焦炉煤气制甲醇 PPT
甲醇合成工艺PPT课件
淡水资源：相当世界人均的1/4，居世界第 110位
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原油
冷凝水
LNG 海水 煤
铁矿石
25万吨
干气
催化裂化
催化裂解
燃料油1000万吨/ 聚年乙烯
乙烯 100万吨/年 其他化工产品
蒸汽
燃气发电
超临界发电
焦炉煤气
山西孝义
10
苏里格天然气公司
17
山东鲁西化工
25
山西原平
20
河北建滔
10
山东鲁南化肥厂
60
贵州贵化
20
旭阳焦化集团甲醇二期
10
河南延化化工有限责任公司 18
唐山中润公司二期
15
宁夏宝丰投资集团
20
山西兰花清洁能源公司
20
中煤能源
25
陕西榆林煤化科技新建
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8.2甲醇的生产工艺原理
碳的氧化物与氢合成甲醇的反应式如下：
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甲醇的化学性质
E 甲醇的羰基化制醋酸
甲醇与一氧化碳在250℃、50－70MPa下通过碘化钴均相 催化剂，或在180℃、3－4MPa下通过铑的碳基化合物为催 化剂(以碘为助催化剂)，能合成醋酸。
CH3OH+ CO
CH3COOH
F 甲醇的脱水制二甲醚
活性氧化铝
2CH3OH
CH3OCH3+H2O
250 ℃
蒸气压 平均热 燃料种类 分子量 /MPa（60 值
℃） /kJ/kg
二甲醚 46.0 1.35 31450
液化气 56.6 1.92 45760
煤制甲醇工艺与设备PPT课件
煤制甲醇工艺
2011年10月
内容
☆ 概述 ☆ 型煤生产工艺与设备 ☆ 造气生产工艺与设备 ☆ 原料气净化工艺与设备 ☆ 甲醇合成工艺与设备 ☆ 甲醇精馏
煤制甲醇工艺
概述
第一章 化工生产的特点
※ 化工原料、中间体、产品多是易燃、易爆、有毒和 腐蚀性的物质； ※ 生产工艺因素多，要求工艺条件苛刻； ※ 生产规模逐渐大型化，自动化程度越来越高，连续 性强； ※ 对化工操作人员的技术水平要求较高 。
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
2、灰分 灰分是煤燃烧后的残留矿物质，其组成有二氧化硅、三氧化二 铝、三氧化二铁、氧化钙和氧化镁等。
对制气的影响： A、灰分高增加运输费用； B、灰分增加，相对降低煤中的固定碳含量，排灰增加，带走部
分未燃烧的炭和显然，使消耗定额增加； C、灰分含量高，增加机械排灰强度，使其磨损加剧；
煤制甲醇工艺
造气工艺与设备
5、灰熔点对生产的影响 5.1由于灰渣的构成不均匀，因而不可能有固定的灰熔点，只有熔化
范围。通常灰熔点用三种温度表示，即t1为变形温度；t2为软化温 度；t3为熔融温度，生产中一般灰熔点指t2，它是指炉温控制高低 的重要指标。 5.2煤的灰熔点高低，是影响煤气发生炉内气化温度的主要因素之 一。灰熔点低的燃料，气化层温度不能控制太高，这就限制了气化 温度的提高，致使蒸汽分解率低，发气量和气体质量不高。当燃料 层局部温度达到或超过灰熔点时，则会造成炉内结疤、结块等现象， 致使炉内某一截面阻力不均，严重时会造成造气炉不能正常生产。 因此，煤的灰熔点越高对气化过程越有
2、压力对生产的影响 蒸汽压力的高低直接影响蒸汽温度的高低，造成温度提升慢制液时
间延长，腐植酸钠反应不完全。
焦炉气制甲醇工艺
焦炉气制甲醇工艺1.1.1焦炉气压缩O的焦炉煤气进入压缩机，经三级压缩后，自气柜来的的温度25℃，压力200mmH2压力升高到2.5Mpa，温度上升到140℃，经三级出口缓冲器缓冲稳压后进入冷却器，冷却至40℃后由总管进入脱硫工序。
