7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法技术

本发明专利技术属于焦炉气综合利用技术领域，具体为7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法。本发明专利技术针对焦炉气组分特点，解决现有技术中存在的对焦炉气中氢气组分利用的不足之处，结合焦化企业自产7～24mm杂碎焦内在质量好、价格低、销售困难的实际情况，改进优化生产流程，实现焦炉气有效组分的充分利用。本发明专利技术以焦炉气中富裕的H2为基准补足碳源，以焦化企业自产7～24mm杂碎焦为原料，以连续富氧常压造气炉制气，配套气体净化处理系统，提高现有企业甲醇生产能力，充分利用氢气资源，从而达到投资少、增产多、整体经济效益提高的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于焦炉气综合利用
，具体为。本专利技术针对焦炉气组分特点，解决现有技术中存在的对焦炉气中氢气组分利用的不足之处，结合焦化企业自产7～24mm杂碎焦内在质量好、价格低、销售困难的实际情况，改进优化生产流程，实现焦炉气有效组分的充分利用。本专利技术以焦炉气中富裕的H2为基准补足碳源，以焦化企业自产7～24mm杂碎焦为原料，以连续富氧常压造气炉制气，配套气体净化处理系统，提高现有企业甲醇生产能力，充分利用氢气资源，从而达到投资少、增产多、整体经济效益提高的目的。【专利说明】7~24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法
本专利技术属于焦炉气综合利用
，具体为7~24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法。
技术介绍
我国是焦炭生产大国，焦炭生产过程中副产大量焦炉气，大型焦化厂尤其是独立焦化厂必须配套建设可行有效的焦炉气综合利用装置。焦炉气成分比较复杂且不稳定，一般情况下，经过净化后的焦炉气低热值为17580~18420kJ/m3，密度为0.45~0.48kg/m3，组分的主要特点表现为氢多碳少，按照体积分数计，焦炉气中CH4近25%，CO、CO2, CH4, CnHm合计约40%，H2可高达60%。 根据焦炉气组分特点，目前主要利用途径，一是直接用于城市民用燃气，该途径受制于地域、民用气量、燃烧清洁性等因素，正在逐步被天然气取代；二是用于燃气轮机发电，该利用途径的经济效益受制于入网电价；三是经过转化、提氢等不同的加工过程，合成甲醇、合成氨等化学品；四是经过甲烷化等加工过程，生产合成天然气(SNG)、压缩天然气(CNG)或者液化天然气(LNG)等清洁燃料。由于甲醇是基础化工原料，用途广泛，便于储存和运输，近10年来国内建设了较多的以焦炉气为原料生产甲醇的装置。一般情况下，焦炭规模与配套甲醇的规模比例为10比1，即100万t/a焦炭装置要配套建设10万t/a甲醇装置。 目前，以焦炉气为原料生产甲醇的常用工艺流程示意如图1所示。来自炼焦系统的焦炉气经过初步净化脱硫和精脱硫，将H2S含量脱至0.1ppm以下，进入转化炉将焦炉气中的甲烷转化成生产甲醇用的合成气CO和H2。由于目前的技术水平所限，合成气经一次反应合成甲醇的收率较低，要采用循环式反应。为了使合成循环气中惰性气体含量维持在一定范围内，在进循环机前需要排放掉一部分未反应气体(即驰放气)，其余绝大部分气体进入压缩机加压后与新鲜的合成气混合返回合成塔循环使用。由于焦炉气组分的主要特点表现为氢多碳少，转化后的合成气中H2含量更高，氢碳比约为2.78，而生产甲醇的合成气氢碳比要求为2.10~2.15。合成气中过剩的氢气，以驰放气(含氢气70%)排放，只能作为燃料回用于转化炉或焦炉加热系统烧掉，浪费了宝贵的氢气资源，同时也会导致甲醇合成气循环量大，装置能耗高。
技术实现思路
本专利技术针对焦炉气组分特点，解决现有技术中存在的对焦炉气中氢气组分利用的不足之处，结合焦化企业自产7~24mm杂碎焦内在质量好、价格低、销售困难的实际情况，改进优化生产流程，实现焦炉气有效组分的充分利用。本专利技术以焦炉气中富裕的H2为基准补足碳源，以焦化企业自产7~24_杂碎焦为原料，以连续富氧常压造气炉制气，配套气体净化处理系统，提高现有企业甲醇生产能力，充分利用氢气资源，从而达到投资少、增产多、整体经济效益提高的目的。 本专利技术的技术方案如下:7~24_杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法,其步骤如下:(1)来自炼焦系统的焦炉气进入湿法脱硫，将气体中的无机硫脱除95%以上，出脱硫塔的气体经出口水封送入气柜；吸收H2S后的脱硫富液进入再生系统，再生后的贫液送回脱硫系统循环使用；(2)7~24mm杂碎焦、0.3MPa蒸汽和纯度99.6%的氧气进入常压富氧连续造气炉，所产水煤气经除尘、湿法脱硫等净化后进入上述步骤(1)气柜；(3)上述步骤(1)中气柜来脱无机硫后的合成气经压缩、干法脱硫、精脱硫，将总硫脱除至0.1ppm以下进入转化炉，与蒸汽和来自空分的氧气混合，在镍基催化剂的作用下将焦炉气中的甲烷转化成生产甲醇用的有效气CO和H2 ；(4)出转化炉的合成气经废热锅炉换热工序回收能量并降温后，经水冷器分离水后送往合成气压缩机，经压缩并预热后进入甲醇合成塔合成甲醇；甲醇合成驰放气经变压吸附(PSA-H)工序回收H2后的尾气送转化炉加热系统综合利用，回收的H2回到合成压缩用于生产甲醇。 