CN103980093A - 用焦炉煤气制甲醇的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法，该方法使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置。其方法步骤：提取氢气、提取甲烷、提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料、尾气在焦炉燃烧后的燃烧气，经过湿法脱碳装置提取CO2，CO2与H2混和，经压缩机加压去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。该方法充分利用焦炉煤气中不同组分的特点，组建了焦炉气生产甲醇的新的生产流程，该流程科学、简捷、合理，不但满足焦炉和化产的热量需要，而且尾气的单位热值比原来用的焦炉煤气作燃料要高出30%，使焦炉的操作条件比现有技术更好。

Description

用焦炉煤气制甲醇的方法
技术领域
本发明涉及煤化工产品的生产领域，具体涉及一种以焦炉气为原料，对焦炉气中不同组分进行分离，合理配置用焦炉煤气制甲醇的方法。
背景技术
传统的焦炉气制甲醇工艺（见图2），存在着巨大的资源浪费问题。以200万吨焦化配套产20万吨甲醇为例，焦炉及化产自身烧掉了近一半的焦炉气，其中仅烧掉氢气就有28000 Nm3/h（不包括烧掉的甲烷和一氧化碳），在转化炉中又烧掉了氢气17800 Nm3/h，在驰放气作为燃料时又烧掉了氢气16600 Nm3/h，总计烧掉了氢气60000 Nm3/h之多，而实际上合成甲醇利用的氢气只有50000 Nm3/h。如果将氢气合成为甲醇，氢气价值大于1.2元/Nm3。但作为燃料热值很低，烧掉所利用的热量价值不足0.3元/Nm3，烧掉造成的浪费巨大。其二，甲烷转化需要消耗大量的水蒸气、纯氧，需要设置一套空分装置，投资巨大，能耗也很巨大。
发明内容
本发明的发明目的就是针对现有技术的弊病，提供一种用焦炉煤气制甲醇的方法。该方法将全部焦炉气进行精制后，对不同的组分进行分离，价值高的氢气用于与CO2反应生产甲醇，热值高的甲烷用于作为燃料。多余的甲烷作为天然气销售，物尽其用，更加合理。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法，所述方法的生产过程使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置；其方法步骤包括：
a.焦炉所产的焦炉气，送入焦炉气精制装置经过精制后全部送入变压吸附提氢装置提取氢气；
b.提氢后的尾气，经过变压吸附提甲烷装置，提取出10800Nm3/h的甲烷作为天然气销售；
c.提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料； 
d.尾气在焦炉燃烧后的燃烧气，经过湿法脱碳装置提取CO2，CO2与H2按氢碳比大于3：1的比例混和，混合后经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
作为优选方案，将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制。
作为优选方案，所述的焦炉煤气的组分为：H2 58%;CO 6.2%;CO2 2.2%;CH4 26%;CnHm2.5%;N2 4.5%;H2S 50mg/Nm3；有机硫400 mg/Nm3。
作为优选方案，所述的焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。
作为优选方案，甲醇合成用的是铜系催化剂。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明取消了现有技术焦炉气制甲醇工艺中高耗能的空分装置、甲烷转化装置，由于取消了高能耗的甲烷转化装置及其配套的空压机、氧压机装置（增加的变压吸附提氢、变压吸附提取甲烷和脱碳3套装置的投资和能源消耗远小于转化和空分装置），投资降低了10%，总生产成本大幅度下降，每年可增加利润2亿元左右。在大幅度降低生产成本的同时，有甲醇和天然气两种产品，其产值比原来高出50%以上，经济效益提高数倍。而且本发明不再直接回焦炉及化产作燃料，焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。在传统的焦炉气制甲醇装置中，只能生产25吨/h的甲醇，年产值约5亿元，而在本发明的装置中，在生产23吨/h甲醇的同时，还可以生产天然气10800 Nm3/h，年产值增加到7.8亿元。本发明的显著效果还在于：本发明充分利用焦炉煤气中不同组分的特点，组建了焦炉气生产甲醇的新的生产工艺流程，该流程科学、简捷、合理，不但满足焦炉和化产的热量需要，而且尾气的单位热值比原来用的焦炉煤气作燃料要高出30%，使焦炉的操作条件比现有技术更好。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是现有技术焦炉气制甲醇的工艺流程图。
