焦炉气制甲醇(1)
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。
焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程
焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程焦炉煤气制甲醇工艺，是一种以煤炭或煤炭残炭为原料，通过合成操作进行甲醇的生产工艺。
该工艺相比其他生产甲醇的工艺，具有生产成本低、原料易得、产量高、能源利用率高等优点。
本文将介绍焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程。
一、预处理操作：预处理操作旨在净化从焦炉煤气中收集的甲醇原料，包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化物、氯化物、苯、乙烯、丙烯、丁烯以及其他杂质。
预处理操作包括滤净、干燥、冷凝、吸附等步骤，确保原料的纯度达到要求。
二、反应操作：在反应器中，将预处理好的原料混合后，在高温、高压的条件下进行催化合成甲醇反应。
反应器通常采用搅拌式反应器，并设有加热和冷却系统以精确控制反应条件。
催化剂采用硫酸锌和氧化锌。
反应条件：温度160-250℃，压力3-15Mpa。
反应时间约为2-3小时。
三、分离操作：反应后的产物中含有大量的水、甲醇、一氧化碳、二氧化碳等气体和小量杂质，需要进行分离操作。
分离操作包括冷凝、膜分离、吸附、蒸馏等步骤。
其中，蒸馏是分离操作中最为重要的一步，该步骤可将产物中甲醇的纯度提高至99.5%以上。
四、纯化操作：纯化操作是指进一步提高甲醇产品的纯度。
该操作主要采用蒸馏和吸附等方法，将残余的水、碳氢类杂质、酸类杂质、杂质甲醇等有机物和无机物从甲醇中提取出来。
纯化后的甲醇产品可以最终得到经过瓶装、桶装、罐装等方式进行包装装载。
五、安全操作：焦炉煤气制甲醇工艺是一种高温、高压、易爆等危险的工艺，因此安全操作尤为重要。
在运行过程中，需注意以下几点：必须使用标准的安全设施和防爆设备；操作工人必须接受专业的安全知识和技能培训；应定期检查设备的安全状况和参数；生产过程中应注意气体的引爆和毒性危害等问题。
六、总结：焦炉煤气制甲醇工艺之合成操作规程涉及预处理、反应、分离、纯化、安全等多个环节，其中每个环节都需要精细严谨的操作。
生产甲醇同时也要高度重视工厂的环保问题，合理规划废气、废水等排放，缩小环境污染，实现可持续发展的目标为行业健康快速发展奠定了基础。
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..。
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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焦炉气制甲醇驰放气合成氨技术
焦炉气制甲醇驰放气合成氨技术本文先介绍焦炉气制甲醇的生产工艺，分析生产过程中产生的气体组成，探究弛放气制氨的可行性，最后提出弛放气制氨的工艺并分析焦炉气制甲醇工艺中的弛放气合成氨工艺的优势，实现了充分利用资源。
标签：焦炉气；弛放气；合成氨以往采用焦炉气制甲醇为富氢反应，生产过程中产生较多合成循环气被以弛放气的形式被防空，与空分系统的生产过程中仅利用氧气生产，导致生产过程中产生的大量纯净氮气仅发挥冷源的作用，降温冷冻水后即被排放，导致资源的大量浪费。
对此研究以氮气、弛放气为原料合成氨的生产技术，达到环保、节能、提高效益的目的。
1 焦炉气制甲醇工艺生产过程中的气体组成见表1。
从表1中焦炉气、转化气以及合成循环气的成分可见，煤气进入甲醇系统后的各反应阶段均属于富氢反应，反应不断进行，惰性成分如氮气、甲烷、氢气等的浓度将逐渐升高而导致反应效率受到影响。
为了解决这一问题，生产过程中常用的方法是合成循环气的一部分作为弛放气放空以降低浓度，常作为锅炉、预热炉的燃料使用或送至回焦爐燃烧，但是这些弛放气的燃烧热值并不高，且弛放气进入焦炉中导致焦炉加热受到影响，因此利用效果并不理想。