1.1.2精脱硫来自焦炉气压缩工段的焦炉煤气，经过过滤器和预脱硫槽滤去油雾和脱除无机硫后经在转化装置中提温到300℃后，焦炉气经铁钼转化器中的有机硫在此转化为无机硫，气体中的氧也在此与氢反应生成水。
加氢转化后的气体含无机硫约245mg/m3，进入中温脱硫槽脱去绝大部分的无机硫。
之后经过钴钼转化器将残余的有机硫进行转化，再经中温氧化锌脱硫槽，使气体中的总硫达到0.1ppm。
出氧化锌脱硫槽的气体压力约为2.3Mpa，温度约为350℃送转化装置。
1.1.3转化单元脱硫后的焦炉气与饱和蒸汽混合，经焦炉气预热器、预热炉预热至660℃进入转化器上部，与预热后的氧气充分混合后自上而下进入催化床层进行氧化反应放出热量，并很快进入催化床，进行反应。
2H2+O2=2H2O+115.48Kcal (1)2CH4+O2=2CO+4H2+17.0Kcal (2)CH4+H2O=CO+3H2-49.3KaL （3）CH4+CO2=2CO+2H2-59.1KaL （4）CO+H2O=CO2+H2+9.8Kcal (5)反应最终按（5）达到平衡，反应后的转化气由转化炉底部引出，经废热锅炉回收热量副产蒸汽，转化气温度降为540℃，然后经焦炉气预热器使其温度降为370℃，并经焦炉气初预热器、锅炉给水预热器、再沸器、脱盐水预热器回收热量后，经水冷器进一步冷却并分离掉工艺冷凝液后，送往合成气压缩工段。
1.1.4合成气压缩来自转化工段的新鲜气，温度40℃，压力2.1Mpa，进入合成气压缩机一段压缩后，进入循环段与来自甲醇合成的循环气混合，压缩至6.0Mpa。
经压缩后合成气经压缩机出口送往甲醇合成。
1.1.5甲醇合成来自合成气压缩的合成气经气气换热换热器后进入甲醇合成塔，在催化剂的作用下进行甲醇合成反应。
煤气化制甲醇工艺实训课件
4 对讲机使用的是可充电电池，如果对讲机电力不足，可联系指 导教师更换电池，切勿当作普通废电池丢弃；
5 每天最后一组同学，关闭计算机主机和显示器，打扫卫生；
6 每组同学在实验结束后一周内上交实验报告。
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八、推荐书目
1 侯翠红, 王训遒, 陈卫航 等. 煤气化与氯碱生产实习教程[M]. 郑 州：郑州大学出版社, 2010.
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三、仿真软件操作简介
1. 软件启动界面及设置
(1) 低温甲醇洗工段
预习及连接现场操作时使用“单机练习”，而考核时使用 “局域网模式”连接教师站。教师站IP为192.168.0.1
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然后出现如下界面：
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(2) 甲醇合成工段
(3) 甲醇精制工段
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煤气化制甲醇工艺实训
王训遒，高健，宁卓远 2012年4月
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一、课程意义及目标
1 通过模拟化工生产过程中开车、运行、停车以及事故 处理等操作过程，建立化工流程级概念，进一步认识 化工生产各个设备操作的相互联系和影响，理解化工 生产的整体性。
2 深入了解煤气化制甲醇过程的工艺和控制系统的动态 特性，提高对复杂化工工程动态运行的分析和协调控 制能力。
2 彭建喜. 煤气化制甲醇技术[M]. 北京：化学工业出版社, 2010.
3 徐宏，时光霞，黄玲 等. 化工生产仿真实训[M]. 北京：化学工 业出版社, 2010 .
4 广东省石油化职业技术学校, 北京东方仿真软件技术有限公司 [M]. 化工仿真实训指导. 北京：化学工业出版社, 2010.
