浅谈焦炉煤气制甲醇的工艺技术分析及优化措施

王志文

摘 要：在焦炉煤气制备甲醇的过程中，甲醇转化率低，能耗高的问题是制约生产工艺水平提升的典型问题。对焦炉煤气制甲醇的工艺技术流程进行梳理，对水烃比、氧气含量、温度等影响工艺技术效果的因素进行分析，提出焦炉煤气制甲醇工艺技术的优化措施，供相关人士参考。

关键词：焦炉煤气、;甲醇制备、;工艺流程、;工艺优化措施

1引言

在工业生产中，甲醇是重要的原料之一，不仅可以作为吸收剂，还可以作为液体原料用于多种化工制品的生产。在制备甲醇的工艺中，焦炉煤气制甲醇工艺有效利用了焦化产物，因此是一种资源利用效率较高的制备工艺，在行业中应用越来越多。随着焦炉煤气制甲醇工艺技术的应用，对工艺技术进行分析并探索工艺优化措施十分必要。

2焦炉煤气制甲醇的工艺技术流程

焦化后的焦炉气先进入到脱萘罐中，在脱萘罐中去除焦油、萘等杂质，净化后的焦炉气进入到气柜贮存，然后再进入到焦炉气压缩机中加压。在压缩机中对焦炉气进行加压，加压后的煤气进入到脱油罐和粗脱硫罐，去除焦炉气中的油水，大部分硫化氢。然后气体进入到综合加热炉加热，之后进入到加氢罐，在其中有部分有机硫和氢发生反应，生成硫化氢，再进入到一级脱硫罐中去除焦炉气中的硫化氢。剩余的有机硫经过二级加氢装置，在其中经过进一步转化后进入到二级脱硫罐，脱除硫化氢，之后进入到转化工序。经过精脱硫后的焦炉气和蒸汽按比例进行混合，混合气进入到综合加热炉中进行预热，然后进入到加热段，加热后进入到纯氧转化炉。焦炉气和氧气在其中燃烧并发生转化反应，得到转化气，转化气中CH4含量小于1%。然后经过换热器对气体进行降温，温度达到40℃左右通过气液分离器，去除转化气中的游离水，然后气体进入到常温氧化锌脱硫罐，在其中进行脱硫脱氯，硫和氯分别达到≤0.1PPm后，进入到合成气压缩工序。经过合成气压缩机的转化气压力升高，进入到合成工序，气体和合成塔中的催化剂发生反应，得到的反应气经过冷却，温度降低到40℃后进入到甲醇分离器。经过分离后，下部得到液体粗甲醇，进入闪蒸槽，经过闪蒸，减压后进入精馏系统。制备得到的精甲醇输送到计量槽，然后再经过泵输送到成品罐区。

3转化工艺的影响因素

3.1水烃比的影响

不同的水烃比对焦炉煤气制甲醇的转化率有较大的影响。技术人员对不同水烃比情况下的甲醇转化效率进行对比，结果发现，随着水烃比的增加，出口气体中的一氧化碳比例减少，二氧化碳比例增加，氢气以及甲烷的比例变化不明显。随着水烃比的增加，出口温度降低。因此，在实际工艺生产中，其他工艺条件满足生产需求的前提下，可通过增加焦炉煤气的水烃比来提升焦炉煤气转化率，提高甲醇产量。需要注意的是，水烃比并不是越大越好，应保持在较高的合理范围内，如果水烃比过大，会导致反应器中二氧化碳增加，反而对甲醇合成反应产生抑制作用，

3.2氧气含量的影响

技术人员对氧气的含量以及焦炉煤气转化情况进行分析，通过对比试验发现，随着氧气含量的增加，甲烷的含量减少，一氧化碳的含量增加，氢气和二氧化碳含量变化不明显。当氧气含量逐渐增加时，参与到转化反应中的氢气的量也逐渐增加，反应器中的温度升高，反应器出口处的水量比入口处的水量多，导致甲醇合成成本增加。因此，并不是氧气含量越多越好，应合理控制在一定范围，避免氧气含量过低或过高，保证焦炉煤气制甲醇转化反应的转化率，也避免氢气消耗量太多。

3.3温度的影响

由于温度升高导致焦炉煤气的体积增大，密度随之降低，这时单位体积内焦炉煤气的有效成分降低，导致甲醇产量降低。受到温度影响，压缩机打气量发生变化。在环境温度较高时，压缩机打气量较低;在环境温度较低时，压缩机打气量较高。因此，在其他条件不变的情况下，温度对压缩机打气量产生影响，造成甲醇产量波动。

4工艺技术优化措施

在焦炉煤气的净化环节，加强对气体中含硫组分的分析，对压缩机的运行情况进行监控，保证焦炉煤气净化充分。加强对焦炉煤气净化工艺的研究，对净化工艺的效果进行分析评价，制定脱硫工艺优化策略，尽量和湿法脱硫结合起来， 保证在焦炉煤气制甲醇过程中的各项工艺指标合格。

甲醇合成环节，注重氢碳比的分析和控制。甲醇中的氢元素消耗对合成反应有密切影响，因此通过对氢元素消耗特征进行分析，制定原料质量控制措施，保证氢气含量在合理范围。合成反应中，适量加入氢气可抑制甲醇合成反应中副反应进行，可避免催化剂中毒，提升甲醇合成质量。甲醇合成中通常实际的氢碳比高于设计的最佳氢碳比，导致多余的氢气在循环回路中。这一情况会造成压缩机工作量增加，导致设备能耗增大，而且废气排放量增多，不利于环保管理。在进行具体的反应速率控制过程中，保证氢气含量得到有效控制。从能耗控制的角度出发，制定符合甲醇制备工艺技术的优化措施，如采用碳物质补充技术，为甲醇制备创造理想条件。补碳工艺设计中，充分利用甲醇制备过程闲置二氧化碳，通过对氢碳比控制，在碳氢元素供给满足的情况下，实现对甲醇产量的有效控制。

加强合成气体中二氧化碳含量的监测。焦炉煤气制甲醇工艺中，原料气中二氧化碳的作用非常重要，对一氧化碳转化起到抑制作用，但是如果二氧化碳含量过大，反而会影响甲醇产量。因此，通过加强合成气体中二氧化碳含量的监测，优化调控二氧化碳在合成气中的比例，保证起到最佳效果，提高甲醇的产量。

为了减少压缩机打气量对甲醇产量的影响，对环境温度进行灵活调控，避免环境温度变化对甲醇产量带来不利影响。可对压缩机进行扩容改造，成本低，效率高。另外，在压缩机前设置煤气冷却装置，确保焦炉煤气进入到压缩机时气体中的有效成分含量较高，保障甲醇制备效率。

5结语

综上所述，焦炉煤气制备甲醇的工艺技术应用效果与多个工艺环节有关，受到水烃比、氧气含量、温度等因素的影响。通过对焦炉煤气制甲醇工艺技术中的焦炉煤气净化、甲醇合成、合成气中二氧化碳含量控制、温度等几个方面入手创造对生产工艺有利的条件，为甲醇制备效率提升奠定基础保障。

参考文献

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