CN105732323B - 用焦炉气制备甲醇的系统及用该系统制备甲醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用焦炉气制备甲醇的系统，包括精脱硫系统和转化系统，所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的第一焦炉气压缩机、第一加热炉、精脱硫段、放空口和第一阀门；所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二焦炉气压缩机、第二阀门、第二加热炉和转化段；所述精脱硫系统和转化系统分别独立升温，并且可同时升温，所述精脱硫系统用焦炉气进行升温，所述转化系统用循环氮气进行升温。本发明的用焦炉气制备甲醇的系统和利用该系统的制备方法，可根据工艺要求合理安排升温时间，缩短精脱硫系统与转化系统的开车时间。
Description
技术领域
本发明属于煤化工领域，特别是一种用焦炉气制备甲醇的系统及用该系统制备甲醇的方法。
背景技术
庆华集团用焦炉气制备甲醇的装置是由四川通用设计院设计的15万吨/年焦炉气制甲醇装置，现已连续安全运行多年。这套装置的转化工段采用了换热式转化工艺，原理是：在脱硫合格，按照水汽比配入一定量的水蒸气、并且进行了一定程度的预热后的焦炉气，首先进入换热式转化炉(即，换转炉)的管程，管程里面装有转化触媒，先进行一定程度的甲烷转化反应，然后气体进入了二段炉，在二段炉里面通入一定量的氧气，进行燃烧，提高气体的温度，再在二段炉的触媒层进行深度的甲烷转化反应。利用二段炉出口的高温气体进入换转炉的壳程，给管内的焦炉气传热，提供转化所需要的热量。这套工艺的特点就是安全性能比较高，耗氧少，缺点是流程长，升温过程中散热比较大，特别是开车过程转化炉升温慢，耽误开车时间。
如图1所示，在原设计中，精脱硫系统与转化系统是串接到一起进行氮气升温的，就是用焦炉气压缩机将空分得来的常压氮气，送入精脱硫系统的第一加热炉加热，加热后的氮气对精脱硫段的铁钼预加氢槽、铁钼加氢槽、铁锰脱硫槽(2个)、镍钼加氢槽、氧化锌脱硫槽(2个)进行加热，换热后的氮气进入转化系统，并在转化系统的第二加热炉中升温后，进入转化段的换转炉和二段炉，给转化触媒升温，再次换热后的氮气，从转化末端回到焦炉气压缩机入口进行加压循环。这种设计，在最初开车的时候是可行的，但在装置运行一段时间后，当纯度达到99.99％的氮气经过精脱硫各个槽子时候，吸附了硫的脱硫剂很可能把硫又解析到氮气中，从而带到转化系统，导致转化触媒中毒。所以开车的时候，精脱硫系统只能是用焦炉气压缩机将空分得来的氮气输入第一加热炉升温，并用升温后的氮气给精脱硫系统升温，氮气在精脱硫系统末端放空。待精脱硫系统达到活性温度，切断精脱硫段的氮气供给，循环氮气经第一加热炉加热后，绕过精脱硫段通过精脱硫工序的大副线输入转化系统，并对转化系统进行升温，换热后的氮气再循环到焦压机入口。氮气把转化系统的整体温度升到蒸汽露点温度以上，停止氮气循环，改为蒸汽升温，这时再向精脱硫系统引入焦炉气，并将其通入第一加热炉升温到精脱硫段的工作温度后，将其通入精脱硫段进行脱硫，并在末端放空。直至精脱硫后的焦炉气含硫＜0.1ppm，并且转化炉达到转化温度时，才能把脱硫合格的焦炉气引入转化工序，进行投氧操作。
在这个过程中，转化系统的二段炉是靠焦炉气在氧气中燃烧来提供热量的，要想投氧成功，必须使二段炉炉头温度达到焦炉气的燃点640℃。在用N2升温过程中，当转化系统中转化段的换热式转化炉和二段炉里面的触媒温度达到该压力下蒸汽露点温度(130℃)以上时候，转化工段才能改为蒸汽升温，若未达到蒸汽露点温度就转为蒸汽升温，则蒸汽遇到低于蒸汽露点温度的触媒时会冷凝，从而造成水泡触媒。然而由于氮气的比热比较低，将转化系统的触媒升温到蒸汽露点温度的时间较长，从而造成转化触媒在蒸汽流里面时间过长而导致尖晶石的生成，进而影响其活性。为了避免出现这种情况，不能先用氮气给转化炉升温，只能等到精脱硫系统升温到精脱硫段的活性温度后，才能用氮气给转化系统升温。通过多次开车实践，这种方式有三个弊病：①当精脱硫系统升温的时候，由于氮气的载热能力低，并且空分的氮气量只有8000m3/h，氮气不能循环(氮气多次循环会向转化段引入硫致使转化触媒中毒)，空速很低，传热慢，精脱硫工序的7槽升温很慢；②操作很复杂，难度大；③每次精脱硫系统与转化系统的开车过程持续时间长，达到了40小时以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用焦炉气制备甲醇的系统，该系统可以对精脱硫系统和转化系统独立并同时升温，可根据工艺要求合理安排升温时间，缩短精脱硫系统与转化系统的开车时间。