煤制甲醇各段工艺流程课件
为保证生产连续性，需设置储存 设施储存原料。
CHAPTER 03
煤制甲醇的蒸馏提纯
常压蒸馏
常压蒸馏是指在常压下进行的 蒸馏过程，通过加热和分离液 体混合物来提纯甲醇。
在常压蒸馏中，先将煤制甲醇 粗品加热到一定温度，使其中 的轻组分和重组分分离，得到 初步提纯的甲醇。
常压蒸馏的操作压力为 0.1~0.2MPa，温度通常控制 在60~100℃之间。
煤制甲醇的优缺点
优点
煤制甲醇能够充分利用我国丰富的煤炭资源，生产成本相对较低，且甲醇作为 一种重要的有机化工原料，市场需求量大，具有较好的市场前景。
缺点
煤制甲醇过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成污染，同 时煤炭资源的开采和利用也加剧了我国能源结构的单一性，不利于可持续发展 。
CHAPTER 02
煤制甲醇各段工艺流程 课件
CONTENTS 目录
• 煤制甲醇概述 • 煤制甲醇的原料准备 • 煤制甲醇的蒸馏提纯 • 煤制甲醇的精制与转化 • 煤制甲醇的工艺流程图解 • 煤制甲醇的设备与维护
CHAPTER 01
煤制甲醇概述
煤制甲醇的定义
01
煤制甲醇是指利用煤作为原料， 通过化学反应合成甲醇的过程。
维修策略
根据设备的不同特点和使用情况，可以制定不同的维修策略 ，如定期维修、预防性维修、事后维修等。在制定维修策略 时，应考虑设备的可靠性、维修成本和使用要求等因素。
THANKS
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煤制甲醇的原料准备
原料的选择与准备
01
02
03
煤质选择
选择适合生产甲醇的煤种 ，如无烟煤或烟煤，考虑 煤的灰分、挥发分、含硫 量等因素。
原料煤破碎
焦炉煤气制甲醇 ppt课件
焦炉煤气制甲醇
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第二节 焦炉气的净化
2. 有机硫低温水解+氧化铁、氧化锌脱硫
焦炉气先被引入有机硫水解槽，在有机硫水解槽中被 水解为硫化氢，再通入后序的氧化铁粗脱硫和氧化锌精脱硫 ，使硫含量满足后序工艺要求。
焦炉煤气制甲醇
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三、影响甲烷转化的因素
1.温度 2. 甲烷转化反应是可逆吸热反应，提高温度对反应平衡 和反应速率有利。
3. 控制转化气出口温度的方法：控制氧气量和焦炉气的入炉温 度。
5. 转化炉加入氧气的目的：使部分焦炉气燃烧以提供转 化反应所需的热。
水解催化剂的使用条件：温度90℃，压力0.77～ 5.0MPa。由于该脱硫工艺采用低温水解脱硫，故最终的脱 硫温度较低，较易满足后序工艺对合成气温度的要求。
焦炉煤气制甲醇
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第二节 焦炉气的净化
3. 铁钼+镍钼两级加氢、铁锰+氧化锌两级吸收
该工艺对传统铁（钴）钼催化加氢+氧化铁、氧化锌脱 硫二提出了一些改进。
焦炉煤气制甲醇
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二、焦炉气转化工艺
2. 非催化部分氧化转化法
第一阶段： 2H2 + O2 → 2H2O
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 第二阶段： CH4 + H2O → CO + 3H2 控制步骤 优点：不需要催化剂、精脱硫可以后移，无需再加蒸汽
