发布时间 : 星期日 文章10万吨焦炉煤气制甲醇更新完毕开始阅读
氧化铁法原料来源广泛，价格便宜，主要脱除原料气中的H2S，不能脱除有机硫。操作温度较低（一般在常温下操作），脱硫剂工作硫容较大。但脱硫精度有限（一般可脱到约1ppm）。
b. 铁钼+锰矿法：
在350～400℃条件下，铁钼催化剂首先将气体中的有机硫转化为H2S，再由锰矿吸收，脱有机硫的效率约为90%。铁钼+锰矿法脱硫具有价廉、原料易得的优点，但因锰矿净化度和硫容较低、寿命短、不能再生、易产生副反应。
c.活性炭法：
能脱除H2S及大部分有机硫化物，具有能常温操作，净化度高、空速大，可再生等优点，但价格较贵，硫容较低，再生能耗高。
e. 转化-吸收法：
转化-吸收法一般是指钴钼加氢转化-ZnO吸收法，能将各种有机硫化物转化为硫化氢，特别适宜于处理含有噻吩的气体，转化生成的硫化氢用氧化锌法除去。操作温度为350～430℃，操作压力0.7～7.0MPa，空速500～2000h-1。加氢催化剂可再生，但不能用于含CO、CO2等易于发生羰基化副反应的场合（如焦炉气、水煤气等），而且价格昂贵。
f. 氧化锌法：
能脱除H2S及脱除除噻吩以外的有机硫化物，具有净化度高，空速大，工作硫容高（20%）、操作简单等优点，缺点是价格昂贵，废脱硫剂不能再生。只适宜设置在精脱硫工艺中的最终脱硫把关。
综合以上脱硫方法，结合与工厂现有脱硫系统的统一性，在本装置中，焦炉气拟先采用栲胶湿法粗脱硫，将H2S脱至≤20 mg/Nm3，再用铁钼催化剂转化有机硫、锰矿吸收H2S精脱硫工艺，将焦炉气总硫脱至≤1ppm；实践证明，焦炉气中未脱除的微量噻吩经纯氧部分氧化后已转化为H2S，转化气经冷凝分离水份后，加一级常温氧化铁脱硫即可将转化气中的总硫脱至0.1ppm以下，满足低压甲醇合成要求。
4.1.3.2焦炉气转化：
理想的甲醇合成气组成为：合成气中（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05～2.1，CO2含量3～5%，惰性气体含量应尽量低。
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由于焦炉气中含氢量高、甲烷含量高、CO和CO2含量低，用这样的气体不能直接合成甲醇，必须进行再转化。焦炉气再转化制甲醇合成气有以下两种方案：
(1) 方案一：蒸汽转化 + 水煤气的方法：
驰放气作燃料 焦炉气 压缩 湿法脱硫 压缩 精脱硫 蒸汽转化 废热回收 水蒸汽 煤 压缩 湿法脱硫 精脱硫 甲醇合成 煤造气
精甲醇产品
本方法通过蒸汽转化将焦炉气中的甲烷转化为H2、CO、CO2，以降低合成气中的惰性气体成分的量，同时增加CO、CO2量。该合成气中氢含量大大过剩，（H2-CO2）/（CO+CO2）达3.88，比例严重失调，虽然可以用于合成甲醇，但很不经济，且甲醇弛放气用作燃料将白白烧掉大量的氢。一般的处理方法是向合成气中补充碳源。水煤气用于甲醇合成时，氢少碳多，当单独用水煤气合成甲醇时，是将水煤气部分变换，然后脱掉部分CO2，以调整（H2-CO2）/（CO+CO2）比例。在本方案中，将氢多碳少和氢少碳多的两种气体混合为一种合成气，可以发挥出两种气体的优点，配制出比较理想的甲醇合成气。
本方案的缺点是：蒸汽转化炉投资较高，且再建煤气炉及其净化、加压装置将增加很多投资。
(2)方案二：富氧-蒸汽转化的方法：
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甲醇精馏 焦炉气 焦炉气湿法脱硫 空气 PSA空分 富氧压缩 焦炉气压缩 焦炉气精脱硫 富氧转化 煤造气 湿法脱硫 压缩 精脱硫
产品精甲醇 甲醇精馏 甲醇合成 联合压缩
采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧提供，燃烧后的碳资源没有外排而是直接进入合成原料气中，生产的合成气（H2-CO2）/（CO+CO2）比例约为2.7，再通过煤造气补充合成气总量，一方面补充了由于焦炉煤气量的不足，同时调整气体组成到甲醇生产所需的标准（H2-CO2）/（CO+CO2）比例。
甲醇弛放气则设一PSA装置，回收其中的氢、甲烷和碳组分。
综合以上分析，由于本项目的主要目的是利用工厂副产的焦炉气生产甲醇，使焦炉气得到最大限度的综合利用。因此，我们认为本设计采用富氧-蒸汽转化比较合理。
4.1.3.3甲醇合成：
(1) 高压法(19.6～29.4MPa)：
这是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度为360～400℃，压力19.6～29.4MPa。随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂，以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的效果。高压法虽然有70多年的历史，但是，由于原料及动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，而且投资大，成本高，其发展长期以来处于停滞状态。
(2) 低压法(5.0MPa～8.0MPa)：
这是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术。低压法基于高活性的铜系催化
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剂。铜系催化剂活性明显高于锌铬系催化剂，反应温度低（240～270℃），在较低的压力下可获得较高的甲醇收率，而且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料的消耗。此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低，总之低压法比高压法有显著的优越性。
(3) 中压法(9.8MPa～12.0MPa)
随着甲醇单系列规模的大型化，（目前已有日产2000吨的装置甚至更大单系列的装置），如采用低压法，势必导致工艺管道和设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，即发展成为中压法。中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反应温度也与低压法相同，因此它具有与低压法相似的优点，但由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。
本项目拟选用低压法合成甲醇技术。 4.1.3.4甲醇精馏
甲醇精馏可采用二塔精馏流程和三塔精馏流程。
二塔精馏流程是先在预蒸馏塔中蒸出粗甲醇中溶解的气体及低沸点杂质，然后在主蒸馏塔中蒸出合格的产品甲醇。
三塔精馏流程是将主蒸馏塔一分为二，第一塔为加压操作，另一塔为常压操作。用第一塔塔顶汽相的冷凝潜热作为常压塔塔釜再沸器的热源，实现常压塔不需外供热源，从而降低能耗。
一般来说，二塔流程投资较少而能耗较高，三塔流程则投资较高而能耗较低，尤其是以蒸汽作为精馏热源时，三塔流程节能效果比较明显，因此，一般规模较小的甲醇装置采用二塔精馏流程，而规模较大的装置则采用三塔精馏流程。
虽然本装置甲醇产量达10万吨/年，属于较大规模的甲醇生产装置，表面上看一般应采用三塔精馏流程。但由于本设计中精馏热源采用的是转化系统回收蒸汽过后转化气的低位余热，而不是采用蒸汽，这些低位余热即使精馏系统不用，也得用冷却水将其冷却。而且三塔精馏系统的加压塔釜要求比较高位的转化气热源才能满足加压塔釜甲醇蒸发的要求，导致本来可以用来多产生中压蒸汽的转化气较高位余热不得不向精馏系统推移，从而造成转化气进水冷器前的温度较高，多消耗冷却水。对于以转化气低位热能作
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