本发明的目的还在于提供一种用焦炉气制备甲醇的方法，该方法利用上述系统对精脱硫系统和转化系统独立并同时升温，缩短制备时间。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种用焦炉气制备甲醇的系统，包括精脱硫系统和转化系统，所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的第一焦炉气压缩机、第一加热炉和精脱硫段；所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二焦炉气压缩机、第二加热炉和转化段；
所述第一焦炉气压缩机用于向所述精脱硫系统提供焦炉气；
所述第一加热炉接收来自所述第一焦炉气压缩机的焦炉气对其进行加热；
所述精脱硫段接收来自所述第一加热炉的焦炉气；
所述第二焦炉气压缩机用于向所述转化系统提供氮气；
所述第二加热炉接收来自所述第二焦炉气压缩机的氮气并对其进行加热；
所述转化段接收来自所述第二加热炉的氮气并与之热交换后，将其循环至所述第二焦炉气压缩机；
所述精脱硫系统还包括第一阀门，所述第一阀门设置于自所述精脱硫段至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气向所述转化系统的输入；
所述精脱硫系统还设置有放空口，所述放空口设置于自所述精脱硫段至所述第一阀门的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气放空；
所述转化系统还包括第二阀门，所述第二阀门设置于自所述第二焦炉气压缩机至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述第二焦炉气压缩机的氮气向所述第二加热炉的输入。
优选地，所述精脱硫系统还包括精脱硫大副线，所述精脱硫大副线的一端设置于自所述第一加热炉至所述精脱硫段的管线上，另一端设置于自所述第一阀门至所述转化系统的管线上。
优选地，所述第二焦炉气压缩机的氮气来自空分。
本发明还提供一种利用上述的系统用焦炉气制备甲醇的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)精脱硫步骤：焦炉气通入精脱硫系统对其进行升温，继续通入的焦炉气脱硫，并在所述精脱硫段末端的放空口放空，直至精脱硫段末端的焦炉气中含硫量小于0.1ppm；
(2)转化步骤：所述转化步骤包括循环氮气升温步骤、蒸汽升温步骤和转化反应步骤；
循环氮气升温步骤：用循环氮气对转化系统进行升温；
蒸汽升温步骤：转化系统经循环氮气升温至130-200℃后，转为蒸汽升温；
转化反应步骤：转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，引入经过精脱硫的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧。
优选地，所述精脱硫步骤为：关闭第一阀门，焦炉气经第一焦炉气压缩机输入所述第一加热炉中进行加热，加热后的焦炉气输入精脱硫段，对精脱硫段进行加热，继续通入的焦炉气脱硫，并在所述精脱硫段末端的放空口放空，直至精脱硫段末端的焦炉气中含硫量小于0.1ppm。
优选地，所述循环氮气升温步骤为：在第一阀门闭合的状态下打开第二阀门，氮气经第二焦炉气压缩机输入所述第二加热炉中进行加热，加热后的氮气输入所述转化段，对所述转化段进行加热至130-200℃，热交换后的氮气自转化段末端输入所述第二焦炉气压缩机入口，如此循环。
优选地，所述蒸汽升温步骤为：转化系统经循环氮气升温至130-200℃时，切断转化系统的氮气供给，将蒸汽输入转化系统，进行蒸汽升温。
优选地，所述转化反应步骤为：转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，打开第一阀门，引入经过精脱硫的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧。
优选地，所述精脱硫步骤和所述循环氮气升温步骤分别独立进行。
优选地，所述精脱硫步骤和所述循环氮气升温步骤同时进行。