空分工段为转化反应提供纯氧，经空气液化、分馏后得到纯氧的同时，也得到了大量纯度极高的氮气，但是处理氮气的过程中多将多数纯净氮气运用于对水冷塔中的冷却水降温，降温后排空，一小部分氮气则是加压后用于氧压机、合成循环机的干气密封。
2 弛放气制氨的可行性从焦炉气制甲醇的工艺中可见，当前焦炉气制甲醇的生产过程中存在大量的资源浪费。
从表1中可见，弛放气是合成循环气的一部分，组成与循环气的气体组成是相同的，进一步分析发现弛放气中的氢气含量在72-75%之间，经变压吸附后即可得到合成氨所需的氢气。
将氮气作为合成氨的原料，空分水冷塔的冷源由冰机代替，因此不对焦炉气制甲醇的工艺造成影响。
3 弛放气合成氨的工艺设计甲醇弛放气合成氨的工艺流程见图1。
该过程中，甲醇生产后产生的弛放气予以降压，从5.9MPa降压至3.2MPa后，进入变压吸附系统，经吸附、多级压力均衡降低、顺放、逆放、冲洗、多级压力均衡升高以及最终升压等多个步骤最终得到H2原料用于制氨。
焦炉煤气制甲醇 ppt课件
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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。
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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。
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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。
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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
焦炉气制甲醇系统危险有害性分析
焦炉气制甲醇系统危险有害性分析摘要：甲醇生产是一个复杂而危险的过程，在其生产过程中必须做好安全防护措施。
本文概述了焦炉气制甲醇流程，分析了工艺流程中的危险有害性，然后，针对生产、设计等过程提出防护措施，并对可能发生的意外事故提出了应急救援方案。
关键词：焦炉气；甲醇；防护措施甲醇在化工制造业、洁净能源利用中占有非常重要的地位。
随社会经济的进步和发展，甲醇的需求量与日俱增。
但其属于易燃易爆的危险品，每年都会发生大量的甲醇事故，造成生命和财产损失，因此做好甲醇的安全防护工作显得尤为重要。
一、焦炉气制甲醇流程焦炉气制甲醇的基本步骤如下：以焦炉荒煤气为原料，首先进行焦炉荒煤气的初步脱硫及净化处理，然后将其压缩二度脱硫并深度净化，并将检测合格的脱硫净化气泵入合成塔中，严格按照相关规定要求和步骤催化合成甲醇，初步分离处理后将粗产品进行精馏处理，并采用按照相关精馏工艺手段获得合格的甲醇产品。
二、危险有害性分析1.毒性危险性分析从处理焦炉荒煤气开始直至获得合格的工业甲醇产品，整个生产过程中会产生co、h2s、ch3oh等有毒物质。
所以在甲醇生产、存储及运输过程中，要严格遵守相关操作规范要求，若不小心发生甲醇泄漏事故会造成甲醇及其中有毒物质的扩散，周围人畜若吸入或误食等会造成严重的中毒事故，应立即采取措施并赴医院就医。
2.易燃易爆危险性分析甲醇生产全过程必须在高温高压下才能实现，并且焦炉荒煤气生产甲醇的过程中，绝大多数产品及最终产物均为易燃易爆的危险品。
按照国家对危险化学品危险类别分类标准，从原料焦炉荒煤气到合格甲醇产品及生产过程中的中间气体均被划为甲类危险品。
生产过程中，若因操作失误或合成装置存在泄漏等造成气体泄漏，与空气混合后达到其燃爆浓度时，极易引发爆炸事故；在检查修理相关设备时，应该事先用氦气等惰性气体吹扫相关设备，降低合成过程中产生的滞留气体浓度，避免其在与空气充分混合接触后产生爆炸事故；此外，合成过程中若压力超过安全压力阀值，相关设备很有可能会因压力超载而发生爆炸事故，造成人员伤亡以及设备的破坏，因此必须要对生产过程中的压力严格监控，并装备必要的泄压设备以防事故发生。
焦炉气制甲醇驰放气综合利用合成甲醇
