焦炉煤气制甲醇流程分为焦炉煤气净化、焦炉煤气氧化转化、甲醇合成、甲醇精制等主要工艺过程。
焦炉煤气制甲醇
以焦炉煤气为原料,经过物理、化学反应合成生产甲醇的工艺过程。是21世纪初发展的焦炉煤气综合利用技术之一。
- 英文名称
- coke oven gas to methanol
- 所属学科
- 冶金工程
来自焦化厂化产车间的焦炉煤气经湿法脱硫后进入甲醇界区。首先经焦炉煤气柜缓冲稳压,滤去其中的杂质,之后加压至2.5兆帕并与转化气换热至约300℃进入干法净化装置,净化其中的硫化物等杂质。通常采用预转化、加氢转化,将焦炉煤气中的硫化物,如羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)、噻吩(C4H4S)、硫醇(R-SH)、硫醚(R1-S-R2)等转化为硫化氢(H2S),把不饱和碳氢化合物加氢生成饱和烃,然后进行氧化锌(ZnO)一次脱硫。针对剩余的硫化物再进行二次加氢转化,实施氧化锌二次脱硫,直至将焦炉煤气中的总硫脱至≤0.0001‰。为满足甲烷(CH4)转化反应的需要,同时也为防止焦炉煤气在高温下析碳,须在焦炉煤气中加入饱和蒸汽,将其预热至660℃后进入转化炉。脱硫主要反应为:
C4H4S+4H2→C4H10+H2S
R-SH+H2→RH+H2S
R1-S-R2+2H2→R1H+R2H+H2S
COS+H2→CO+H2S
CS2+4H2→CH4+2H2S
ZnO+H2S→ZnS+H2O
在转化炉中,进行部分氧化转化反应,放出热量,焦炉煤气中的CH4和CnHm转化为H2、CO和CO2。由余热回收装置将其冷却至常温,然后加压至5~6兆帕进入甲醇合成装置。主要反应为:
2CH4+O2=2CO+4H2
CH4+H2O=CO+3H2
CH4+CO2=2CO+2H2
CO+H2O=CO2+H2
焦炉煤气转化装置需要的纯氧由空分装置提供。焦炉煤气净化、氧化转化采用的催化剂和吸附剂的还原升温等所需的氮气也由空分装置提供。
氧化转化后的合成气进入甲醇合成塔合成粗甲醇。主要反应为:
CO+2H2=CH3OH
CO2+3H2=CH3OH+H2O
4CO+8H2=C4H9OH+3H2O
8CO+17H2=C8H18+8H2O
一般采用三塔精馏工艺,即在预精馏塔充分脱除低沸点组分后,分别依次进入加压精馏塔和常压精馏塔制得甲醇产品。
扩展阅读
- 谢克昌,房鼎业.甲醇工艺学.北京:化学工业出版社,2010.
- 李聪敏.焦炉煤气制甲醇技术.北京:化学工业出版社,2015.
- 李建锁,王宪贵,王晓琴.焦炉煤气制甲醇技术.北京:化学工业出版社,2009.
- 张子锋,张凡军.甲醇生产技术.北京:化学工业出版社,2010.