焦炉气制甲醇原料气净化工艺浅析

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焦炉煤气制甲醇工艺中的净化脱硫探讨

焦炉煤气制甲醇工艺中的净化脱硫探讨

净焦炉煤气
0.02
CS2、COS、RSH、RSR’、c4H‘S
3初步脱硫方法
3.1
碳两单元是分别独立的,焦炉煤气制甲醇脱硫净 化只需脱硫单元。 焦炉煤气含硫约20mg/m3,其脱硫部分可省去 浓缩塔,采用吸收、再生的二塔流程,配以二级闪 蒸,经NttD脱硫后,脱硫气中总硫含量可以达到小 于lppm。
全国炼焦行业利用焦炉煤气生产甲醇暨应用研讨会
焦炉煤气制甲醇工艺中的净化脱硫探讨
曹宏成’
贝昆仑王鹏
张国柱
张永发“
(太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,太原) 1引言
焦炉煤气制甲醇关键技术有;①焦炉煤气转
化为合成气;②焦炉煤气、合成气的净化脱硫:
化部分氧化转化、蒸汽催化转化、非催化部分氧 化转化等工艺。 催化部分氧化法转化和蒸汽转化法转化所用 的催化剂,要求焦炉煤气中的总硫含量40.1ppm。 按照要求,焦炉煤气在转化前要先初步脱硫,再 进行有机硫的转化,最后精脱硫。 采用非催化部分氧化转化工艺中不使用催化 剂,转化前不需脱硫。在转化过程中焦炉煤气中 的复杂的有机硫在1300℃左右转化为H。S。转化后 的合成气初步脱硫再直接精脱硫即可。 炭催化焦炉煤气cH。一Hzo或eH。一C02重整是最 近开发的一项新转化技术。在此技术中反应温度
100℃左右,CH4转化率90%以上,同时大部分有
机硫转化为H2S。应用此技术,脱硫也在转化后进 行。
合成气合成甲醇普遍采用铜基催化剂,要求
总硫含量40.05ppm,而且硫含量越低越有利于合 成。
表1焦炉煤气含硫情况
原料气 粗煤气
H2S(g/m3) 6~30
有机硫(mg/m3)
有机硫主要成分
2~2.5

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。

焦炉气制甲醇工艺

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..。

焦炉煤气制甲醇工艺影响产量的因素分析

焦炉煤气制甲醇工艺影响产量的因素分析
焦炉煤气作为原料气,如果将它进行净化,然后再 与甲醇合成,会生成3种气体,分别是CO2、H2和CO。 通常情况下,相对净化气来说,氢碳比为R=(H2 -CO2 )/(CO+CO2 )。通过对这个式子观察和分析可知, 1摩尔CO与1摩尔CO2所消耗的摩尔H2是不一样的,其 中前者消耗2摩尔H2,后者消耗3摩尔H2 。在这一过程 中,如果CO2 与H2 发生了反应,那么还会生产一部分 水,一般在1摩尔左右。因此,可以判断反应时会多生 成1摩尔的水,甲醇合成反应后会产生粗甲醇,并且该 甲醇的纯度是比较高的,最高已经达到了85%。众所 周知,在该系统中,新鲜气氢碳具有一定的特殊性, 主要是因为其控制在2.05~2.1之间。同时,其好坏还 受它的惰性成分影响,如果He、CH4、Ar等含量比较 低,则可说明它是比较好的。另外,焦炉气纯氧经过 一定的转化,是可以得到一定比例的合成气氢碳的, 虽然它的氧气过量,但是相对于天然气蒸汽转化法制 得的甲醇合成气而言,其具有一些优势,主要是因为 其有助于甲醇的合成。
并产生多余的成本,不利于延长催化剂活性寿命,其 不利影响是比较大。但如果氢碳比较高时,也会在一 定程度上给合成塔内反应气带来不良影响,难以对其 比例进行调整和控制,十分容易出现比例失衡问题。 在这种情况下,氢气累积即轻组分会不断增多,促使 合成压力逐渐呈上升趋势,导致弛放气量过大。在甲 醇中,其参加反应的气体是比较少的,主要有3种, 分别是CO、CO2、H2,但是合成气却有多种成分,并 且有一些成分对甲醇合成产生着特别大的影响的影 响。因此,要想确保甲醇的产量在相应的范围内,还 需要对重要成分比例进行科学的控制。例如,变换、 合成驰放气量的操作等对其进行调整和控制,尤其是 要对合成氢碳比进行严格控制,一般需要将其保持在 2.05~2.1之间。另外对驰放气中惰气含量、净化气中 CO2进行合理控制也是十分必要的。确保相关成分的合 理性,有利于促使甲醇合成反应处于与良好的状态, 对甲醇产量的增加具有重要意义。

