CN101693837B - 焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，属有机化工技术领域，用于解决焦炉煤气制甲醇合成弛放气未能有效利用问题。技术方案是：它将焦炉煤气制甲醇***所产生的甲醇合成弛放气全部回收至混合罐，将混合罐内通入焦炉煤气使弛放气与焦炉煤气充分混合形成混合气，将上述混合气作为燃料加热焦炉。本发明方法主要特点如下：1.有效利用弛放气，避免弛放气放散或燃烧而造成环境污染，并可增加企业效益；2.以所述混合气替代焦炉煤气燃烧加热焦炉，在满足焦炉生产要求的同时，可改善焦炉高向加热和焦炉炉体温度的均匀性，提高焦炭质量；3.将用弛放气替换出的这部分焦炉煤气用于生产甲醇***，作为增产甲醇的原料气，可进一步增加企业收益。

Description

焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种气体回收技术，特别是煤化工领域利用焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，属有机化工技术领域。
背景技术
在焦化行业为解决焦炉煤气使用问题，部分企业采用以焦炉煤气制甲醇的方式合理利用资源。目前焦化企业用焦炉煤气制甲醇采用的是加压催化部分氧化法，工艺过程为：用湿法、干法脱硫，把总硫脱除到0.1ppm后，焦炉煤气中含有一定的甲烷(CH4)，使CH4在催化剂作用和高温加压的条件下，用纯氧进行氧化，把CH4转化成CO和CO2，然后进行合成，将焦炉煤气(成分为H2：50～60％，CO：4～9％，CO2：1.4～3.5％，CH4：19～28％，N2：3～12％，CmHn：2～4％)中的CO、CO2、H2和甲烷转化成的CO和CO2一起进入到合成***，在一定温度、压力和催化剂的作用下使之生成甲醇气，同时生成弛放气。这种常规方法存在的问题是：焦炉气氢碳比高，最终必然会产生大量的弛放气。合成甲醇的理论碳比(H2/C)为2，氢多碳少是焦炉煤气用转化法制甲醇的先天性缺陷，通常1m3焦炉气约产生0.28m3弛放气，弛放气的组成中含有H2、CO、CO2、CH4、N2，弛放气在工业化生产中多采用放散或用火炬烧掉，因而造成环境污染，也有将弛放气用于锅炉的燃料气，但因为弛放气热值低、操作不安全。
目前，有些焦化企业正在开发补碳方法提高甲醇产量，通常采用以下三种方式：1.从其它烟气中回收CO2补充到合成炉入口，CO2和H2合成为甲醇，但要求CO2纯度高工艺复杂、投资大、收效低；2.直接采用较纯的CO2，但必须增加一套完整的CO2气化加压装置，收效也不明显；3.采用煤气化方法，使煤通过气化炉进行气化，产生的气体进行补碳，但因气化后煤气须进行一系列的净化，虽然能达到补碳的目的，但投资大，工艺较复杂，补充适量的CO2气仍会产生一定的弛放气。
综上所述，焦炉煤气制甲醇氢多碳少必将产生一定的弛放气，由于弛放气中仍含有一定的CO、CO2，造成减少甲醇产量是先天性缺陷，弛放气未能找到有效利用的途径，给企业造成一定的损失。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术的缺陷而提供一种回收弛放气与焦炉煤气混合，代替焦炉煤气加热焦炉的煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法。
本发明所述方法是由以下技术方案解决的：
一种焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，其特别之处是：它将焦炉煤气制甲醇***所产生的甲醇合成弛放气全部回收至混合罐，将混合罐内通入焦炉煤气使弛放气与焦炉煤气充分混合形成混合气，将上述混合气作为燃料加热焦炉。
上述焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，所述混合气中甲醇合成弛放气占混合气的比例为10～27.6％。
上述焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，所述混合气体的成分如下：H2：58.729～62.388％、CO：7.195～7.281％、CO2：2.901～3.026％、CH4：19.607～23.792％、N2：4.746～5.724％、CmHn：2.06～2.551％。
上述焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，所述混合气用于加热焦炉时，混合气压力为6～9kpa。流量为49000～52000m3/h。