优选地，切断转化系统的氮气供给通过关闭第二阀门或停运第二焦炉气压缩机实现。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的用焦炉气制备甲醇的系统，通过设置一条自第二焦炉气压缩机至转化系统的第二加热炉的管线，及在该管线上设置第二阀门，使所述精脱硫系统用焦炉气进行升温，所述转化系统用循环氮气进行升温，进而使精脱硫系统和转化系统可分别独立地进行升温，互不影响，进一步使精脱硫系统和转化系统可同时升温，也可根据工艺要求合理安排升温时间，这完全不同于现有技术；现有技术中，精脱硫系统和转化系统都是用氮气升温，由于氮气的比热较低，升温较慢，且要分四步进行：①氮气输入精脱硫系统升温至活性温度；②氮气经大副线输入转化系统升温至露点温度及其以上时，转化系统转为蒸汽升温；③焦炉气通入精脱硫系统升温至精脱硫系统的工作温度并脱硫至精脱硫后的焦炉气含硫＜0.1ppm，并且转化系统升温至转化温度；④将脱硫合格的焦炉气引入转化系统，进行投氧操作；由这四步可看出，在进行完步骤②的氮气升温后，步骤①对精脱硫系统升温后的温度已经下降，还需要重新升温，整个升温过程不仅繁琐复杂，而且升温慢，从而使开车时间也较长；而本发明改进后，精脱硫系统和转化系统可分别独立升温，不必像现有技术一样先对精脱硫系统升温、然后对转化系统升温、再对精脱硫系统升温和对焦炉气脱硫，独立升温的实现同时也使两个系统可以同时升温，这显著缩短了升温时间；且焦炉气升温也比氮气升温快，改进后的设计，可显著缩短升温时间和开车时间，提高生产效率，增加收益；而且，焦炉气在检修期间是要放空的，因此本发明用焦炉气代替氮气对精脱硫系统进行升温，并不存在原料气浪费的问题；相反，将原本检修期间只能火炬燃烧排放的焦炉气用于甲醇的制备中，还解决了原料气浪费的问题，节约了成本，提高了经济效益；同时也解决了检修期间焦炉气直接火炬燃烧排放而造成的环境污染问题，更环保；
(2)这种系统的设计，使得整体开车时间缩短，这就使得由于急于加快升温速度而提前将转化系统的氮气升温转换为蒸汽升温的事件减少，进一步避免了由此而造成的水泡触媒现象；
(3)这种系统的设计，杜绝了氮气从精脱硫系统循环至转化系统，避免了循环氮气将从吸附了硫的脱硫剂中解析出的硫携带到转化系统，进一步避免了转化触媒中毒；
(4)虽然用焦炉气对精脱硫系统升温会缩短精脱硫剂的使用寿命，但是从经济利益上考虑，精脱硫剂价格便宜，与节约开车时间所产生的经济效益相比，这种损失使可以忽略不计的；
(5)利用上述系统用焦炉气制备甲醇的方法，同样具有精脱硫系统和转化系统可分别独立升温、可同时升温、开车时间短、生产效率高的优点。
附图说明
图1是现有设计的用焦炉气制备甲醇的系统的示意图；
图2是图1所示系统的温度与升温时间的关系；
图3是本发明实施例1中的用焦炉气制备甲醇的系统的示意图；
图4是图3所示系统的温度与升温时间的关系；
图5是本发明实施例2中的用焦炉气制备甲醇的系统的示意图；
图6是图5所示系统的温度与升温时间的关系。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明技术方案及其效果做进一步说明。以下实施例仅用于说明本发明的内容，并不用于限制本发明的保护范围。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。
现有技术
如图1所示，现有设计用焦炉气制备甲醇的系统，包括顺次连接的精脱硫系统和转化系统；
所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的焦炉气压缩机、第一加热炉、精脱硫段、放空口和第一阀门；
所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二加热炉和转化段。
焦炉气压缩机将空分得来的常压氮气，送入精脱硫系统的第一加热炉加热，加热后的氮气输入精脱硫段对其进行加热，待精脱硫系统达到活性温度，切断精脱硫段的氮气供给，循环氮气经第一加热炉加热后，通过精脱硫大副线输入转化系统，并在转化系统的第二加热炉中升温后，进入转化段给转化段的转化触媒升温，再次换热后的氮气，从转化末端回到焦炉气压缩机入口进行加压循环；转化系统经循环氮气升温至130-200℃时，切断转化系统的氮气供给，将蒸汽输入转化系统(图中未示出)，进行蒸汽升温；然后焦炉气输入精脱硫系统对其进行升温至精脱硫系统达到工作温度；继续通入的焦炉气脱硫；转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，引入脱硫合格的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧。
如图1所示的系统是将精脱硫系统与转化系统串接到一起进行循环氮气升温的，其升温主流程为循环氮气升温，且精脱硫系统和转化系统先后升温。
图1所示系统的温度与升温时间的关系如图2所示：