以煤及焦炉气为原料生产氮肥和甲醇的净化技术综述(2)

以煤及焦炉气为原料生产氮肥和甲醇的净化技术综述(2)

以煤及焦炉气为原料生产氮肥和甲醇的净化技术综述(2)4 中小型合成氨厂低压系统的精脱硫与深度净化4.1 关于精脱硫要发展甲醇,精脱硫少不了,几乎已形成共识。

著名的技术提供单位,北有山西太原理工大学的科灵公司;南有湖北省化学研究院的气体净化中心。

在现有的先进精脱硫基础上,当今还必须要重视深度净化的问题。

我国极大多数中小型氨厂的制气是以煤为原料,煤制原料气有较高含量的H2S与COS、CS2,总硫比天然气为原料气的高50~100倍,微量硫对甲醇、甲烷化、氨合成催化剂的危害是长期制约生产的瓶颈,大量的研究与实践表明在生产中原料气必须进行精脱硫,即总硫<0.1×10-6,才能实现长周期的高产、稳产。

煤制原料气中从H2S 1000×10-6,COS 100×10-6均须脱至小于0.03×10-6,脱除率分别大于99.9997% 与99.997%,脱硫负荷十分繁重。

一般认为,规模小于20万t NH3/a的氮肥厂采用低温甲醇洗(Rectisol)工艺是不太经济的,通常采用湿法与干法脱硫相结合才能达到精脱硫,其中干法脱硫起着最后精脱的把关作用,非常重要。

80年代末英国ICI公司开发的常温精脱硫技术(即水解串氧化锌工艺)由于氧化锌的价格高、常温下硫容很低,在我国的中小型氨厂难以推广(仅有小范围的应用)。

例如湖北化学研究院气体净化中心自1989以来经过15年的研究,独辟蹊径开发了一套较为完整的常温精脱硫(常温精脱硫)新技术。

1991年在湖南益阳地区氮肥厂进行首次JTL-1 常温精脱硫新工艺的工业应用,至今已在联醇、单醇、双甲流程、合成氨、食品级CO2、甲酸、醋酸、DMF、TDI、MDI、电子、环保、天然气等跨行业的近1000厂次的工业应用,效果十分显著。

常温精脱硫新技术已获17项中国专利,3篇论文参加1999,2001年的国际氮肥会议(Nitrogen Conference)[1~3],并与美国、英国多个公司进行技术交流,该院还代表国家科技部于1999,2000年举办两届常温精脱硫新技术的国际培训班。

焦炉煤气制取甲醇合成原料气技术评述

焦炉煤气制取甲醇合成原料气技术评述

焦炉煤气制取甲醇合成原料气技术评述经过将焦炉煤气加工生产为CH3OH,不只是能够让废弃资源得到高效的利益,另外,还可以减小对周边环境产生的影响。

针对于这类操作技术,下文对将焦炉煤气加工生产为CH3OH的技术展开了重点分析,同时对技术内存在的缺陷展开了研究,目的是推动这一技术持续、深入的发展。

标签:焦炉煤气;制取甲醇;合成原料气;技术评述对于将焦炉煤气加工生产为CH3OH的企业而言,预防自身的生产建设对周边环境产生的不利影响,能够让企业自身的工作效率得到提升,推动企业提高经济利益,为企业后期的发展打下坚实的基础。

一、非催化技术焦炉煤气当中的非催化环节的氧化技术,其实质是在转化炉当中与媒介(CH4)进行接触,未充分氧化的方式。

按照有关的科学研究以及实践工作了解到,若是在温度处于1410℃~1430℃区间内,压力处于3.0MPa~3.5MPa状态中出现绝热反应,如果CH4的实际含量是在0.3%~0.4%范围内,则对非催化技术进行应用。

