焦炉气生产甲醇技术进展及产业化现状

李湘 关少卿 郭志刚(河北金牛旭阳化工有限公司, 河北 邢台 054000)

焦炉气生产甲醇技术进展及产业化现状

李湘 关少卿 郭志刚(河北金牛旭阳化工有限公司, 河北 邢台 054000)

甲醇是我国现阶段用途十分广泛的一种有机化工原料，常常被用于生产、生活的各个方面，随着我国经济的飞速增长，作为新事物的甲醇能源开始发展它另外的应用领域，当下甲醇已经能取代汽油而被作为一种新的能源得到大家的青睐，随着焦炉气生产甲醇的工艺日渐走向成熟，技术已经得到进一步拓展，科研工作者需要对其生产技术的进展情况以及其产业化前景进行深度的研究和剖析。

焦炉气;甲醇;工艺流程;产业化现状

1 焦炉气的定义

焦炉气具体是指在炼焦炉中经过一系列的工艺流程产生的一种副产品，它是一种可以燃烧的气体。焦炉气属于混合物，其产率和组成成分会随着烟煤的质量及炼焦条件而发生变化，据统计，通常情况下一吨干煤可产生300m3～350m3焦炉气，其主要成分为氢气、甲烷、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等等。除此以外，它还含有大量的H2S、CS2、苯、萘、硫醚、硫醇等有毒的成分。

2 生产甲醇工艺流程

焦炉所生产出来的煤气需要经过冷凝、脱硫、脱苯等等工艺后进行回收，然后在气柜内进行缓冲、压缩(2.5兆帕)，再进入净化装置，将其有毒的成分等等进行脱除、净化和转化，使焦炉气转化为生产甲醇所需要的合成气再经过压缩制成精甲醇，经过精馏，生产出合格的优质甲醇(图1)。

3 生产甲醇的关键技术步骤

作为生产甲醇用的焦炉气必须要去除其有毒成分，否则会造成在后序工艺中的中毒现象，所以用焦炉气生产甲醇技术的关键步骤就是煤气的净化与转化。

(1)焦炉气的净化 焦炉气的净化就是把煤气中的一些没有用而且还会对它的后期使用形成破坏的成分进行去除和净化，主要有萘、焦油、NH3、氯离子以及有机硫的去除，其中有机硫的净化是非常关键的，脱除有机硫可以采用中温氧化铁的脱硫工艺，再加上氧气与水蒸气的存在就可以达到脱硫的目的，其化学反应方程式为：

另外，还可以用加氢转化催化剂和水解催化剂的方法进行脱硫，加氢催化剂可以在高温(350℃～380℃左右)下使焦炉气中的硫醚、硫醇等得到有机分解，而加水解催化剂主要是溶解一氧化硫及二硫化碳等等。

(2)焦炉气的转化 从当前焦炉气转化为合成气工艺来看，转化方式主要有蒸汽转化及氧化转化(非催化部分氧化转化和纯氧催化部分氧化转化)，其中运用蒸汽转化的工艺所需要的条件比较苛刻，不仅需要特殊的材料，而且其装置也比较庞大，所花费的成本较高，而非催化部分氧化转化需要在特殊制造的转化炉内进行，而转化炉所需的条件必须是高温(1300℃～1400℃)，所以对原料气使用量大，煤气的损耗也较大，而且转化炉的内部结构和所用材料也非常的复杂，所以这种工艺方法的使用率也比较低，主要用于一些重油的转化。另外一种转化工艺是纯氧催化氧化转化，这种工艺比较简单、实用，转化炉的结构与蒸汽转化中所使用的二段炉相仿，结构单一，流程短，反应速度快，原料气损耗少，煤气的利用率高，成本投入低，收益高，使用较为广泛。

4 焦炉气生产甲醇产业化现状分析

我国使用焦炉气生产甲醇的技术可以追潮到2003年，这一年在云南曲靖市的一个焦化公司开始投产建设第一个焦炉气生产甲醇的8万吨的大型装置，到2004年12月底生产出合格的产品，这次制甲醇成功的实例充分证明我国化工工业焦炉气制甲醇的技术已经走向成熟，2005年，河北省某焦化公司投入年产12万T的焦炉气制甲醇装置，再次取得成功，投产使用，这次工艺技术的顺利实施再一次对焦炉气生产甲醇的技术进行了验证，他们的装置都采用的是活塞式压缩机、氧化锌脱硫、恒温甲醇合成反应器，最后的精馏装置为三塔流程进行的。

表1 各省、市建设一些大型的焦化装置

5 结语

总而言之，使用焦炉气生产甲醇的技术在我国已经得到广泛的应用和推广，而且各省、市也在建设一些大型的焦化装置(表一)，但这种制甲醇的技术也存在着一些问题和弊端，比如说氢气过剩、浪费的现象十分严重，作为科研工作者应该从节约资源的角度出发，对其焦化装置及工艺流程做出相应的改革与创新，以达到原料的最大利用率，甲醇的最高产出率，相信，随着我国各地焦化工业的繁荣，一定能为国家的环保事业及经济建设做出更大的贡献。

[1]王一坤,雷小苗,邓磊,王晓旭,王长安,车得福.可燃废气利用技术研究进展(Ⅰ):高炉煤气、转炉煤气和焦炉气[J].热力发电,2014,07:1-9+14.

①李湘(1984- ),男,本科,助理工程师。②关少卿(1987- )男,专科,助理工程师。