一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，主要单元设备包括一次压缩机、焦炉气净化单元、二次压缩机、精脱硫单元、脱二氧化碳单元、深冷分离LNG单元、甲醇合成单元，以及配套的烟道气碳捕集单元、驰放气PSA提氢单元、甲醇精馏单元；其工艺过程是先将焦炉气进行净化，再将甲烷、乙烷等烃通过深冷分离得到LNG产品，余气补入适量二氧化碳后进行甲醇合成，使焦炉气所含氢气基本用于甲醇合成，甲醇的生成量较大，经济效益较高，氢气基本全部得以利用；补入的二氧化碳源于烟道气的捕集回收，也基本生成了甲醇，可降低企业的二氧化碳气体的排放量，达到节能减排的目的。达到节能减排的目的。达到节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置


[0001]本技术属煤化工
，具体涉及一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置。

技术介绍

[0002]焦炉气是煤炭高温炼焦过程的副产物，主要成分是氢气、甲烷，其组成情况一般为氢气55
‑
60v%、甲烷23
‑
27v%、一氧化碳5
‑
8v%、C2以上不饱和烃1.6
‑
4v%、二氧化碳1.5
‑
3v%、氧气0.3
‑
0.8v%、氮气2
‑
5v%。焦炉气的主要用作燃料和化工原料；因氢气含量较高，更适合作为化工原料气使用。
[0003]目前焦炉气作为化工原料的主要用途是生产LNG或甲醇。焦炉气制LNG的工艺，一般是先将焦炉气经过净化和压缩，然后通过甲烷化反应将其中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷，最后深冷分离制得产品LNG。焦炉气制甲醇的工艺，一般是先将焦炉气净化和压缩，然后通过纯氧催化部分氧化或纯氧非催化部分氧化，将焦炉气中的烃类转化为合成气，然后再进行甲醇合成；甲醇合成以一氧化碳和氢气反应为主，同时部分二氧化碳参与反应。这两种工艺的主要问题是焦炉气在甲烷化、纯氧催化部分氧化或纯氧非催化部分氧化的过程中，氢气都只能被部分消耗，仍有部分氢气得不到利用。
[0004]CN104232195A公开一种利用焦炉气联产甲醇和合成天然气的方法，先对焦炉气进行脱焦油、苯、萘等预处理，加入采用复合胺吸收法从炼焦炉的燃烧烟气中捕集的CO2，调节气体的H2‑
CO2/CO+CO2至2.2
‑
3.1；混合气经过压缩后经NHD法脱硫，再经加氢转化和精脱硫得到净化合格的合成气；合成气首先经高效甲醇合成催化剂，单程合成甲醇，分离生成的粗甲醇后再在甲烷合成催化剂的作用下合成甲烷，生成的气体经过深度冷冻得到烷烃含量94v%以上的液化天然气。该方法中，合成甲烷单元采用三个绝热甲烷合成反应器，串联工艺完成甲烷合成反应，反应后气体中CO含量降低至50ppm左右，CO2含量降低至1%以下，仍有部分如5v%的氢气剩余，氢气末得到充分利用；且该方法有合成甲醇、合成甲烷两套反应装置，投资较高。
[0005]同时，CN104232195A方法中，焦炉气所含氢气，一部分进入天然气产品，即末全部用于甲醇合成，故而甲醇的生成量较低，导致经济效益一般。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本技术提供一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其工艺过程是先将焦炉气进行净化，再将甲烷、乙烷等烃通过深冷分离得到LNG产品，余气补入适量二氧化碳后进行甲醇合成，使焦炉气所含氢气基本用于甲醇合成，甲醇的生成量较大，经济效益较高，氢气基本全部得以利用；补入的二氧化碳源于烟道气的捕集回收，也基本生成了甲醇，可降低企业的二氧化碳气体的排放量，达到节能减排的目的。
[0007]本技术利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其主要单元设备沿焦炉气流向包括一次压缩机、焦炉气净化单元、二次压缩机、精脱硫单元、脱二氧化碳单元、深冷分离LNG单元、甲醇合成单元，以及配套的烟道气碳捕集单元、驰放气PSA提氢单元、甲醇精馏单元；其
中一次压缩机采用螺杆压缩机，二次压缩机采用离心压缩机；所述压缩机、各单元间，及各单元中的设备间，分别具有所需的气流连通管路和控制阀。