不用再转换炉内添加催化剂,同样不用把焦炉煤气内部的无机硫以及有机硫展开划分,直接就能够使用高温完成对CH4的转换工作。

此技术现在相对成熟,另外,其整个转换流程清晰可见然,不存在太大操作难度、亦或是过于复杂的操作方式。

可是,与催化方式进行对比,这一转换方式要将大量的O2以及焦炉气消耗掉。

以此转换方式为前提对压力开展设计工作期间,要设置一个压力体系,比如将6.0MPa作为初始值的压力体系,其目的是为了方便未来对硫化物展开对应的操作施工。

二、催化技术在使用催化方式将焦炉煤气加工生产为CH3OH过程中,存在的转化方式:第一,间歇类型的催化以及转化方式,第二,连续状态的催化以及转化方式。

在面对其具体进行论述:(一)间歇类型的催化以及转化方式这一方式的特点是焦炉气内部的烃进行转换期间使用的热量,要经过间歇进行加热的方式最终获取。

这一方式要通过吹风以及制气这两个环节,二者耗费的时长基本相同。

天然气制甲醇与焦炉气制甲醇工艺优化对比

天然气制甲醇与焦炉气制甲醇工艺优化对比

天然气制甲醇与焦炉气制甲醇工艺优化对比摘要:当前我国资源日益短缺,政府部门日益重视节能降耗问题,许多节能技术研究人员正在研究资源转换技术。

经过广泛的实际研究,人们发现,高效生产天然气和焦炉气体制甲醇不仅可以大大提高可再生资源的效率,而且还可以实现减少污染的目标。

在此基础上,从焦炉煤气和天然气角度分析了我国甲醇生产技术的现状,并对两种甲醇生产方法进行了优化比较研究,以期为相关行业的发展提供了参考。

关键词:焦炉煤气;天然气;制造甲醇;对比分析前言甲醇是化学生产中常用的原料之一,目前广泛应用于许多领域。

甲醇广泛用于药品、农药、燃料和其他化学生产系统。

目前,随着全球能源危机的严重发展,甲醇的生产和制造已成为关键的研究问题。

在天然气和焦炉煤气生产甲醇方面,解决优先问题和困难问题对生产产生了限制作用,处理技术问题是甲醇生产过程中亟待解决的问题。

一、工艺流程对比1.焦炉煤气制备甲醇的工艺流程焦炉气体是在工业炼焦过程中生产的,含有H2、CO和CO2等基本成分,甲烷、焦油、氨和硫是重要的结构成分。

在甲醇制备过程中,焦炉气体被输送到储气罐中,然后进行压缩和净化,以确保有效处置对甲醇制备有害的物质。

在初始净化结束时,配制人员应在废气中添加催化剂,使甲烷和碳氢化合物所代表的气体逐渐转化为H2和一氧化碳,并在获得较高比例H2和一氧化碳的基础上添加和缩放碳,通过气体压缩形成粗甲醇最后,应用精细蒸馏技术纯化原甲醇,实现精细甲醇的制备。

在甲醇制备过程中,主要工艺包括焦炉气体的净化、净化气体的转化以及精制甲醇的制备和合成。

所以在生产过程中也要控制技术要点。

首先,在焦炉煤气净化过程中,要注意净化程度的控制。

焦炉煤气中硫化物的不合理净化会严重影响甲醇的生产。

一般而言,有机脱硫是其技术应用的核心,操作人员必须确保每立方米净化气体的硫含量不超过100毫克。

第二,净化气体初转化时,应注意甲烷合成碳比的调整。

具体而言,在转换过程中,氢含量的增加应注意提高反应效率,避免二次反应,从而更好地控制成本。

焦炉气制甲醇工艺介绍

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改进与创新

焦炉煤气制甲醇工艺改进与创新

焦炉煤气制甲醇的改进与创新我国的焦化行业,尤其是独立焦化企业剩余的焦炉煤气出路是个行业性的问题。

如果不能很好的解决这个问题,不仅造成企业的经济效益低下,更重要是的造成能源的极大浪费,并带来严重的环境污染,这与目前国家倡导的节能减排,清洁生产均不相符。

就如何合理利用剩余焦炉煤问题,近几年我国广大科技工作者进行深入研究和大胆尝试,焦炉煤气制甲醇就是解决这一问题的有效途径之一。

下面就10万吨/年甲醇装置的基本情况,运行实践和主要改进作一简要介绍。

一、生产工艺介绍。

利用焦炉煤气用纯氧部分氧化催化转化法制合成气生产甲醇装置,设计能力10万吨/年。

1、工艺流程。

图1.焦炉煤气制甲醇工艺流程框图2、各道工序的基本功能及组成变化(设计目标值)。

焦炉煤气部分氧化催化转化制甲醇根据各道工序的基本功能可分为以下五部分:一是空分功能,主要为转化提供合格的氧气以及生产过程所需要的氮气;二是脱硫净化功能,主要是为转化提供符合生产要求的原料煤气,同时满足合成气对硫、氯的净化要求;三是转化功能,主要是把煤气中的烃类物质经催化在水蒸汽的作用下转化为CO、CO2、H2满足合成需要的合成气;四是合成功能,主要是在合成催化剂的作用下将合成气合成甲醇;五是精馏功能,主要是将合成回收的粗醇加工成符合产品标准的甲醇和杂醇。