上述步骤(2)中除尘采用电除尘或者文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘脱硫。 上述步骤(2)中湿法脱硫采用MDEA法、NHD法。 上述步骤(2) 中湿法脱硫还可以采用栲胶法或者改良ADA法。 上述步骤(3)中干法脱硫采用二段加氢铁钥转换催化剂，温度280~320°C、压力 2.4~2.65MPa，用于脱除有机硫。 上述步骤(3)中精脱硫采用中温氧化锌脱硫剂，温度350°C、压力2.4MPa，用于脱除 H2S。 上述步骤(3)中干法脱硫和精脱硫二者串联配置，脱硫精度达到H2S含量小于 0.1ppm0 上述步骤(3)中甲醇合成采用中、低压甲醇合成工艺，合成压力5.0~13.0MPa、温度210~270°C，采用铜系催化剂。 上述步骤(4)中所述的变压吸附(PSA-H)工序，条件为压力0.8~3.5MPa，温度^ 40°C, H2 回收率 75% ~95%，H2 纯度(V) 96% ~99.999%。 本专利技术的有益效果为:1.本专利技术为充分利用焦炉气中的H2组分，首次提出以富裕的H2量为基准，以企业自产7~24mm杂碎焦为原料，采用连续富氧造气炉制气补充碳源增产甲醇。 2.本专利技术从根本上解决了焦炉气制甲醇H2过剩问题，充分发挥了焦炉气富氢优势，提高了甲醇产量，降低了消耗。 3.本专利技术充分考虑了焦化企业自产7~24mm杂碎焦价格低、销售困难的现实，可以综合利用企业自产产品，提高企业整体经济效益。 4.本专利技术充分考虑了生产甲醇的现有焦化企业建有空分装置，采用连续富氧造气炉制气补碳可以充分利用现有空分装置富裕氧气，减少投资。 5.本专利技术新建一套造气装置，为事故状态下焦炉的保护提供了一个加热用的应急气源(由于焦炉是连续生产不能停止，焦炉一旦长时间停止加热就要报废，从保护焦炉的方面考虑独立焦化企业也需要有一个备用的加热用应急气源)。 【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术
技术介绍
中记载的流程图。 【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明。 实施例 来自湿法脱硫等净化处理的焦炉气49000Nm3/h，温度40°C，压力0.104MPa，组分(v%) =H2 61.1, CH4 23.5，CO 8.5，CO2 2.1, N2 3.0, CnHm 1.5，O2 0.3，H2S 40mg/Nm3，有机硫120mg/Nm3。 7 ~24mm 杂碎焦 5.625t/h、0.3MPa 蒸汽 9t/h 和纯度 99.6% 的氧气 2900NmVh 进入常压富氧连续造气炉，所产水煤气经电除尘和NHD法脱硫，得到净水煤气12000Nm3/h，温度400C，压力 0.104MPa,组分(v%) =H2 35.0, CO 45.8，CO2 17.本文档来自技高网...

【技术保护点】
7～24mm杂碎焦制气补碳增产甲醇的方法，其步骤如下：（1）来自炼焦系统的焦炉气进入湿法脱硫，将气体中的无机硫脱除95%以上，出脱硫塔的气体经出口水封送入气柜；吸收H2S后的脱硫富液进入再生系统，再生后的贫液送回脱硫系统循环使用；（2）7～24mm杂碎焦、0.3MPa蒸汽和纯度99.6%的氧气进入常压富氧连续造气炉，所产水煤气经除尘、湿法脱硫等净化后进入上述步骤（1）气柜；（3）上述步骤（1）中气柜来脱无机硫后的合成气经压缩、干法脱硫、精脱硫，将总硫脱除至0.1ppm以下进入转化炉，与蒸汽和来自空分的氧气混合，在镍基催化剂的作用下将焦炉气中的甲烷转化成生产甲醇用的有效气CO和H2；（4）出转化炉的合成气经废热锅炉换热工序回收能量并降温后，经水冷器分离水后送往合成气压缩机，经压缩并预热后进入甲醇合成塔合成甲醇；甲醇合成驰放气经变压吸附（PSA‑H）工序回收H2后的尾气送转化炉加热系统综合利用，回收的H2回到合成压缩用于生产甲醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪记，褚宏春，李存宝，梁道广，吕运江，朱本启，张志伟，郭宝贵，李存涛，石柏洲，亓栋，宋淑群，王伟，赵忠萍，石金田，黄涛，韩飞，李仕超，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司煤化分公司，
类型：发明
国别省市：山东;37