焦炉气制甲醇驰放气综合利用合成甲醇摘要：20万t/a焦炉气制甲醇副产驰放气16000～18000Nm3/h，其中含约13%的CO+CO2和0.5%的甲醇，直接燃烧会造成一定的损失。
为提高焦炉煤气CO、CO2利用率，将驰放气作为原料气合成甲醇，每小时可生产甲醇1.25t。
关键词：焦炉气甲醇驰放气小合成塔甲醇驰放气含有较高的H2及少量的CH4、CO，因此多用作燃料或合成氨的原料气[1]。
如山东兖矿国宏化工有限责任公司利用甲醇弛放气作为燃料加热锅炉给水，以替代传统的用蒸汽来加热锅炉给水的加热器；合成氨工艺的立足点是对其中的氢进行回收[2-3]，如2010年韩城市黑猫能源利用有限公司焦炉煤气、甲醇弛放气综合利用制合成氨项目投产，该项目首创采用变温、变压吸附的物理方法净化原料气的技术，同时回收利用了空分装置排放的氮气。
河北金牛旭阳化工有限公司（以下简称金牛旭阳）以焦炉煤气为原料，设计产能为20万t甲醇/年。
随着生产接近满负荷，副产驰放气量增加。
为进一步提高驰放气综合利用率及提高焦炉煤气总碳转化率，公司采用驰放气合成甲醇工艺。
1 20万t/a焦炉气制甲醇工艺简介焦炉煤气制甲醇工艺主要由预处理、压缩、精脱硫、转化、合成、精馏和空分等工序组成。
焦炉气通过预处理、精脱硫工序使其总硫含量＜0.1ppm，经过纯氧蒸汽部分转化，将焦炉气中的CH4、CmHn 转化为合成甲醇的有效气体H2、CO和CO2，经联合压缩机增压后，送入低压合成装置合成甲醇，生成的粗醇经过三塔精馏装置产出合格精甲醇产品，送入储罐。
焦炉煤气制甲醇工艺流程图如图1所示。
2 甲醇驰放气的现状金牛旭阳甲醇装置副产驰放气量16000～18000Nm/h，驰放气组分如表1所示。
驰放气除用作甲醇装置加热炉燃料及锅炉燃料外，还可外供3000Nm3/h作为邢台旭阳煤化工公司苯加氢的氢源。
驰放气作为回炉煤气替代部分焦炉煤气，在一定程度上降低了SO2、氮氧化物等的排放量，同时也降低了吨甲醇消耗成本。
20万吨焦炉气制甲醇操作规程
第六节
一、停车步骤
1）、接到调度停车通知后，注意检查各级压力，并做好停车准备工作，准备从高压端到低压端的顺序切气；
2）、减量：通知转化岗位准备减量，开一回一减量，当全开还需减量时，可开四回一进行大减量，减量的多少，应根据转化系统平稳状况，减到转化所需的压力时准备切气；
温度（供水/回水）
32/42℃
污垢系数
0.00034m2K/w
碳钢年腐蚀速度
＜0.125mm/a
Cl-1
＜100mg/L
SS
≤20 mg/L
PH值
6.5~9.5
浓缩倍数
K=3
4、生活用水和消防水
压力
0.5MPa（A）
温度
环境温度
5、精制脱盐水
压力
0.5MPa(A)
温度
≤40℃
电导率（25℃）
≤0.2us/cm
设计操作时间：8000小时/年
其工艺路线为：
1、脱油、粗脱硫、加氢串氧化锌干法脱硫
2、催化氧化
3、合成气及循环气联合压缩
4、低压法合成甲醇
5、粗甲醇3塔精馏
6、汽提法处理工艺冷凝液
二、主要工艺特点
1、采用2.3MPa（G）催化氧化制取甲醇合成气；
2、采用低压甲醇合成工艺以及副产中压蒸汽的管壳式等温甲醇合成塔，其能耗低，产品质量好，运行可靠，投资省；
7）、建立电机用油系统：由电工加入分析合格的润滑油进电机滑油系统，并保持油位2/3以上，最后检查是否有泄漏等情况，并处理至合格。
8）、建立注油系统：加入分析合格的润滑油进注油箱，保持油位1/2以上，然后用手盘动手柄数圈，无问题后开启注油器建立注油系统，并检查注油情况，如有泄漏、堵塞等现象，则停止注油，待处理合格后重新建立注油系统。
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。
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。
焦炉煤气制甲醇和制天然气对比分析
31.0926.77焦炉煤气制甲醇 28518 24000 190 160
甲醇 10 万吨/年
弛放气 2100 万m3/年
2100 21218 18555 1551 1164 11.07 7.51 8.26 73.43
2300 23189 18437 3326 2495 18.04 13.32 6.18 55.62
•故焦炉气制甲醇的 •能量利用率 •为51.1%～ •58.2%。
