焦炉煤气制甲醇工艺方案.docx

?一、引言

甲醇作为一种重要的有机化工原料，广泛应用于多个领域。焦炉煤气制甲醇工艺是一种高效利用焦炉煤气资源的方法，具有显著的经济效益和环境效益。本工艺方案旨在详细阐述焦炉煤气制甲醇的工艺流程、技术特点、设备选型以及相关操作要点，为项目的实施提供全面的指导。

二、工艺原理

焦炉煤气制甲醇的主要化学反应为一氧化碳、二氧化碳与氢气在催化剂作用下合成甲醇。反应方程式如下：

CO+2H??CH?OH

CO?+3H??CH?OH+H?O

焦炉煤气中含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等多种成分，通过净化、转化、合成等一系列工艺步骤，将这些成分转化为甲醇。

三、工艺流程

（一）焦炉煤气预处理

1.脱焦油

焦炉煤气首先进入电捕焦油器，利用高压电场使煤气中的焦油雾滴带电并吸附在沉淀极上，从而实现焦油的脱除。脱除后的煤气含焦油应小于50mg/m3。

2.脱硫脱氰

采用湿法脱硫工艺，如氨水催化脱硫。煤气与脱硫液在脱硫塔中逆流接触，煤气中的硫化氢与脱硫液中的吸收剂反应生成硫化物，同时煤气中的氰化氢也被吸收。脱硫后的煤气硫化氢含量应小于20mg/m3，氰化氢含量小于2mg/m3。

3.脱氨

通过水洗氨或酸洗氨的方法脱除煤气中的氨。水洗氨是利用水吸收煤气中的氨，形成氨水；酸洗氨则是用硫酸等酸液吸收氨生成硫酸铵。脱氨后的煤气氨含量小于50mg/m3。

（二）转化工序

1.蒸汽转化

经过预处理的焦炉煤气与水蒸气混合后进入一段转化炉。在镍基催化剂作用下，煤气中的甲烷等烃类与水蒸气发生蒸汽转化反应，生成一氧化碳和氢气。反应所需热量由燃料气在炉内燃烧提供。

2.变换反应

一段转化气进入变换炉，在铁系或铜系催化剂作用下，一氧化碳与水蒸气进一步反应生成二氧化碳和氢气，提高氢气含量，同时降低一氧化碳含量，以满足后续合成工序的要求。

（三）净化工序

1.脱碳

采用变压吸附（PSA）或低温甲醇洗等方法脱除变换气中的二氧化碳。PSA是利用吸附剂对不同气体的吸附和解吸性能差异，在加压和减压条件下实现二氧化碳的脱除；低温甲醇洗则是利用甲醇在低温下对二氧化碳等酸性气体的良好吸收性能进行脱碳。脱碳后的气体二氧化碳含量小于0.1%。

2.精脱硫

经过脱碳后的气体再经过氧化锌脱硫等精脱硫工艺，进一步脱除残余的硫化物，使气体总硫含量小于0.1ppm。

（四）甲醇合成工序

净化后的气体与循环气混合后进入甲醇合成塔。在铜基催化剂作用下，一氧化碳、二氧化碳与氢气发生合成反应生成甲醇。反应热通过合成塔内的换热装置移出，维持反应温度在适宜范围。合成后的粗甲醇经冷却、分离后进入精馏工序。

（五）精馏工序

粗甲醇中含有水、乙醇、醚等杂质，通过精馏塔进行精馏分离。首先在预精馏塔中脱除轻组分，然后在主精馏塔中分离出甲醇产品和重组分。最终得到符合质量标准的精甲醇产品。

四、技术特点

（一）原料综合利用

充分利用焦炉煤气这一工业废气资源，变废为宝，减少了对环境的污染，同时降低了甲醇生产成本。

（二）先进的催化剂技术

采用高效的转化催化剂、合成催化剂等，提高了反应效率和甲醇收率，降低了能耗。

（三）节能降耗措施

通过优化工艺流程、合理利用反应热等措施，有效降低了能源消耗，提高了装置的能源利用效率。

（四）自动化控制水平高

采用先进的自动化控制系统，实现对生产过程的实时监控和精确控制，保证了装置的稳定运行和产品质量。

五、设备选型

（一）电捕焦油器

选用高效的蜂窝式电捕焦油器，具有捕集效率高、运行稳定等优点。

（二）脱硫塔

采用填料塔或板式塔作为脱硫塔，根据煤气流量和脱硫要求确定塔径和塔高。

（三）转化炉

一段转化炉选用顶烧式或侧烧式炉型，根据生产规模和工艺要求进行设计。

（四）甲醇合成塔

可选用管壳式等温甲醇合成塔或轴径向甲醇合成塔，具有良好的反应性能和传热效果。

（五）精馏塔

预精馏塔和主精馏塔均选用筛板塔或浮阀塔，确保精馏效果和产品质量。

六、操作要点

（一）催化剂的使用与维护

严格按照催化剂厂家的要求进行催化剂的装填、活化和使用，定期监测催化剂性能，及时进行更换或再生。

（二）温度控制

在转化、合成等反应过程中，精确控制反应温度，避免温度过高或过低影响反应效率和催化剂寿命。

（三）压力控制

维持系统压力稳定，防止压力波动对生产造成不利影响。

（四）气体成分分析

定期对原料气、转化气、合成气等进行成分分析，及时调整工艺参数，保证