各工序工艺介质设计目标值见表1。

表1 各工序工艺介质设计目标值二、生产装置的选择。

1、空分装置。

为满足10万吨/年甲醇生产所需要的氧气、氮气,选用了KDON-6000/3000型空分装置一套。

主要参数如下:氧气6000Nm3/h,纯度99.6%;氮气3000 Nm3/h,纯度99.99%。

本装置采用目前较为先进的分子筛纯化增压流程,空气经袋式除尘后,由空压机增压至0.6MPa通过空冷塔冷却至16℃左右,进入分子筛纯化器,脱去空气中的水、二氧化碳、有机杂质等,然后分两路进入分馏塔,一路是大部分空气进入分馏塔中的主换热器,被返流气冷却至-172℃(其中小部分液空)进入下塔底部;另一路空气经增压机将压力增至0.8~0.9 MPa,经冷却后进入主换热器被冷至-108℃左右,再从主换热器中部抽出去透平膨胀机膨胀至0.14 MPa左右,以-165℃进入上塔进行精馏,获得产品氧气和氮气,部分污氮用作分子筛再生,出塔的氧气、氮气经氧压机、氮压机增压后送生产装置使用。

焦炉煤气制甲醇的工艺

焦炉煤气制甲醇的工艺

焦炉煤气制甲醇的工艺2.2 焦炉煤气的净化工艺(1)焦炉煤气的净化要求。

焦炉煤气中的杂质含量高,净化难度大,净化成本高,制约了其作为化工原料气的用途和经济性。

通常经过焦化厂净化处理的焦炉煤气,仍然含有微量焦油、苯、萘、氨、氰化氢、Cl-、不饱和烯烃、硫化氢、噻吩、硫醚、硫醇、COS和二硫化碳等杂质。

其中,焦油、苯、萘、不饱和烯烃会在后续的焦炉煤气转化和甲醇合成中分解析碳而影响催化剂的活性;由无机硫与有机硫组成的混合硫化物和C1-及羰基金属等杂质是焦炉煤气转化和甲醇合成催化剂的毒物,会导致转化与合成催化剂永久性中毒而失活。

因此,彻底脱除杂质,深度净化焦炉煤气,是焦炉煤气资源化利用的关键。

图1 焦炉煤气制甲醇的工艺流程焦炉煤气中含有的噻吩、硫醚、硫醇等有机硫,形态复杂,化学稳定性高,现有的湿法脱硫对其几乎不起作用,必须采取干法脱硫将有机硫脱除。

若来自焦化厂的煤气是未脱硫的粗煤气,则必须先进行化产湿法脱硫,使原料气中的硫含量尽可能减少,以减轻干法脱硫的负担,延长加氢转化脱硫剂的使用寿命。

然后再进行干法加氢转化精脱硫,即采取湿法与干法脱硫相结合的方式进行净化精制。

首先,粗煤气先经冷凝、电捕焦油、湿法脱硫、脱氰、脱氨、洗苯等操作,脱除焦炉煤气中的焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨、苯等物质,并加以回收。

经上述处理后,可将焦炉煤气中的硫化氢脱至20 mg/m3以下,同时可脱去少量有机硫,但有机硫含量仍然较高。

然后再进行干法精脱硫,使焦炉煤气满足净化后总硫体积分数≤0. 1×10-6的要求。

(2)精脱硫的技术方案。

焦炉煤气中含有的绝大部分无机硫和极少部分有机硫可在焦化厂的湿法脱硫时脱掉,而绝大部分有机硫只能采用干法脱除。

干法脱除有机硫有4种方法,即吸收法、热解法、水解法、加氢转化法,目前国内外主要采用水解法和加氢转化法脱除有机硫。

水解法脱除有机硫时,由于操作温度为中低温,可避免强放热的甲烷化副反应发生,是目前国内外脱除煤气中有机硫十分活跃的研究领域。

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

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。

浅谈焦炉煤气制甲醇净化、转化工艺

浅谈焦炉煤气制甲醇净化、转化工艺

浅谈焦炉煤气制甲醇净化、转化工艺摘要:焦炉煤气制甲醇工艺有效的利用了焦炉煤气中的氢气、一氧化碳、二氧化碳,是一种节约资源、保护环境的技术。

本文主要介绍了焦炉煤气制甲醇的工艺流程,然后进一步探讨了甲醇净化、转化关键岗位的工艺。

关键词:焦炉煤气制甲醇;净化;转化;工艺一、工艺简介甲醇车间为焦炉煤气制甲醇装置的主生产车间。

公司管网煤气由预处理脱除焦油、萘等杂质,进入气柜缓冲储存,经焦炉气压缩机四级加压到2.3MPa,经粗脱硫、加氢、精脱硫等完成有机硫转化和无机硫的脱除,将煤气与蒸汽、氧气按比例入纯氧转化炉反应,将煤气中的甲烷转化为合成反应所需的有效气体H2、CO、CO2。