、转化气中CO2的含量较满足甲醇合成；
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一、焦炉气转化的原理
煤制甲醇讲解ppt课件
低温甲醇洗的发展历史
• 低温甲醇洗净化技术是20世纪50年代初林 德公司和鲁奇公司联合开发，1954年首先 用于煤加压气化后的粗煤气的净化，随后 用于城市煤气等的净化。
硫化物对甲醇生产的危害
• 甲醇生产中，硫化物必须予以清除，否则 会对生产造成极大危害，主要危害表现在 以下几点：
• 毒害催化剂，使催化剂中毒、失活。 • 腐蚀设备 • 污染环境
新员工培训
• 低温甲醇洗在煤气净化中的应用：
• 吸收法根据不同原理分化学吸收和物 理吸收两种类型，物理吸收法中特别 适用于净化的是Rectisol法，即低温甲 醇洗。
耐硫变换
• 水煤浆粗水煤气经洗涤后含尘量<1mg/m3（标 ），温度为230～245℃，并被水蒸汽饱和， 水汽比约为1.4~1.6，直接经过加热升温至 280℃后即可进入变换，不需再补加蒸汽。由 于流程短，能耗低，故水煤浆气化配耐硫变 换是最佳选择。变换1变来自2低温甲醇洗气体净化技术
低温甲醇洗气体净化技术 LURGI Rectisol
变换
变换装置由变换系统与热回收系统 两部分组成。
采用耐硫变换催化剂，其活性组分 为Co-Mo。 •变换反应，以下列方程式表示： •CO+H2O ——→ H2+CO2
一氧化碳变换的目的
合成甲醇最主要的原料是H2、CO和少量的 CO2。甲醇合成原料气的氢碳比为：
F=H2-CO2/CO+CO2=2.1-2.15 一氧化碳变换是将煤气中的一氧化碳和饱和 水蒸汽在催化剂的作用下进行一氧化碳变换反 应，转化为氢气和二氧化碳，即除掉了粗煤气 中的部分一氧化碳，又生成了对后工序有用的 氢气，做为后系统甲醇合成的原料气；同时， 部分反应热被废热锅炉回收，副产低压蒸汽、 预热脱盐水的锅炉给水。
煤制甲醇的工艺流程(精选课件)
煤制甲醇的工艺流程
以煤为原料生产甲醇的工艺流程，采用固定床气化方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，可分为单醇技术和合成氨联产甲醇工艺，后者规模均较小，一般不超过10万吨／年；另一种是采用气流床气化(主要是采用水煤浆气化）方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，单套装置规模可以达到20万吨年以上，目前正在朝大型化方向发展。
以煤为原料生产甲醇的主要工艺流程为：气化、净化、甲醇合成、甲醇精制等(参见工艺流程图）
煤制甲醇工艺流程
焦炉煤气－---—三段压缩—－----三段油过滤器----焦炉气初预热器-——－铁钼脱硫——－-氧化锰脱硫—--—中温锌脱硫—－－—-——焦炉气预热器----—-预热炉————-转化炉-－—-－－焦炉气预热器-－—－－焦炉气初预热器—-—－——锅炉给水预热器--－－-第一二水冷器－--—-－气液分离器-－—-—常温锌脱硫-——--五段压缩－－--—－五段油过滤器———---——气气换热器-－——-电加热器--——－－合成塔—
空分
氧气
气化
煤 变换 变换气提尾气 净化 二氧化碳 压缩 甲醇合成 氢回收 驰放气 精馏
精甲醇常压塔排水 产品甲醇
废催化剂 净化废水
变换冷却塔废水 废催化剂
废渣 气化废水 空气
氢气
——-—－—合成废锅----－－气气换热器———－—水冷器———－—-甲醇分离器(气体大部分打循环，少部分放空）--－-－闪蒸槽-—－-—－-甲醇中间槽-—-－-预塔精馏－——-加压塔精馏－—---常压塔精馏-———-回收塔精馏-－--精甲醇储罐.