氮气由压缩机输入第一加热炉经过加热后进入精脱硫段进行升温，因此时经过精脱硫段升温后的氮气里含有硫，不能直接进入转化系统进行升温，只能将氮气在精脱硫段末端放空；待精脱硫段升温至活性温度180℃左右(如图2所示精脱硫曲线的第一个转折点20小时)，精脱硫段停止升温，将经过第一加热炉加热后的氮气通过精脱硫大幅线进入转化系统进行升温，升温时间大约为10小时(如图所示转化曲线的第二个转折点)，即转化温度达到130-200℃的蒸汽露点温度(具体温度视当时转化系统的压力而定，因系统压力不同，蒸汽露点温度不同；压力的微小变化，可引起露点温度的较大变化)；此时转化系统停止氮气升温，改为蒸汽升温，关闭精脱硫大幅线。将压缩机打出的氮气切换成焦炉气，通过第一加热炉加热后送入精脱硫段，再开始给精脱硫段进行升温(如图2所示精脱硫升温曲线的第二个转折点)，将精脱硫段温度升至工作温度300-350℃；而转化系统此时直接由蒸汽持续升温(即转化曲线的第三个转折点)至550℃。
由图2可知，用图1所示现有设计的系统对精脱硫系统与转化系统升温，整体升温时间需要40小时。
实施例1
如图3所示，用焦炉气制备甲醇的系统，包括精脱硫系统和转化系统；所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的第一焦炉气压缩机、第一加热炉和精脱硫段；所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二焦炉气压缩机、第二加热炉和转化段；
所述第一焦炉气压缩机用于向所述精脱硫系统提供焦炉气；
所述第一加热炉接收来自所述第一焦炉气压缩机的焦炉气对其进行加热；
所述精脱硫段接收来自所述第一加热炉的焦炉气；
所述第二焦炉气压缩机用于向所述转化系统提供氮气；
所述第二加热炉接收来自所述第二焦炉气压缩机的氮气并对其进行加热；
所述转化段接收来自所述第二加热炉的氮气并与之热交换后，将其循环至所述第二焦炉气压缩机；
所述精脱硫系统还包括第一阀门，所述第一阀门设置于自所述精脱硫段至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气向所述转化系统的输入；
所述精脱硫系统还设置有放空口，所述放空口设置于自所述精脱硫段至所述第一阀门的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气放空；
所述转化系统还包括第二阀门，所述第二阀门设置于自所述第二焦炉气压缩机至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述第二焦炉气压缩机的氮气向所述第二加热炉的输入。
所述第二焦炉气压缩机的氮气来自空分。
如图3所示系统的升温主流程为：焦炉气对精脱硫系统升温，循环氮气对转化系统升温，二者独立并同时进行升温。
一种利用如图3所示系统用焦炉气制备甲醇的方法，包括以下步骤：
(1)精脱硫步骤：关闭第一阀门，焦炉气经第一焦炉气压缩机输入所述第一加热炉中进行加热，加热后的焦炉气输入精脱硫段，对精脱硫段进行加热(焦炉气经第一焦炉气压缩机输入所述第一加热炉中进行加热，此时的加热温度需按照精脱硫催化剂、脱硫剂的升温要求来调整，即每小时的升温速率为10-15℃/h，加热后的焦炉气输入精脱硫段，对脱硫段进行加热，因此时第一加热炉出来的气体直接进入到了精脱硫段，所以此时的精脱硫段的温度由第一加热炉出口温度决定，即升温速率决定此时精脱硫段的加热温度，精脱硫段最终的升温温度为300-350℃，所以要按照升温速率缓慢的将温度升至300-350℃；期间，虽然精脱硫段的温度由第一加热炉出口温度决定，但是由于焦炉气在第一加热炉加热并输出后还要经过一段管线才能到达精脱硫段，所以第一加热炉出口温度要大于精脱硫段的温度)；继续通入的焦炉气脱硫，并在所述精脱硫段末端的放空口放空，直至精脱硫段末端的焦炉气中含硫量小于0.1ppm；
(2)转化步骤：所述转化步骤包括循环氮气升温步骤、蒸汽升温步骤和转化反应步骤；
循环氮气升温步骤：在第一阀门闭合的状态下打开第二阀门，氮气经第二焦炉气压缩机输入所述第二加热炉中进行加热(同样，转化段的温度由第二加热炉出口温度决定，但是由于氮气在第二加热炉加热并输出后还要经过一段管线才能到达转化段，所以第二加热炉出口温度要大于转化段的温度)，加热后的氮气输入所述转化段，对所述转化段进行加热至130-200℃，热交换后的氮气自转化段末端输入所述第二焦炉气压缩机入口，如此循环；
蒸汽升温步骤：转化系统经循环氮气升温至130-200℃时，切断转化系统的氮气供给，将蒸汽输入转化系统(图中未示出)，进行蒸汽升温；
转化反应步骤：转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，打开第一阀门，引入经过精脱硫的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧(图中未示出)。