合格的转化气经联合压缩机加压到6.05MPa,然后经常温氧化锌脱除微量H2S,再与经高压缸循环段加压后的循环气汇合后,在合成塔铜基催化剂作用下合成粗甲醇。

精馏将粗醇泵送来的粗甲醇经预精馏塔、加压塔、常压塔,经多次汽化和冷凝脱除甲醇中的二甲醚等轻组分以及水、乙醇等重组分,得到符合GB338-2011质量标准的精甲醇入甲醇储罐,经装车泵输送至装车站外售。

二、净化工序1.常温干法粗脱硫常温干法粗脱硫化氢的基本原理是:原料气中H2S和微量O2作用生成单质硫或硫酸盐沉积在脱硫剂微孔中。

其化学反应式为: 2H2S + 02===2H20 + 2S粗脱硫可将焦炉气中H2S含量脱至1mg/Nm3以下,以减少后续精脱硫工序氧化锌脱硫剂的用量。

2.加氢精脱硫焦炉气经粗脱硫后,其中的无机硫(H2S)大部分被除去(H2S≤7ppm)但系统中的有机硫(硫醇、噻吩、硫醚、二硫化碳等)含量基本维持不变(有机硫≤350mg/Nm3),为彻底脱除系统中的有机硫,本焦炉气精脱硫工序采用铁钼催化剂转化有机硫为无机硫(H2S),然后再将无机硫(H2S)脱除,得到符合工艺要求的焦炉气。

其主要反应式如下:COS + H2 ===H2S + COCS2 + 4H2 ===2H2S + CH4RSH + H2 ===RH + H2SC4H4S + 4H2 ===C4H10 + H2SC2H5SSC2H5 + 3H2===2C2H6 + 2H2S生成的H2S通过中温氧化锌脱除,其主要反应式如下:ZnO + H2S===ZnS + H20氧化锌脱硫剂不仅对脱除H2S有非常好的效果,而且能脱除部分有机硫。

焦炉气制甲醇工艺的优化运行策略探讨

焦炉气制甲醇工艺的优化运行策略探讨

焦炉气制甲醇工艺的优化运行策略探讨本文简要介绍了焦炉气制甲醇工艺,探讨了焦炉气制甲醇装置工艺运行情况分析及处理,总结了提高焦炉气制甲醇工艺运行质量的思路。

一、焦炉气制甲醇工艺焦炉煤气即生产焦炭过程中产生的煤气。

对焦炉煤气采取直接燃烧的方法处理,不但造成能源的消耗,还对空气带来了严重污染。

焦炉气制甲醇是目前国内处理焦炉煤气的主要手段,其技术运用已经比较成熟。

表1.焦炉煤气成分表想要对焦炉煤气进行处理,首先要弄明白它的主要构成成分。

从上面的构成成分来看,焦炉煤气中氢元素含量比较大而碳元素含量较小,而且惰性气体难以转化。

H2S及COS转化过程中会有有害气体产生,因此,在生产甲醇的过程中,我们需要把惰性气体和这些有毒气体排除出去。

CH4是我们生产甲醇必须要合成的气体。

同时在焦炉煤气中还具有少量的不饱和烃、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等物质。

这些物质在生产甲醇的时候,都需要加以排除。

因此,使用焦炉煤气生产甲醇的关键就在于如何把这些物质排除以及CH4气体的转化。

这里我们把排除焦炉煤气中杂质的过程称之为焦炉煤气的净化。

这一过程主要包含焦炉煤气的初净化和精脱硫两个环节。

第一个环节的操作过程主要分为AS氨硫循环洗涤、脱硫、脱氰、脱氨、洗苯,之后使用脱酸蒸氨,克劳斯炉还有脱苯塔对氨加以分化,对尾气中的硫和粗苯加以回收,至此,焦炉煤气净化的第一个环节完成,可以把这些尾气送入到下一环节实行精脱硫。