2024/2/9
•9
•两种产品经济性对比
•以25000 m3/h 焦炉气为基准
项目 项目总投资/万元
固定资产总投资/万元
占地面积/亩 定员/人
产品
产品价格 年均销售收入/万元 年均总成本费用/万元 年均利润总额/万元 年均税后利润/万元 财务税前收益率%
焦炉煤气制甲醇和制天 然气对比分析
2024年2月9日星期五
•国内焦炭及焦炉煤气利用情况
•2009年国内焦炭总量为：35364万吨，其中：钢铁联合焦化企业：13405万吨，独立 •焦化企业：21959万吨。
•按每吨焦炭副产430Nm3焦炉煤气计算，独立焦化企业每年副产焦炉煤气约940亿Nm3， •除企业自身作加热燃料和化工原料（制甲醇）外，每年有约220亿Nm3焦炉煤气需考虑 •出路问题。
因此，用焦炉气生产CNG/LNG，将产生较明显的经 济效益、环境效益与社会效益，对促进焦化与能 源行业的技术进步与产业发展具有重要的意义。
2024/2/9
•3
•两种产品工艺流程对比 •焦炉气制甲醇工艺流程
•空气
•空分
•焦炉煤气 •深度净化 •催化转化
•废热回收 •精脱硫
•蒸汽
•弛放气
•合成甲醇 •压缩
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。
焦炉气制甲醇工艺优化与节能方法研究
焦炉气制甲醇工艺优化与节能方法研究摘要：近年来，我国每年焦炭的产量为3亿t，其中有1亿t是由钢铁联合企业所产生的，其余2亿t是焦化企业生产的。
据不完全统计，有焦炭副产所得的焦炉煤气，每年约浪费200亿m3。
焦炉煤气的成分取决于焦炭质量、炼焦的方法等，焦炉煤气的成分主要包括有：氢气、甲烷、氮气等。
除此之外，焦炉煤气中还包含一定的杂质，由于硫化物、苯以及萘等杂质的存在使得催化剂及吸附剂中毒，导致其不能直接应用于工业生产中。
关键词：焦炉气制甲醇；工艺优化；节能方法1焦炉煤气制甲醇工艺流程1.1 焦炉煤气成分分析焦炉煤气的主要组成是（H2、CH4、CO、CO2），在具体的炼焦过程中，随着其工艺参数和配比的不同，焦炉煤气的各成分比例也会发生变化。
1.2 工艺流程焦炉煤气制甲醇的工艺流程相对比较稳定。
首先，把焦炉煤气先进行预处理然后送至储气罐内再做缓冲稳压和压缩增压处理，压强为2.5MPa；再对焦炉煤气进行净化处理，即通过加氢转化精脱硫，此过程要控制总硫体积分数在合适范围，即<=0.1*10-6。
其次，使用催化剂或者非催化剂的方法将焦炉煤气内的甲烷和其他烃类化合物转化为一氧化碳和氢气，它们是甲醇合成的有效原料，再通过添加适当的碳来调整原料的碳氢比，使其满足甲醇的合成比要求，再进行气体压缩增压处理，此时压强约为5.5~6.0MPa，然后送至甲醇合成塔内反应制成粗甲醇。
最后，粗甲醇通过精馏处理转化为精甲醇。
2焦炉煤气的净化工艺焦炉煤气制甲醇工艺流程中，净化阶段最为关键。
经过预处理的焦炉煤气，仍有苯、氨、萘、微量焦油、硫化氢、COS、CS2、噻吩、硫醇、硫脒、不饱和烯烃、氰化氢、Cl-等杂质，其中杂质苯、萘、焦油、不饱和烯烃在焦炉煤气转化、合成甲醇过程中分解碳对催化剂的活性造成影响；杂质Cl-和有机无机硫混合物以及羧基金属是催化剂的毒物，会引起转化、合成过程中催化剂中毒而永远没有活性。
所以，要将杂质完全脱出，对焦炉煤气进行深度净化。
焦炉煤气制甲醇工艺方案
管壳式、MRF、林德反应器均为等温反应器，但只有管壳式等温反应器实现了国产化，并有多套生产装置在成功运行，为操作方便，本工程甲醇反应器采用管壳式等温反应器。
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。
工艺流程和消耗定额
焦炉气压缩
从焦化厂来的压力为1500mmHB2BO、温度40℃的焦炉气进入焦炉气压缩机，升压至，冷却到40℃后送精脱硫装置。焦炉气共三台，两开一备。
动力消耗定额(吨精甲醇)及消耗量
序号
名称
规格
使用
情况
单位
消耗
定额
消耗量
备注
每小时
每年
1
循环水
32℃
连续
500
4x10P6P
2
电
10kV
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HB2B含量高，气体平均分子量小，如采用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。