图3所示系统的温度与升温时间的关系如图4所示：
精脱硫系统和转化系统单独升温，两者在升温过程对升温介质使用不一样；精脱硫系统采用焦炉气进行升温，首先焦炉气由第一焦炉气压缩机送入第一加热炉进行升温，按照升温速率10-15℃/h的要求，送入精脱硫段并对其持续升温至300-350℃，在精脱硫段末端放空，所以在图4的精脱硫曲线中就没有转折点；而转化系统的升温，首先由第二焦炉气压缩机将氮气打出，经过图3所示的第二阀门进入转化系统进行升温(图3中第一阀门处于关闭状态)，经过转化末端后通过再循环的方式，将转化段末端的氮气再送入第二焦炉气压缩机进行循环升温；将转化温度升至蒸汽的露点温度130-200℃后(即图4中转化升温曲线的第二个转折点)，停止转化系统的氮气升温转为蒸汽升温。转化系统蒸汽升温至550-650℃。其中，转化系统的升温温度用转化系统中二段炉的炉头温度来表示。
图4中转化升温曲线的第一个转折点解释如下：因精脱硫和转化系统在升温过程中，所有的阀门都需要去现场操作，而我公司也是将精脱硫和转化这两个工段作为一个岗位操作，在操作精脱硫工段的升温过程中，就不可避免的将转化升温先放一放，直到将整个精脱硫系统的流程打通后才可对转化系统再进行操作，所以将转化的升温时间安排在精脱硫升温的4小时以后。同时，因为转化系统中换转炉的构造是由144根列管组成，温度传递比较慢，而图4中的温度曲线反应的是二段炉的炉头温度，因此当温度从换转炉传递到二段炉的炉头温度时就表现出时间延后的现象，这也是转化曲线第一转折点的另一个原因。
由图4可知，用图3所示的系统对精脱硫系统与转化系统升温，整体升温时间只需要24小时，相对于图1、2所示现有技术的系统，用图3所示的系统来进行升温，每次开车将节约16个小时的升温时间，转化为正常生产，可以生产156吨甲醇(庆华公司现有负荷)，即可为公司增加31.2万元的经济价值。
实施例2
如图5所示，用焦炉气制备甲醇的系统，在实施例1中图3所示系统的基础上，还设置有精脱硫大副线，所述精脱硫大副线的一端设置于自所述第一加热炉至所述精脱硫段的管线上，另一端设置于自所述第一阀门至所述转化系统的管线上。
图5所示的系统与实施例1中图3所示系统的升温过程一致。由于图5是在图1所示现有设计的基础上得来的，而图1所示现有设计中包含有精脱硫大副线，而精脱硫大副线的管线不容易去除，因此，为了在对现有设计进行改进时简化操作步骤，而并未去除现有设计的精脱硫大副线。
由图6可知，用图5所示的系统对精脱硫系统与转化系统升温，整体升温时间只需要24小时，相对于图1、2所示现有技术的系统，用图5所示的系统来进行升温，每次开车将节约16个小时的升温时间，转化为正常生产，可以生产156吨甲醇(庆华公司现有负荷)，即可为公司增加31.2万元的经济价值。
Claims (9)
1.一种用焦炉气制备甲醇的系统，包括精脱硫系统和转化系统，其特征在于，
所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的第一焦炉气压缩机、第一加热炉和精脱硫段；所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二焦炉气压缩机、第二加热炉和转化段；
所述第一焦炉气压缩机用于向所述精脱硫系统提供焦炉气；
所述第一加热炉接收来自所述第一焦炉气压缩机的焦炉气对其进行加热；
所述精脱硫段接收来自所述第一加热炉的焦炉气；
所述第二焦炉气压缩机用于向所述转化系统提供氮气；
所述第二加热炉接收来自所述第二焦炉气压缩机的氮气并对其进行加热；
所述转化段接收来自所述第二加热炉的氮气并与之热交换后，将其循环至所述第二焦炉气压缩机；
所述精脱硫系统还包括第一阀门，所述第一阀门设置于自所述精脱硫段至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气向所述转化系统的输入；
所述精脱硫系统还设置有放空口，所述放空口设置于自所述精脱硫段至所述第一阀门的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气放空；
所述转化系统还包括第二阀门，所述第二阀门设置于自所述第二焦炉气压缩机至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述第二焦炉气压缩机的氮气向所述第二加热炉的输入。
2.一种利用权利要求1所述的系统用焦炉气制备甲醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)精脱硫步骤：焦炉气通入精脱硫系统对其进行升温，继续通入的焦炉气脱硫，并在所述精脱硫段末端的放空口放空，直至精脱硫段末端的焦炉气中含硫量小于0.1ppm；