现在国内脱硫使用的主要方法是使用NHD湿法脱硫。

通过NHD溶液可以溶解一多半的无机硫和一些有机硫,剩余的硫元素使用干法脱除。

所谓干法脱硫主要是通过加氢实现硫元素的脱除:加入一定的氢元素和一些催化剂,把有机硫变为无机硫H2S,再通过固硫剂把H2S排除出去。

在这里使用的催化剂主要包含铁、钼等元素,在300~360℃高温条件下,加入氢元素和铁锰以及氧化锌等物质进行最终的脱硫操作,把硫元素的总含量降低到10-7以下。

对CH4气体的转化主要借助纯氧强大的氧化功能,对这种气体实现部分氧化。

焦炉煤气制甲醇工艺方案

焦炉煤气制甲醇工艺方案
Casale反应器由于是轴径向流动,催化床层阻力降明显减少,可以增加合成塔的高度,但由于是绝热反应,床层温度变化较大,易形成副产物,此外该反应器是卧式反应器,占地较大。
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

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VOCS治理工艺

焦炉煤气制甲醇VOCS治理工艺

焦炉煤气制甲醇VOCS治理工艺摘要:文章对焦炉煤气制甲醇生产过程中挥发份有机化合物(VOC)无组织排放的危害性、治理的必要性进行了阐述,并对VOCs治理的工艺原理、工艺流程、治理方法等进行了介绍,可为焦炉煤气制甲醇企业VOCs治理提供参考和借鉴。

关键词:煤制甲醇;VOCs治理;污染物煤直接燃烧产生废气、废渣等污染物排放多,影响我们的生活环境,而把煤经过干馏生成焦炉煤气再转变成甲醇等清洁化工原材料的生产过程也不可避免地产生污染物,本世纪初期,焦炉煤气制甲醇等化工企业在设计、施工建厂、投运时各种污染物都是达标的,近几年,随着环保标准要求的提高及“蓝天保卫战”打响,部分污染物的排放已不符合环保部门的排放标准要求,因此,必须对现有的环保设施进行改建或扩建。

焦炉煤气制甲醇中的中间产品罐区、成品储罐区、甲醇装车鹤管等挥发性有机化合物VOC(volatile organic compounds)的无组织排放不符合排放要求,必须采取措施进行治理,处理后气体排放指标应遵循《挥发性有机物无组织排放控制标准》GB37822-2019 中的排放限值:非甲烷总烃的排放浓度下降到 30mg/m 3 以下(监控点处任意一次浓度值)[监控点处1 小时平均值要小于10mg/m 3 ],甲醇降到50mg/Nm 3 以下,非甲烷总烃去除效率在95%以上。

甲醇及非甲烷总烃的危害非甲烷总烃是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2~C8)。

空气中的非甲烷总烃超过一定浓度,除可直接麻醉人体的中枢神经系统,刺激皮肤粘膜外,在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾,对环境和人类造成危害。

甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。

急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。

慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、视力减退、消化障碍。

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。

焦炉煤气制甲醇工艺技术

焦炉煤气制甲醇工艺技术

FORUM[谄捱©商焦炉煤气制屮醇工艺技术□周建清山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司近几年来,随着钢铁行业的快速发展,焦炭资源的开发以及利用的速度也越来越快,相关行业对于焦炭的需求量也在不断增加。

焦炭资源从产量也在逐年提升,与此同时,作为焦炭资源在开采、利用过程当中的副产物,焦炉煤气的量也在增加,并对环境产生了不良影响。

将焦炉煤气再利用制甲醇,很好地减轻了环境污染问题,并在节约资源方面起到了积极作用。

1焦炉煤气制甲醇的重要性按照现在情况来看,我国的焦炉煤气制甲醇工艺技术在化工制品的生产方面受到高度重视,作为甲醇制品的一种重要的制备方式,焦炉煤气制甲醇工艺技术受到各行各业的广泛关注。

在应用焦炉煤气制甲醇工艺技术之后,可以有效地提升甲醇综合性制备的质量,并将其进行不断的改进,使之趋于成熟。

目前,焦炉煤气制甲醇工艺技术正处于不断完善、不断优化的阶段,对当前阶段的焦炉煤气制甲醇工艺的发展进行研究,并对其中的经验以及教训进行总结和反思,使得焦炉煤气制甲醇工艺技术能够更加地符合现在的工业生产的相关需求,从而使得焦炉煤气在化工行业的综合性应用质量有所提升,这对于行业的发展来说具有重要的作用。

2焦炉煤气制甲醇工艺流程2.1甲醇甲醇作为一种液体,本身并没有颜色,但是具有易燃性,同时是一种有毒的成分。

一旦甲醇蒸气与空气发生融合,将会形成一种具有易爆炸性质的混合物,且爆炸的条件很低,即遇到明火便会爆炸。

在进行燃烧时,甲醇会产生分解反应,分解出来的物质为一氧化碳以及二氧化碳。

由于甲醇自身具有这样的性质,因此,甲醇常被各行各业广泛地应用在自身的生产当中。

2.2焦炉煤气焦炉煤气的另一个称谓是焦煤气,主要由甲烷以及氢气这两者物质构成,且同样具有易燃的特点,作为当今的炼焦工业形成的衍生产物,焦炉煤气归为高热值煤气一类。