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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年产50万吨焦炉气制甲醇一、概述甲醇是一种应用广泛的基础化工原料和优良的清洁燃料，在世界基础有机化工原料中，甲醇消耗仅次于乙烯，丙烯和苯。
主要用于生产甲醛、醋酸、甲基叔丁醚（MTBE），甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、丙烯酸甲酯和二甲醚等有机化工产品。
这些产品是农药、医药、纤维、树脂的原料。
甲醇本身还是一种新的洁净能源，它的延伸产品二甲醚也做为优良的洁净燃料被广泛使用。
随着石油产品的紧张，为适应环境保护的要求，国家实施以煤代油的新能源政策出台，甲醇做为燃料的应用前景更是前途无限。
目前甲醇做为燃料的途径有以下几个方面：（1）汽油掺烧甲醇：（2）甲醇燃料（3）甲醇裂解（4）甲醇燃料的间接应用——二甲醚燃料和MTBE的应用近年来甲醇在其它领域也有广阔的应用前景；甲醇燃料电池将商业化；甲醇在变压吸附制氢做裂解原料；甲醇制微生物蛋白（SCP）国外已工业化；甲醇制低碳烯烃（MTO）技术已有较大突破。
甲醇作为碳一化学的基本有机原料，不仅市场消费量很大，而且新途径、新领域、高经济潜力产品方面消费潜力也是很大的。
目前世界各国都在竟相开发以甲醇为基点，逐步向基本有机原料产品、能源产品及精细化工产品延伸的甲醇化产业。
二、市场分析①国内外市场情况国际市场情况：国外市场的产量大于消费量，因受天然气来源，价格影响，2005年世界甲醇生产能力约为3982.2万吨/年，市场需求量将达3190.4万吨，也基本保持供需平衡。
据最新统计2007－2010年世界以伊朗、卡塔尔、阿曼、澳大利亚、埃及、尼日利亚、沙特等天然气丰富地区国家在建的17个项目，甲醇总规模将达到2978万吨/年（大多在2008年前投产）。
国内市场：据石化协会统计，2007年我国共有甲醇生产企业177家，产能合计1639.4万吨/年,而同期我国甲醇表观消费量为1104.6万吨,2007年全国甲醇实际产量为1076.4万吨 ,平均开工率为65.7%.目前我国新建、拟建甲醇项目34个（不包括二甲醚、甲醇制烯烃企业自身配套的甲醇装置），预计到“十一五”末期，我国甲醇产能将达到2600---3060万吨/年，而同期甲醇需求量的增长则存在不确定性。
从发展来看醋酸和MTBE是未来甲醇消费增长最快的两大领域。
②本项目的优势及竞争力分析（1）本项目是以提质褐煤产生的焦炉煤气为原料，采用国内成熟的先进工艺，流程短、成本低，投资小，项目具有强势的竞争力。
（2）从甲醇生产和消费的区域结构分析，甲醇目标市场主要是华北地区,该地区生产企业多是以小化肥厂联产甲醇为主，工艺落后，产量受化肥生产制约，市场供需矛盾将进一步加剧；另外东北、华东地区煤源紧张，煤价高，本项目发挥内蒙煤资源优势，一定会有较强的竞争力。
三、工艺技术及来源焦炉煤气制甲醇工艺技术从以下几个工序比选：（1）压缩常压焦炉煤气的分子量小，比重仅0.45，不适宜离心压缩，为此选用往复式压缩机气体压至2.1MPa，进行精脱硫和转化，转化后气体压缩和循环气压缩合二为一选用离心式二合一机组，采用蒸汽透平驱动，以节约投资，降低能耗。
（2）精脱硫本项目选用铁钼加氢串氧化铁干法脱硫工艺，为保证有机硫脱除效果，在氧化铁脱硫槽后串中温氧化锌做为把关。
（3）转化气态烃类转化有蒸汽转化，催化部分氧化，间歇蓄热式催化转化等几种。
焦炉气中CH4、CmHn烃类含量较低，为此本项目采用换热式纯氧部分氧化转化工艺。
（4）甲醇合成甲醇合成工艺按压力分为高压、中压、低压法。
（5）甲醇精馏粗甲醇质量决定于精馏过程技术方案的选择，目前工业上采用两塔流程已能得到优质工业品，但从节能降耗角度出发，可采用三塔精馏。
从节能降耗的原则出发，精馏工艺选择了三塔流程。
（6）空分焦炉煤气转化所需纯氧，由空分装置供给，空分装置采用全国产化的分子筛净化、增压透平膨胀机、全精馏提氩、氧氮产品内压缩的先进工艺技术。