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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。
合成气制甲醇ppt课件
空速:影响选择性和转化率,直接关系到催化剂的生产 能力和单位时间的放热量。
适宜的空速与催化剂的活性、反应温度及进塔气体 的组成有关
ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1
●增加空速在一定程度上能够增加甲醇产量
●增加空速有利于反应热的移出，防止催化剂过热
ZnO-Cr2O3：
380 ～ 400℃
CuO-ZnO-Al2O3： 230 ～ 270℃
与副反应相比，主反应是摩尔数减少最多而平衡常数最小的 反应，因此增加压力合成甲醇有利
反应压力 反应压力因催化剂种类而异
b.空速
ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 ～10MPa
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防静电工作服。 手防护： 戴橡胶手套。
急救措施
皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，
要输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，用清水或1%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医
上世纪40年代以后随着天然气的大量发现, 以煤为原料的甲醇 生产受到冷落。天然气是生产甲醇、合成氨的清洁原料，具有投 资少、能耗低、污染小等优势，世界甲醇生产有90％以上是以天 然气为原料，煤仅占 2%。但是在南非以煤为原料的甲醇工业化生 产从未中断过。 考虑到未来能源的发展及环境保护等方面的因素, 以煤为原料 的甲醇生产工艺又重新受到人们的重视.我国由于受天然气资源和 价格的制约，国家已经限制用天然气生产化工产品，而是把天然 气优先用于城市作燃料，在我国,已建和在建的甲醇装置中以天然 气为原料的约占三分之一左右。
甲醇原料气的制取PPT课件
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二、合理控制二氧化碳与一氧化碳比例
1.二氧化碳含量对过程的影响 适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性，有利于提高反
应速度； 二氧化碳与氢合成甲醇的热效应小，催化床温度易于控
制； 但是，二氧化碳含量过高，会造成粗甲醇含水量的增多，
降低压缩机生产能力，增加气体压缩与蒸溜粗甲醇的能耗。 2.二氧化碳最佳含量
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甲醇
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合
成
气
以天然气为原料的生产方法
的
生
以渣油为原料的生产方法
产
以煤为原料的生产方法
方
法
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以合成气为原料的加工方向
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我国甲醇行业存在的问题及对策
（四）布局
上游
甲醇行业是资源密 集型产业，对于资 源的依赖程度很高 ，生产装置建设在 资源地可以有效降 低生产成本，产能 集中在河南、内蒙 古、山西、重庆、 陕西、新疆、青海 等地区。
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固定床连续式气化制水煤气法
除此以外新鲜气可能含少量的甲烷、氮和氩，它 们的存在会降低甲醇合成速度，但肘甲醇合成催化 剂无毒害作用，故不必加以脱除。
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三、原料气对氮气含量的要求
在生产中用的气化剂是空气，所以氮气是固体原 料低压间歇气化过程中的必然产物。
氮气是惰性气体，在反应过程中不参与甲醇合成 过程的化学反应，在系统中循环累积，含量越来 越多，所以必须放空，以维持正常有效气体含量。