(2)转化步骤：所述转化步骤包括循环氮气升温步骤、蒸汽升温步骤和转化反应步骤；
循环氮气升温步骤：用循环氮气对转化系统进行升温；
蒸汽升温步骤：转化系统经循环氮气升温至130-200℃后，转为蒸汽升温；
转化反应步骤：转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，引入经过精脱硫的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧；其中，
所述精脱硫系统包括顺次由管线相连接的第一焦炉气压缩机、第一加热炉和精脱硫段；所述转化系统包括顺次由管线相连接的第二焦炉气压缩机、第二加热炉和转化段；
所述第一焦炉气压缩机用于向所述精脱硫系统提供焦炉气；
所述第一加热炉接收来自所述第一焦炉气压缩机的焦炉气对其进行加热；
所述精脱硫段接收来自所述第一加热炉的焦炉气；
所述第二焦炉气压缩机用于向所述转化系统提供氮气；
所述第二加热炉接收来自所述第二焦炉气压缩机的氮气并对其进行加热；
所述转化段接收来自所述第二加热炉的氮气并与之热交换后，将其循环至所述第二焦炉气压缩机；
所述精脱硫系统还包括第一阀门，所述第一阀门设置于自所述精脱硫段至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气向所述转化系统的输入；
所述精脱硫系统还设置有放空口，所述放空口设置于自所述精脱硫段至所述第一阀门的管线上，用于控制来自所述精脱硫段的焦炉气放空；
所述转化系统还包括第二阀门，所述第二阀门设置于自所述第二焦炉气压缩机至所述第二加热炉的管线上，用于控制来自所述第二焦炉气压缩机的氮气向所述第二加热炉的输入。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述精脱硫步骤为：关闭第一阀门，焦炉气经第一焦炉气压缩机输入所述第一加热炉中进行加热，加热后的焦炉气输入精脱硫段，对精脱硫段进行加热；继续通入的焦炉气脱硫，并在所述精脱硫段末端的放空口放空，直至精脱硫段末端的焦炉气中含硫量小于0.1ppm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述循环氮气升温步骤为：在第一阀门闭合的状态下打开第二阀门，氮气经第二焦炉气压缩机输入所述第二加热炉中进行加热，加热后的氮气输入所述转化段，对所述转化段进行加热至130-200℃，热交换后的氮气自转化段末端输入所述第二焦炉气压缩机入口，如此循环。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述蒸汽升温步骤为：转化系统经循环氮气升温至130-200℃时，切断转化系统的氮气供给，将蒸汽输入转化系统，进行升温。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转化反应步骤为：转化系统经蒸汽升温至550-650℃时，打开第一阀门，引入经过精脱硫的焦炉气，再引入氧气点燃燃烧。
7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，
所述精脱硫步骤和所述循环氮气升温步骤分别独立进行。
8.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，所述精脱硫步骤和所述循环氮气升温步骤同时进行。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，切断转化系统的氮气供给通过关闭第二阀门或停运第二焦炉气压缩机实现。
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Citations (4)
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| CN1903723A (zh) * | 2006-08-15 | 2007-01-31 | 北京科技大学 | 一种利用冶金废气生产液氨、尿素及甲醇的生产方法 |
| CN101096331A (zh) * | 2007-07-10 | 2008-01-02 | 庞玉学 | 以焦炉气为原料一体化生产液氨和甲醇和/或二甲醚的方法 |
| CN101239887A (zh) * | 2008-02-01 | 2008-08-13 | 七台河宝泰隆煤化工有限公司 | 焦炉煤气制甲醇合成尾气联产煤焦油加氢制取油品工艺 |
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