpa工段出口转化气压力转化气≤2.0Mpa进转化炉氧气压力氧气≤2.5Mpa混合器出口燃料气压力燃料气 3—35kpa空气鼓风机出口压力空气≤15Kpa汽包出口压力水蒸汽≤2.9Mpa进转化锅炉给水压力锅炉水≥3.0Mpa事故水槽操作压力脱盐水≤0.8Mpa预热炉出口焦炉气压力焦炉气≤2.3Mpa三、转化操作规定（一）、开工前准备触媒的装填方案:1、转化催化剂装填要求:1）、装填应尽可能均匀，从而使压力降的波动与气流分布的不均匀性减少到最小程度；2）、装填时应均匀倒出后用木耙铺平，不要让催化剂堆成一小堆再铺平；操作人员应进入炉内工作，但严禁直接在催化剂上行走、踩踏；3）、催化剂自由下落度不得超过0.5米；4）、催化剂装填前需过筛；装填完毕后，需用一定流速的无油干空气对装置进行吹扫。
2、转化催化剂装填应具备的条件:1）、转化工序所有设备工艺管线安装完毕，经检查合格；2）、转化炉烘炉结束，耐火层热养护合格；炉内清洁工作完成；空气吹扫合格；系统试压查漏完毕合格；3）、确认运抵现场的催化剂及耐火球的型号、规格、质量、数量准确无误；4）、现场需有一防雨帆布蓬，用于堆放催化剂，防止催化剂受潮；过筛催化剂的工具齐备齐全；5）、确认炉内各种物料的装填高度，并划出明显标记；6）、转化炉炉内热电偶套管符合要求，耐火层无影响工艺安全的裂纹，符合要求；3、转化催化剂装填程序：1）、按装填顺序开箱确认现场的催化剂、耐火球是否符合要求、筛检出不合格产品，并通知有关部门取样封存；2）、在塔内划出耐火球和催化剂的装填高度。
3）、按装填顺序将耐火球或催化剂装入一定容量的吊桶，用吊车依次装入炉内；4）、每装入一定数量的催化剂后将表面扒平，然后继续装填，达到要求高度后将床层表面扒平；5）、将炉内装填工具吊出炉外，检查确认炉内无杂物后，装填人员撤出；6）、通知安装单位封闭人孔；7）、Z204、Z205装填高度应根据设计值而定；4、催化剂装填工具：1）、长臂吊车1辆，叉车二部，磅枰2台；2）、400×800×20木踏板2块，木耙子4个，活动扳手2把；3）、振动筛3×3mm孔径1台；4）、吊桶4个（带拉门及卡子）；5）、应急灯2个，布手套、防尘服若干；6）、5m软梯1个。
5、置换：为了防止装填触媒时，产生的粉尘堵塞管道，在装填完毕后，从气体厂引N2对转化炉进行吹扫。
吹扫时应打开转化炉出口法兰，并在法兰处放一块并刷上白漆的铁皮，待铁皮挡板上无粉尘时即表示吹扫干净。
6、触媒的升温还原:转化触媒还原前，是以氧化镍形式存在，不具有活性，只有还原成金属镍才具有活性。
因此在使用前，必须使催化剂活化，通过还原反应使氧化镍转化为金属镍。
另外，还原操作另一重要目的是脱除转化催化剂中所含有的少量硫化物等毒物，以使催化剂的活性在运转中得以充分发挥。
7、升温还原应具备的条件：1）、系统所有设备、管线、阀门安装、吹扫、气密完毕并验收合格；2）、所有仪表安装完毕，室内信号均引至DCS室；3）、各联锁调试正常；4）、转化炉及预热炉烘炉工作完成；5）、废热锅炉蒸煮合格；6）、转化炉镍触媒装填完毕，并封好人孔；7）、现场打扫干净，保证通道畅通；8）、精脱硫系统升温还原结束，能正常投运，并保证氧化锌槽出口总硫≤0.1ppm；9）、氧气烧嘴安装完毕；10）、氧气烧嘴保护泵和锅炉给水泵试车合格；11）、气体厂能够输送出合格的N2和氧气；12）、水、电、气、中压蒸汽（约2.5Mpa ）能够保证正常供给； 13）、所有室内、现场温度点、压力表均提前做完检验、标定、调校和投运工作；14）、转化系统所有设备、管线用N2置换合格，O2≤0.5%； 8、升温还原准备工作：1）、服从升温还原领导小组指挥，明确分工，技术员和管理员跟班负责协调指挥和技术把关；2）、绘制好升温还原曲线坐标图和准备好相关用具，如尺子、彩笔等； 