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2 煤气化的反应条件
(1) 温度 一般操作温度在1100℃以上。 (2) 压力 一般为2.5～3.2MPa。 (3) 水蒸气和氧气的比例 H2O/O2比值要视
采用的煤气化生产方法来定。
焦炉煤气制甲醇
三、焦炉煤气纯氧部分氧化催化 转化制甲醇技术
·焦炉煤气组成 H2 CO CO2 CH4 CmHn N2 O2 H2S
56～59 6～8 2.5～3 26～27 2～2.5 3～4 0.5
有机硫
vol%
20～50mg/Nm3 250～300mg/N 100 m3
·工艺流程
焦炉煤气 压缩 有机硫加 H2 转化 FeMnZnO 脱硫 甲烷转化 Ni
焦炉煤气制甲醇技术
一、焦化工业要建成资源节约 型、环境友好型企业就必须利 用好焦炉煤气。
· 我国2005年产焦炭2.66亿吨,生产焦炉气 年约1021亿标准立方米，除焦炉自用外,可 供利用年531亿立方米. · 过去焦炉煤气在钢厂用于燃料,大中城 市用于城市煤气,近几年城市用气大都改为 天然气，因此焦炉煤气作化工原料用途越 来越迫切,如北京、上海、天津、南京等。
从转化率高低，废热回收利用优劣，温度差 大小排序。 管壳式最好 冷管型次之 绝热型最差
从大型化设备制造难易排序 绝热型最易 冷管型次之
管壳型最难
五、 甲醇精馏
两塔工艺 流程简单，设备少但能耗高。
三塔工艺 节能显著
六、焦炉煤气制甲醇消耗指标和技 术经济
焦炉煤气生产 10 万吨/a 甲醇主要消耗指标如下表 消耗指标 项目名称 规格 单位 消耗量/h /吨甲醇
压缩
甲醇合成
甲醇精馏
甲醇产品
粗煤气压缩：
1 两种压力选择 1） 两阶段压缩：第一阶段压力2.5～3MPa， 第二阶段6MPa。 2） 一次压缩到5.5～6 MPa等压合成。 2 压缩机选型 1） 低压往复式＋高压离心式。 2） 低压、高压全离心式。 3） 低压选往复式优于离心式，因为H2分压高 ，离心式效率低4%
焦炉煤气制甲醇技术方案比较15页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
焦炉煤气制甲醇的工艺流程
65 尽管三塔精馏比两塔精馏一次性投资大，但由于明显的节能效果与产品精度，近年设计的甲醇装置均采用三塔流程。
该流程在产品采出上灵活方便，既可生产化工原料级的精甲醇，又可生产车用燃料级的普通甲醇。
20万t/a焦炉煤气制甲醇当选用三塔精馏技术。
1.3 焦炉煤气制甲醇的工艺流程20万t/a焦煤气制甲醇工艺：净化脱硫采用低温甲醇洗工艺，甲烷转化采用甲烷蒸汽催化转化技术，甲醇合成采用低压法合成技术，甲醇精馏采用三塔精馏技术，空分装置宜采用全低压法内压缩流程。
1.3.1 焦炉煤气制甲醇工艺流程图（略）1.3.2 流程说明来自界区外的焦炉煤气进入甲醇气柜储存，运行时气柜中的煤气先脱焦过滤，压缩到2.3 MPa后进入低温甲醇洗工序将有机硫和无机硫脱除到<1×10-6送转化工序，确保转化催化剂不中毒。
来自空分系统的纯O2和净化后的煤气经喷咀进入转化炉，蒸汽经过喷咀夹套也进入转化炉，在转化炉内进行H2和O2的部分氧化反应和甲烷通过催化剂床层的蒸汽转化反应，制得符合甲醇合成的转化气，转化过程中残留在净化气中的有机硫转化成无机硫。
转化气再进入低温甲醇洗进一步脱硫净化，总硫降低到0.1×10-6。
净化达标后的煤气压缩到5.3 MPa进入甲醇合成塔，合成塔出塔气冷凝冷却分离后的气体大部分返回压缩机入口，作为循环气被压缩与新鲜气混合进入合成塔。
合成气冷凝分离后的小部分气体作为弛放气弛放，冷凝分离得到的粗甲醇进入甲醇精馏系统进行精馏提纯，精馏出的精甲醇送甲醇贮槽。
低温甲醇洗系统含有H2S、CO2和少量H2的再生气返回到焦化厂的“三脱”（脱硫、脱氨、脱苯）装置进一步回收利用。
合成系统弛放气可以采用PSA变压吸附技术回收H2和CO返回系统利用。
空分制得的液N2或气N2进行系统保护和置换或外售，空分副产品液氩外售。
甲醇合成采用先进的JW均温型合成塔，塔结构合理体积小合成效率高。
表 5 20万t/a焦炉煤气制甲醇生产成本估算表序号项目消耗定额单价（元）金额（元）原料及辅助材料294.80 1、焦炉煤气（Nm3）2040 0.12 244.80 1 2、催化剂及其它化学药品（kg）1.00 50.00 50.00 燃料和动力215.90 1、冷却水（t）15.00 2.5 37.5 2、脱盐水（t）2.10 8.00 16.8 3、电（t）220.00 0.38 83.60 2 4、燃料煤（t）0.30 260.00 78.00 3 工资和福利费25.05 制造费用240.63 1、折旧费151.39 2、修理费44.62 4 3、其它44.62 5 生产成本776.38 6 管理费23.00 7 完全成本799.38 *工资与福利费按1.5万元/人年计，折旧年限14年。