四、生产规模及产品方案生产规模：甲醇50万吨年，单系列，年操作8000小时。
5．主要原材料及动力消耗6．投资估算及主要技术经济指标采用焦炉煤气制甲醇技术，神华乌海装置每年可消耗焦炉煤气6亿标准立方米，相当于年减排二氧化硫41万吨。
有关专家认为，利用焦炉煤气制甲醇不仅属于循环经济和节能减排项目，而且具有成本优势，焦炉气制甲醇生产成本比煤制甲醇每吨可减少1100～1200元，比天然气制甲醇每吨减少800～1000元。
经调查发现，生产工业原料甲醇成为目前我国焦炉煤气综合利用的主要方式。
到2010年底，其产能总规模已达到700万吨，是“十一五”初期20万吨总规模的35倍。
焦炉煤气制甲醇作为资源综合利用众多方式中工业化、市场化最快的路径，以其资源综合利用、成本相对较低的优势，将在“十二五”期间继续快马加鞭，赢得更好的市场空间和发展机遇。
“十一五”以前，全国涉足焦炉煤气制甲醇的企业只有2家，2套装置均由化学工业第二设计院设计，其一是云南省曲靖市焦化制供气公司8万吨/年甲醇装置；其二是河北建滔焦化有限公司12万吨/年甲醇装置。
而且，我国焦炉煤气综合利用率不高，以山西为例，当时焦炉煤气综合利用率只有8.86%，每年有4000盏天灯熊熊燃烧，全省每年大约直接排空150亿立方米的焦炉煤气，相当于损失高达3600多万吨原煤，造成巨大的资源浪费和环境污染。
而建设一套10万吨/年焦炉煤气制甲醇装置，仅需要2.1亿～2.2亿标准立方米的焦炉煤气。
“十一五”期间，我国焦炉煤气综合利用水平快速提高，10万吨/年规模级焦炉煤气制甲醇得到迅速发展，20万吨/年、30万吨/年规模级装置也相继投产，并逐渐成为我国焦炉煤气制甲醇装置的主流。
其中，投产10万吨/年规模焦炉煤气制甲醇装置的企业比较多，如山东省滕州盛隆焦化公司、山东海化煤业化工公司、陕西黑猫焦化公司、旭阳焦化集团定州天鹭新能源公司、山西建滔万鑫达化工公司、冀中能源峰峰集团煤焦化公司、四川达州钢铁集团公司、河北万丰兴化工产品公司等。
此外，投产20万吨/年规模装置的企业主要有山东兖矿国际焦化公司、内蒙古庆华集团庆华煤化公司、云南大为制焦公司、山西焦化集团、河北金牛旭阳化工公司、宁夏宝丰能源集团、山西临汾同世达煤化工集团、黑龙江七台河龙洋焦电公司等。
还有天脊煤化工集团、内蒙古神华乌海能源西来峰煤化公司2家企业30万吨/年规模装置投产，标志着我国在焦炉煤气循环利用技术、规模和集约化程度上迈上了新的台阶。
“十二五”期间，焦炉煤气制甲醇将进一步得到国家鼓励，行业将按照园区化、集约化和循环经济发展模式，加快发展方式转变，不断提高产业集中度，优化产业布局和产品结构。
按照《焦化产业准入条件》的要求，“十二五”期间我国焦炉煤气制甲醇装置规模将不低于10万吨/年，资源综合利用向更高的层次推进。
据了解，“十二五”以来国内已建成和在建的焦炉煤气制甲醇产能已达到了1000万吨。
今年1月，神华巴彦淖尔能源公司开工建设其一期工程24万吨/年焦炉煤气制甲醇项目；2月，山西宇丰能源投资公司20万吨/年项目签约；4月，河北常恒能源技术开发公司20万吨/年项目将建成投产，陕西陕焦化公司20万吨/年装置可望出产第一批产品。
此外，2011年，山西临汾同世达煤化工集团将形成40万吨/年煤气综合利用制甲醇能力，山西太兴集团30万吨/年、山西益达化工公司30万吨/年、山西阳光焦化集团30万吨/年、河北唐山开滦精煤公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇项目目前均在积极实施中。
经测算，利用焦炉煤气制甲醇不仅属于循环经济和节能减排项目，而且生产成本比煤制甲醇每吨产品可减少1100～1200元，比天然气制甲醇每吨产品减少800～1000元。
据预计，“十二五”期间，以焦炉煤气为原料的甲醇产能发展速度将高于以无烟煤、天然气为原料的甲醇产能，年均增速可望达到20%以上。