2.3甲醇制造原材料按目前情况来看,利用焦炉煤气制甲醇的原料主要来自于两个方面。

其中,一个方面被称为直接原料,氢气、二氧化碳以及一氧化碳是直接原料的主要组成部分;另外一方面,被称为间接原料,焦煤煤气、水蒸气以及氧气等是间接原料的组成部分。

制甲醇焦炉气的净化工艺

制甲醇焦炉气的净化工艺

制甲醇焦炉气的净化工艺裴学国1,王 磊1,侯昌兴2(11山东兖矿国际焦化有限公司,山东兖州 272104;21兖矿鲁南化肥厂,山东滕州 277500)[中图分类号]TQ 522161 [文章标识码]B [文章编号]100429932(2006)0620026202[收稿日期]2006206212[作者简介]裴学国(1977-),男,山东滕州人,助理工程师。

山东兖矿国际焦化有限公司利用已停产的德国凯泽斯图尔焦化厂设备,建设年产2000kt 焦炭装置,同时利用焦炉生产的剩余焦炉气配套建设生产能力为23615kt/a 的甲醇装置。

在此对该公司制甲醇焦炉气的净化工艺作一介绍。

1 焦炉气的成分该公司2台焦炉生产剩余的焦炉气流量为62967104m 3/h ,温度25℃,压力01105MPa 。

焦炉气的主要成分为甲烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳等,还含有少量的氮气、不饱和烃、氧气、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等杂质,其典型组成为:H 258148%、CH 426149%、CO 612%、N 2+Ar 410%、CO 2212%、C m H n 210%、O 2016%、H 2S 250mg/m 3、COS 250mg/m 3。

焦炉气的组分中除H 2、CO 、CO 2为甲醇合成所需的有效成分外,其余组分中一部分是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;另一部分是对甲醇合成无用的物质(对甲醇合成而言为惰性组分),如CH 4、N 2等,这些物质含量过高,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。

2 焦炉气净化工艺的选择焦炉气的净化首先就是把有害的物质脱除到甲醇合成催化剂所要求的精度;其次就是要降低惰性组分含量。

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;而降低惰性组分的含量主要是采用将烃类再转化的方法,使其转化为甲醇合成有用的CO 和H 2。