焦炉气甲醇生产工艺流程
焦炉气甲醇生产工艺流程焦炉气制甲醇生产工艺一、流程简述来自化产车间的焦炉煤气经气柜前焦炭过滤器除油并脱除硫化氢后进入气柜缓冲稳压～经焦炉气压缩机四级压缩并分离油水后进精脱硫工段将焦炉气中的总硫脱除至0.1PPm以下进入转化工段～与空分工段来的氧气反应将焦炉气中的甲烷转化为CO、CO、H。
22转化气经回收热量并进一步脱除总硫后进合成工段～经二合一压缩机增压后与循环气一并入甲醇合成塔进行合成反应～反应后的气体经分离粗醇后大部分进二合一机组循环～少部分放空作为燃料气使用。
合成工段产出的粗醇进精馏工段～分别在预塔采出轻组分,加压塔、常压塔采出合格精醇入罐区存放并销售,常压塔采出杂醇油入罐区储存并销售。
空分工段来自大气的空气经自洁式空气过滤器过滤后进空气压缩机加压～经空气冷却塔降温并洗涤空气中的杂质后进分子筛纯化器进一步脱除空气中的杂质。
合格的空气经分馏塔产生合格氧气和氮气～分别经加压后送其他工段使用。
二、流程描述1、气柜从化产车间来的焦炉气～压力约400mmH2O、温度约30?～经气柜进口焦炭过滤器脱除硫化氢并除油～经入口水封进入气柜缓冲、稳压～送往焦炉气压缩工段。
2、焦炉气压缩从气柜来的压力为400mmH2O、温度30?的焦炉气入焦炉气压缩机～分四级升压至2.5Mpa,段间采用蒸发式冷却器进行冷却并逐级分离油水,～经蒸发式冷却器冷却到40?并进分离器分离油水后送精脱硫工段。
3、精脱硫来自焦炉气压缩机的焦炉气压力2.5Mpa～温度40?首先经过滤3器除去焦油～然后进入予脱硫槽～将无机硫脱至3，5mg/m。
粗脱硫后的焦炉气去转化工段初预热器预热到350?后～依次经铁钼预转化器、铁钼器转化器将有机硫转化为无机硫～然后进入氧化铁脱硫槽将大部分无机硫脱除后进入二级加氢转化器进一步转化有机硫～最后由氧化锌把关～总硫控制在0.1ppm以下。
脱硫后的焦炉气送至转化工段。
4、转化精脱硫后的焦炉气温度350?～压力2.2MPa～烷烃含量约28,～经预热器余热到500?～与蒸汽混合后～由预热炉加热到约660?～进入转化炉。
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二、焦炉气转化工艺
2. 非催化部分氧化转化法 第一阶段： 2H2 + O2 → 2H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 第二阶段： CH4 + H2O → CO + 3H2 控制步骤 优点：不需要催化剂、精脱硫可以后移，无需再加蒸汽
三、影响甲烷转化的因素
第二节 焦炉气的净化
3. 铁钼+镍钼两级加氢、铁锰+氧化锌两级吸收
该工艺对传统铁（钴）钼催化加氢+氧化铁、氧化锌脱 硫二提出了一些改进。
操作条件：温度350℃，压力2.3MPa。 工艺流程：铁钼加氢转化→铁锰粗脱硫→镍钼加氢转 化→氧化锌精脱硫。
第三节 焦炉气的转化
一、焦炉气转化的原理 二、焦炉气转化工艺 三、影响甲烷转化的因素
焦炉煤气制甲醇
第十二章 焦炉煤气制甲醇
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理 第二节 焦炉气的净化 第三节 焦炉气转化 第四节 甲醇的合成和精馏
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： （1）合理的氢碳比例； （2）合理的二氧化碳和一氧化碳比例； （3）合成气中中杂质的要求。
三、影响甲烷转化的因素
1.温度 甲烷转化反应是可逆吸热反应，提高温度对反应平衡和
反应速率有利。 控制转化气质量措施：转化炉出口温度在960℃左右。 控制出口温度的方法：控制氧气量和焦炉气的入炉温度
。 转化炉加入氧气的目的：使部分焦炉气燃烧以提供转化
反应所需的热。
三、影响甲烷转化的因素
2. 压力 降低反应压力有利于提高平衡转化率。 实际生产采用加压操作原因：使后序工段节
、转化气中CO2的含量较满足甲醇合成； 缺点：转化温度高（>1200℃）、合成气碳不足、单位
甲醇消耗原料气比纯氧催化转化工艺多30%、纯氧消耗高。
二、焦炉气转化工艺