[0008]本技术利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其中一次压缩机采用的螺杆压缩机，可长期正常运转。采用离心式压缩机、活塞式压缩机时，焦炉气所含少量焦油、萘等高碳物质，在加压过程中会粘附、积聚在离心式压缩机的叶轮、活塞式压缩机的阀片，从而严重影响离心式压缩机、活塞式压缩机的正常运转。焦炉气由常压经一次压缩升压至0.4
‑
0.7MPa后，去焦炉气净化单元。
[0009]焦炉气净化单元的设备，包括预冷分油器、二套分子筛吸附器、再生加热器；作用是脱除焦炉气中的少量苯、焦油和萘，及一次压缩时夹带的少量润滑油。预冷分液器将气流温度降至如40℃以下，冷凝、分离出重组分油液。分子筛吸附器用于吸附净化时可并联或串联使用，也可一开一备。某一分子筛吸附器穿透或饱和后升温脱附时采用所需流量的二次压缩后气流，经再生加热器升温至250
‑
300℃，将吸附物脱除至所需程度，使分子筛吸附剂再生，热再生后降温至60℃以下备用，或直接作为串联的前级使用；该分子筛吸附器的热再生出口气流去预冷分油器入口，脱附物基本冷凝进入冷凝油液。
[0010]焦炉气经二次压缩机升压至2.0
‑
2.5MPa，去进入精脱硫单元。
[0011]精脱硫单元的设备，包括加热器、两级加氢转化反应器、两级干法脱硫塔和冷却器；其中两级加氢转化反应器的前置反应器装填铁钼加氢催化剂，后置反应器装填镍钼加氢催化剂，将加热至220
‑
260℃的焦炉气中所含有各种形态的有机硫转化为易脱除的硫化氢，还将所含C2以上不饱和烃如主要成分乙烯转化为乙烷，所含氧气生成水；两级干法脱硫塔的前塔装填氧化铁脱硫剂，后塔装填氧化锌脱硫剂，可将焦炉气总硫处理至0.1ppm以下，烯烃处理至如50ppm以下；脱硫后温度260
‑
350℃的气流，经冷却器换热至40℃以下后去脱二氧化碳单元。
[0012]脱二氧化碳单元采用MDEA脱碳工艺，将二氧化碳脱至50ppm以下，以满足深冷分离LNG单元的操作对气流二氧化碳含量的要求。脱出的二氧化碳配入深冷分离LNG后的气流中，重新用作甲醇合成的二氧化碳原料之一。
[0013]经过脱二氧化碳的气流进入深冷分离LNG单元。深冷分离LNG单元的设备，包括分子筛脱水器、吸附脱汞器、液化冷箱、配套的氮气节流制冷循环机组，液化冷箱内集成逆流换热器、深冷换热器、脱氢气塔、脱一氧化碳塔、LNG过冷换热器；其中深冷换热器将气流冷却到
‑
170至
‑
160℃，进入脱氢气塔，操作压力1.5
‑
2.3MPa，塔顶温度
‑
185至
‑
175℃，塔釜温度
‑
158至
‑
168℃，塔顶分离出富氢气流，塔釜料流去脱一氧化碳塔；脱一氧化碳塔操作压力0.5
‑
0.7MPa，塔顶温度
‑
183至
‑
177℃，塔釜温度
‑
132至
‑
137℃，塔顶分离出富一氧化碳气流，塔釜出料为产品LNG再过冷到
‑
170至
‑
165℃送往LNG罐区。所述深冷换热器、LNG过冷换热器，及脱氢气塔、脱一氧化碳塔塔顶的回流冷凝器，都采用氮气节流制冷循环机组所供给的液氮流作冷源。富一氧化碳气流和富氢气流，在与进入LNG过冷换热器前的脱二氧化碳的气流在逆流换热器先后换热，之后分别去甲醇合成单元，这两股气流中甲烷的总含量为0.8
‑
1.3v%。
[0014]烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其特征在于主要单元设备沿焦炉气流向包括一次压缩机、焦炉气净化单元、二次压缩机、精脱硫单元、脱二氧化碳单元、深冷分离LNG单元、甲醇合成单元，以及配套的烟道气碳捕集单元、驰放气PSA提氢单元、甲醇精馏单元；其中一次压缩机采用螺杆压缩机，二次压缩机采用离心压缩机；所述压缩机、各单元间，及各单元中的设备间，分别具有所需的气流连通管路和控制阀。2.如权利要求1所述利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其特征在于，焦炉气净化单元的设备，包括预冷分油器、二套分子筛吸附器、再生加热器。3.如权利要求1所述利用焦炉气生产低碳甲醇的装置，其特征在于，精脱硫单元的设备，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：俎宇，齐双成，郭利鑫，李延鹏，张勇，董传诚，高娴怡，
申请(专利权)人：知同上海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：