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上 述这些 副反应 中除变 换反 应 逆反 应 ( 应 6 反 ) 为吸 热 反 应外 , 其它 均 为 放 热 反 应 , 个 副反 应 放 多 热 叠加 导致 加氢 催 化 剂强 烈 放热 , 化 剂 床层温 升 催
() 3中温 脱 硫 剂 寿命 短 , 生 成 R H、O 有 S C S等 有
收 稿 日 期 :0 01—9 作 者 简 介 : 柱 荣 (9 5) 男 , 邮 2 1.20 ; 杨 16 - , 电
g h a 6 @1 6 t m 。 s u 5 7 2 .o
第2 期
杨柱 荣等 : 炉 气制 甲醇原料 气净化 工艺浅析 焦
4 3
到 8个 月 , 机硫 转 化 率 就 降 至 5 %以下 , 致 精 有 0 导
3淄博海川 精细 化工 有 限公 司 , . 山东 淄博 2 5 0 540
摘 要 : 目前 焦 炉 气 制 甲醇 装 置 原料 气 净 化 广 泛采 用 的有 机 硫 加 氢转 化 脱 硫 工 艺作 了 简单 介 绍 , 肯定 其 适 用 性 的 同时 , 对 在 指 出 了工 艺 上 存 在 的 问 题 与 不 足 ; 析 了 问题 产 生 的原 因并 提 出 相 应 的工 艺 改 进 意 见 。 在对 国 内 多 家 焦 炉 气 制 甲醇 装 置 界 区 分
211 副反应 放热 叠加 ..
正 常情 况下 , 炉气 中 ( 2 .%, 焦 O) 3 即便 如 此 , 一0 也 会使 硫 化态 的 加氢 催化 剂 出现部 分 氧化 、 酸盐 硫
化 和过 度还 原反应 , 相关 反 应式 如下 :
2 S+ 0 Mo 2 7 r屹Mo 34 0 O+ S 2 2 e+ o— 2 e + S 2 FS 3 ' F 0 2 0 + F 3 44 2- F + H 0 e + H- 3 e 4 , 0 - -  ̄ () 1 () 2 () 3
4 2
天 然气化 工
21 年第 3 01 6卷
焦炉气制甲醇原料气净化工艺浅析
杨 柱 荣 , 守华 , 蹇 武振 林 , 彦 伟 。 杨
1四川天 一科 技股 份有 限公 司 , tI成 都 60 2 ; . 乌 海能源 有 限责任公 司 , .  ̄JI 12 5 2神华 内蒙 古 乌海 060 100;
机 硫现 象 。
大 ( 8c一3  ̄ 。如此 显著 的床层温 升对催 化剂 约 0I 10C) 二
的活性 和 稳定 性都 很 不利 , 然会 因热 老 化导致 催 必 化 剂 比表 面积 下 降 、 活性 组 分硫 酸 盐化 而 快速 失活 ( 如 : 厂 因焦炉 气 氧 高频 繁 , 氢催 化 剂投 用不 例 某 加
() 4
此外 ,催 化 剂床 层 还存 在 氧 与氢 的化 合反 应 、
变换 反应 的逆反 应 :
2 + 厂 }H0 0 2 1
C + _ CO+ O O2 H2÷ _ H,
() 5
( 6)
转化 为无 机硫 ) 以保 护 甲醇合 成催 化剂 。 虽 然 上 述 工 艺 较 好 地 解 决 了工 艺气 中硫 的净 化 问题 , 长 时 间运 行 也存 在 以下 带有 普遍 性 的 问 但
是铁 钼还 是 镍 钼 , 它们 的作 用 都是 把 煤气 中 的有机
硫加 氢转 化 成无 机硫 , 用铁锰 脱 硫 剂或 氧化 锌 吸 再 收, 以达 到对 煤 气精 脱 硫 的 目的。铁 锰没 有 氧化 锌 脱硫 精 度 高 , 价格 便 宜 , 此第 一 道 吸 收 多 用 铁 但 因
对 原 料 气 中氧 的 化 解 利 用 、 资 和 运 行成 本 三个 方 面 的 比较 优 势 所 在 。对 焦化 甲醇 装 置 如何 根 据 自身 的 特 点 来 选 择 适 宜 的有 投 机硫 转 化 工 艺 提 出 建 议 。
关 键 词 : 炉 气 ; 化 ; 机 硫 ; 氢转 化 ; 焦 净 有 加 水解
锰脱 硫剂 , 温氧 化锌 则 放在 最 后把 关 。转 化后 的 中 工 艺气深 度 精脱 采 用 常 温氧 化锌 , 以脱 除 精脱 硫 用 工 序没有 脱 掉 的这 部 分有 机 硫 ( 经转 化 炉高 温后 已
1F S 20 _ 4 e(0) 2 e 3 2 E + 7 2+F 2 4+ F : - S 3 O
内 焦 炉气 中有 机 硫 的 种类 和 数 量 进行 调查 了解 的基 础上 , 据 耐 硫 中温 水 解 催 化 剂 的特 性 , 析 了原 料 气 中有 机 硫 采 用 水 解 根 分
转化的可行性并得 出肯定结论 ; 同时构想了一种ห้องสมุดไป่ตู้的焦炉气水解净化工艺 。 详述 了水解净化工艺在关键催化剂的综合性 价比、
中图分类号:Q08 T 2. 2
文献标识码: B
文章编号:0 1 2921 ) - . 10- 1( 10 4 0 9 0 224
l 现 状 与 问题
目前 以 焦 炉气 为 原料 生 产 甲醇 主要 采 用 铁 钼
2 问题 原 因及 改进 措 施
2 1 问 题 原 因 .
预 加 氢一 铁 钼 加 氢一 中温 脱 硫 剂 一二 级 加 氢一 中 温 氧化 锌 一 甲 烷 转化 一 常 温 氧化 锌 工 艺脱 除工 艺 气体 中 的硫 后 ,加 压进 入 甲 醇合 成 系 统 产 出粗 甲 醇 。上述 流程 中 , 中温 脱硫 剂 多采 用 铁锰 脱硫 剂 或 氧化 锌 , 二级 加 氢催 化 剂 则选 用 镍钼 或铁 钼 。无 论
题:
反应 ( ) ( ) 热促 进 了催化 剂 床层 的甲烷 化 1一5 放
反应 和烯 烃饱 和反应 :
C + Hf屺H + 2 O 3 - 4H0
C} H ● C H D 2 n I
() 7
() 8
() 1加氢 催 化剂 寿命 短 , 般仅 为 1年 ; 一 () 2二级 加 氢 出 /有 放硫 ( = 1 生成 c s 现象 ; o)
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