3. 蒸汽转化法 主要反应： CH4 + H2O → CO + 3H2 转化炉在高温下操作，对设备要求高，尤其是
喷嘴，结构复杂，材料要求高。 甲烷催化部分氧化采用一段转化炉。
生。
二炉气纯氧催化部分转化是将焦炉气中的烃类进行部
分氧化和蒸汽转化反应，在转化炉中首先发生H2、CH4与 部分氧气燃烧反应，然后气体进入催化剂层进行烷烃与蒸 汽的转化反应。
第一阶段： 2H2 + O2 → 2H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
第二节 焦炉气的净化
2. 有机硫低温水解+氧化铁、氧化锌脱硫
焦炉气先被引入有机硫水解槽，在有机硫水解槽中被 水解为硫化氢，再通入后序的氧化铁粗脱硫和氧化锌精脱硫 ，使硫含量满足后序工艺要求。
水解催化剂的使用条件：温度90℃，压力0.77～5.0MP a。由于该脱硫工艺采用低温水解脱硫，故最终的脱硫温度 较低，较易满足后序工艺对合成气温度的要求。
一、焦炉气转化的原理
焦炉气转化的原理:在高温的转化炉内，使得 以甲烷为主的烃类在催化剂作用下，与水蒸气发生 转化反应生成CO2、CO、H2，主要反应为：
CH4 + H2O → CO + 3H2 CO + H2O → CO2+ H2 CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
一、焦炉气转化的原理
转化过程中可能会发生副反应，主要是析碳反 应：
因此，精脱硫工序是焦炉煤气净化工艺中最重 要的一环。
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
焦炉气先经过铁（钴）钼催化剂使有机硫转化为硫化 氢，然后再串以氧化铁脱硫剂脱除大部分硫化氢，最后用氧 化锌脱硫剂把关。
铁（钴）钼催化剂的使用条件：温度350～430℃，压 力0.7 ～7.0MPa。此工艺操作温度高，运行成本高，适合于 有机硫含量较高的原料气精脱硫。
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
空气
O2
空气
转化
废热回收
合成气冷却
N2 蒸汽
湿法脱硫
焦炉煤气 压缩
9.8MPa蒸汽 烟道气放空
合成气压缩 甲醇合成
干法脱硫
弛放气
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
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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。
CH4 → C + 2H2 2CO → CO2 + C CO + H2 → C+ H2O
一、焦炉气转化的原理
发生析碳反应的原因： （1）水碳比过低，一般要求水碳比大于2.5； （2）水蒸气与原料气的混合不均匀； （3）转化反应温度高，使得烃类裂解析碳的可能性增
大； （4）催化剂中毒； （5）原料气中烃类碳原子数多，裂解析碳反应容易发
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
（1）合理的氢碳比例 合成气中CO和CO2都存在时，应满足f=(H2-CO2
)/(CO+CO2)=2.05～2.15。 氢过量的原因？
✓ 减少羰基碳和高级醇的生成 ✓ 延长催化剂寿命
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
（2）合理的二氧化碳和一氧化碳比例 合成气中适量CO2存在的必要性？ ✓使催化剂呈现高活性； ✓使催化剂床层温度易于控制；
省压缩功、减少设备尺寸和催化剂用量。 平衡加压带来的不利影响措施：增大水碳比
和提高反应温度。
三、影响甲烷转化的因素
3. 水碳比 水碳比：加入水蒸气的分子数与焦炉气中碳的原子数的
比值。 提高水碳比有利于转化反应进行，可以降低转化气中残
余甲烷的含量。 增大水碳比的好处：（1）转化率一定时，降低反应温
度和压力；（2）防止析碳现象。 水碳比过高的坏处：增大系统阻力，增加能耗。 实际生产中，水碳比不低于2.5，一般控制在3.8左右。
合成气中CO2最佳含量，应根据催化剂与操 作温度而定。
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
第一节 焦炉煤气制甲醇的原理
（3）合成气中杂质的要求
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%。