五、甲醇的具体生产方法1. 天然气制甲醇的生产方法天然气是制造甲醇的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽转化法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取.由于天然气蒸汽转化法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由转化炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段转化法,即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分.天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇.2. 煤、焦炭制甲醇的生产方法煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制.用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法.国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用 UCJ炉.在国外对于煤的气化,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、鲁奇(Lurge)及温克勒(Winkler)三种.还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古(Texaco)及谢尔-柯柏斯(Shell--Koppers)等.用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去.原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇.3．油制甲醇的生产方法工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油.原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽转化法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化转化法等.目前用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽转化法.石脑油的加压蒸汽转化需在结构复杂的转化炉中进行.转化炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽转化反应.石脑油经蒸汽转化后,其组成恰可满足合成甲醇之需要.既无需在转化前后补加二氧化碳或设二段转化,也无需经变换、脱碳调整其组成.重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多.重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用.重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成. 合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇.4．联醇生产方法与合成氨联合生产甲醇简称联醇,这是一种合成气的净化工艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺.联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口之间增加一套甲醇合成的装置,包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出口气体先进人甲醇合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔内与氢气反应生成甲醇,联产甲醇后进入铜洗工序的气体一氧化碳含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低.联产甲醇后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ.联醇工艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以保证甲醇催化剂使用寿命和甲醇产品质量。