图3是现有技术焦炉气精制工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
本发明公开了一种用焦炉煤气制甲醇的生产方法，该方法的设计思想是：生产装置取消空分装置、甲烷转化装置，提供科学合理的焦炉煤气制甲醇工艺路线。
本发明的生产过程使用的装置包括焦炉气精制装置、变压吸附提氢装置、变压吸附提甲烷装置、二氧化碳湿法脱碳装置、氢气和二氧化碳混合气压缩装置、甲醇合成和精馏装置，这些装置都是市场上出售的成熟的化工装置。利用这些装置生产甲醇的生产方法见图1：
（1）将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制（见图3）。
（2）步骤（1）得到的精制后的焦炉气经压缩后进入变压吸附提氢装置提取氢气，提取的氢气与二氧化碳按氢碳比略大于3：1的比例混和，压缩至5-8 Mpa(g)后，去甲醇合成装置生产甲醇，甲醇合成用的是铜系催化剂。
（3）步骤（2）的尾气（解析气），经压缩至0.25-0.8Mpa(g)后，去变压吸附装置提取甲烷。提取出的甲烷经压缩后作为天然气或车用CNG出售。
（4）步骤（3）得到的尾气，作为焦炉和化产用燃料。
（5）焦炉燃烧后的燃烧气，经过湿法脱碳装置，提取出二氧化碳，加压至0.8-2.5 Mpa(g)后与氢气混合后，经压缩至5-8Mpa(g)，送甲醇合成装置生产甲醇。尾气大部分为氮气，含有少量的二氧化碳，H2S几乎为零，排空没有任何污染物。
具体实施例：
实施例1
以年产200万吨焦炉所产焦炉气为例：
焦炉所产、经化产初步净化后的焦炉气，每小时10.34万立方米，成分为：H2 58%; CO 6.2%; CO2 2.2%;  CH4 26%; CnHm2.5%; N2 4.5%; H2S 50mg/ Nm3；有机硫400 mg/ Nm3；热值4288大卡/ Nm3（不同的焦化厂，因配煤不同，焦炉气成分变化略有差异），去压缩机升压至0.8-2.5MPa(g)送精制装置进行精制（精制后H2S及总硫含量小于0.1PPm，其它杂质为0），精制后的高纯度焦炉气，进入变压吸附提氢装置，按90%的提取率，可提取出99.99%纯度的氢气50000Nm3/h,用于合成甲醇。提氢后的尾气48400 Nm3/h，其组分为：H2 11.59%; CO 13.24%; CO2 4.7%;  CH4 55.53%; CnHm5.33%; N2 9.6%。经压缩机加压到0.25-0.8Mpa(g) 进入变压吸附提甲烷装置，可提取甲烷10800 Nm3/h,作为天然气销售。提取甲烷后的尾气37550 Nm3/h,组分为：H2 15%; CO 17%; CO2 6%;  CH4 43%; CnHm7%; N2 12%，热值高达5560大卡/ Nm3，比原来用焦炉气作燃料热值要高出30%，回焦炉和化产做燃料。
    出焦炉的燃烧气，升压后去湿法脱碳装置回收二氧化碳，尾气排空。二氧化碳加压至0.8-2.5 MPa(g)后，与氢气按氢碳比略大于2的比例混合，经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。可生产甲醇23吨/h。
    上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用焦炉煤气制甲醇的方法，其特征在于，所述方法的生产过程使用的装置包括一套焦炉气精制装置、一套变压吸附提氢装置、一套变压吸附提甲烷装置、一套湿法脱碳装置、一套氢气和二氧化碳混合气压缩装置、一套甲醇合成和精馏装置；其方法步骤包括：
a.焦炉所产的焦炉气，送入焦炉气精制装置经过精制后全部送入变压吸附提氢装置提取氢气；
b.提氢后的尾气，经过变压吸附提甲烷装置，提取出10800Nm3/h的甲烷作为天然气销售；
c.提取甲烷后的尾气去焦炉和化产作燃料； 
d.尾气在焦炉燃烧后的燃烧气，经过湿法脱碳装置提取CO2，CO2与H2按氢碳比大于3：1的比例混和，混合后经压缩机加压到5-8 MPa(g)后去甲醇合成与精馏装置生产甲醇。
2.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法，其特征在于，将焦化及化产所产的全部焦炉气经加压至0.8-2.5Mpa(g)后全部送去精制装置进行精制。
3.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的生产方法，其特征在于，所述的焦炉煤气的组分为：H2 58%;CO 6.2%;CO2 2.2%;CH4 26%;CnHm2.5%;N2 4.5%;H2S 50mg/Nm3；有机硫400 mg/Nm3。
4.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法，其特征在于，所述的焦炉及化产所需燃料由后工序的尾气提供。
5.根据权利要求1所述的用焦炉煤气制甲醇的方法，其特征在于，甲醇合成用的是铜系催化剂。
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