3）、准备好记录报表和开车记录本，巡检记录本和设备缺陷记录本； 4）、组织操作人员认真学习本方案，并熟知现场流程；5）、联系质检中心、做好分析药品的准备；6）、各水冷器投运、氧气烧嘴循环冷却水、转化炉夹套冷却水、废锅按正常生产投运；7）、预热炉点火准备工作就做好；9、升温还原：1）、升温还原流程：2）、还原流程：3）、升温还原步骤：第一阶段：触媒升温还原⑴、关闭中温氧化锌脱硫槽出口大阀，打通转化系统：预热炉→转化炉→废锅→现场放空⑵、联系气体厂开启氧压机将N 2送至界区；⑶、打开入转化系统N 2总阀，向系统充N 2，并用现场放空控制系统压力在0.3～0.5Mpa ；氮 气中压蒸汽焦炉气预热器预热炉转化炉废锅现场放空精脱硫来合格焦炉气预热炉转化炉废锅 焦炉气初预热器 锅炉给水预热器 空冷器 分离器脱盐水预热器气液分离器去放散中压蒸汽焦炉气预热器⑷、系统建立N2循环后，按正常操作程序点燃预热炉（预热炉点火准备工作应提前做好），触媒进入升温阶段；⑸、控制N2气量在5000-6000m3/h，并通过调节燃烧煤气量来控制床层温度，以≤30℃/h的速率，把床层温度提至150℃；⑹、打开氧气烧嘴循环水，并保证流量≥4m3/h；⑺、床层温度达到150℃后，恒温12小时，缩小床层温差；⑻、恒温结束后，调整预热炉出口N2温度，以20℃/h的速率，把床层温度提至250℃。
⑼、在250℃范围内恒温4小时，缩小触媒床层温度；⑽、250℃恒温结束后，即转化炉出口温度达到250℃左右时，逐渐关小N2阀，同时打开2.5Mpa中压蒸汽入转化系统，缓慢切换直至N2阀全部关闭，系统转入蒸汽升温阶段；切换的过程中应保证系统压力平稳⑾、调节燃烧气量，控制好蒸汽温度，以50℃/h的速率将触媒温度提至450℃，在提温过程中可视升温速率情况，逐渐提高系统压力至0.8Mpa 左右；⑿、当触媒层温度达到450℃后，通知分析对精脱硫出口硫含量进行分析，若硫含量≤0.1PPm，可调整精脱硫氧化锌出口压力略大于转化系统压力0.1—0.2Mpa。
全开精脱硫中温氧化锌出口阀，缓慢关小氧化锌脱硫槽出口放空阀，向转化炉配入焦炉气进行还原。
并打通转化去火炬放散流程。
催化剂还原的反应热很小，转化炉温度不易察觉，焦炉气可分为2~3次缓慢配入，配入时要兼顾好精脱硫和转化系统的压力，注意蒸汽的加入量和蒸汽的稳定，直到氧化锌放空阀关死，焦炉气全部配入。
⒀、当焦炉气配入后控制升温速率以15~30℃/h，将转化炉入口温度升到600℃。
在整个催化剂升温还原期间水碳比应控制在5~7之间，并高于正常生产值。
蒸汽的加入量应随焦炉气的增加而随时调整。
当温度达到600℃时，催化剂绝大部分还原完毕。
只有少部分催化剂未被还原。
这时，第一阶段还原结束。
第一阶段还原结束标志：①、触媒升温速率按照升温曲线升到600℃。
②、转化炉出口干气甲烷含量趋于平稳。
第二阶段：转化炉点火后触媒的深度还原①、继续按照第一阶段的升温速率将转化炉入口温度提到650℃，按照正确导氧操作导入氧气。
②、转化炉点火成功后，及时调整预热炉的炉膛温度及出口温度，待系统压力稳定在0.8Mpa后继续升温。
③、控制H2O/C≥5~7，以70℃/h的升温速率，将转化炉床层温度提至920℃左右；④、床层温度恒温1小时后，对转化炉出口硫含量每小时进行一次分析，当硫含量＜0.1ppm后再恒温2小时；⑤、对转化炉出口的甲烷和氢气含量进行分析，当转化出口CH4含量≤0.5%，氢气含量不变时，即可认为还原结束；4）、气体监测转化炉中配入焦炉气和纯氧点火成功后，每小时对转化炉进出口的干气CH4含量进行分析。
5）、还原结束标志A、转化炉出口干气CH4含量达到指标（≤1%）。
B、转化炉出口氢气含量不变。
6）、操作要点：A、升温用N2由气体厂供给，N2压力控制在0.3-0.5Mpa，流量控制在7000m3/h左右。