本发明方法针对现有焦炉煤气制甲醇合成弛放气未能有效利用的问题进行了改进，通过对当前焦炉气制甲醇技术焦炉煤气转化、合成中的特性及焦炉煤气和弛放气组成的研究探索，提出对弛放气进行综合利用的方法。该方法将焦炉煤气制甲醇产生的弛放气回收，按照一定比例与焦炉煤气掺混形成的适合加热焦炉的混合气体，以所述混合气替代焦炉煤气加热焦炉。本发明方法主要特点如下：1.有效利用弛放气，避免弛放气放散或燃烧而造成环境污染，并可增加企业效益；2.以所述混合气替代焦炉煤气燃烧加热焦炉，在满足焦炉生产要求的同时，可改善焦炉高向加热和焦炉炉体温度的均匀性，提高焦炭质量；3.将用弛放气替换出的这部分焦炉煤气用于生产甲醇***，作为增产甲醇的原料气，可进一步增加企业收益。经测算，将本发明方法应用于20万吨/年的焦炉煤气制甲醇***，年可增产甲醇约3万吨，年创效益约可达5000多万元。
具体实施方式
本发明核心技术是将焦炉煤气制甲醇时产生的弛放气全部回收，再按照一定的比例与焦炉煤气混合后用于焦炉加热。
焦炉煤气用转化法制甲醇必然会产生大量的弛放气，本发明因能有效回收利用弛放气，在一定程度上可以适当增大弛放气量，相当于提高有效气体的分压，有利于提高转化及合成率。与焦炉煤气相比，弛放气燃值低并含有一定量惰性气体。焦炉煤气用于加热焦炉时，其燃值为17585KJ/m3，焦炉设计要求焦炉煤气最低燃值不低于15910KJ/m3，本发明根据焦炉设计要求，将焦炉煤气和弛放气混合，所述混合气中甲醇合成弛放气占混合气的比例为10～27.6％(体积比)时，其燃值不低于15910KJ/m3，因此可以保证焦炉的正常运行。焦炉使用混合气后，通过增加焦炉加热的总流量弥补燃料燃值降低的影响，同时增加焦炉地下室煤气管道压力，使煤气管道压力分布均向两端增加，边炉煤气流量增加，提高和改善边炉的温度。此外，混合气中增大了惰性气体的含量，根据扩散燃烧理论和焦炉煤气燃烧特点，可提高混合气燃烧时火焰长度，起到拉长火焰的效果，提高焦炉高向加热水平，从而提高焦炉温度的均匀性。由于在焦炉燃料中添加了甲醇合成弛放气，置换出部分焦炉煤气，将置换出的这部分焦炉煤气用于生产甲醇，形成闭路循环。焦炉煤气含碳高，同时起到补碳的作用，提高甲醇的产量。
根据常规技术，甲醇合成弛放气的成分一般为：H2：60～80％，CO 5～21％，CO2：3～8％，CH4：0.5～4％，N2：2～12％，CmHn：0.02～0.2％(CmHn指气体中除CH4以外的含C有机组分)；焦炉煤气的成分为：H2：50～60％，CO：4～9％，CO2：1.4～3.5％，CH4：19～28％，N2：3～12％，CmHn：2～4％。为保证混合气低燃值不低于15910KJ/m3，本发明技术混合气体的成分为：H2：58.729～62.388％、CO：7.195～7.281％、CO2：2.901～3.026％、CH4：19.607～23.792％、N2：4.746～5.724％、CmHn：2.06～2.551％。进入混合罐中的甲醇合成弛放气压力为0.015～0.02Mpa，温度≤40℃；进入混合罐中的焦炉煤气压力为0.003～0.012Mpa。
以下给出几个具体的实施例：
实施例1：将焦炉煤气制甲醇合成弛放气和焦炉煤气引入混合罐，进入混合罐中的甲醇合成弛放气压力为0.015Mpa，温度≤40℃；进入混合罐中的焦炉煤气压力为0.003Mpa。其中甲醇合成弛放气占混合气体的比例为10％，所述混合气成分为：H2：58.729、CO：7.281、CO22.901、CH4：23.792、N2：4.746、CmHn：2.551。将上述混合气体引入焦炉加热***，混合气压力为6kPa，流量为49000m3/h，分烟道吸力为204Pa，焦炉地下室煤气管道452Pa。
实施例2：将焦炉煤气制甲醇合成弛放气和焦炉煤气引入混合罐，进入混合罐中的甲醇合成弛放气压力为0.018Mpa，温度≤40℃，进入混合罐中的焦炉煤气压力为0.008Mpa。其中甲醇合成弛放气占混合气体的比例为23.3％，所述混合气成分为：H2：61.50，CO：7.216，CO2：2.995，CH4：20.63，N2：5.485，CmHn：2.174；将上述混合气体引入焦炉加热***，混合气压力为6.8kPa，流量为51400m3/h，分烟道吸力为211Pa，焦炉地下室煤气管道523Pa。
实施例3：将焦炉煤气制甲醇合成弛放气和焦炉煤气引入混合罐，进入混合罐中的甲醇合成弛放气压力为0.02Mpa，温度≤40℃，进入混合罐中的焦炉煤气压力为0.012Mpa。其中甲醇合成弛放气占混合气体的比例为27.6％，所述混合气成分为：H2：62.388，CO：7.195，CO2：3.026，CH4：19.607，N2：5.724，CmHn：2.06；将上述混合气体引入焦炉加热***，混合气压力为9kPa，流量为52000m3/h，分烟道吸力为215Pa，焦炉地下室煤气管道550Pa。

Claims (2)

1.一种焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，其特征在于：它将焦炉煤气制甲醇***所产生的甲醇合成弛放气全部回收至混合罐，将混合罐内通入焦炉煤气使弛放气与焦炉煤气充分混合形成混合气，将上述混合气作为燃料加热焦炉，所述混合气中甲醇合成弛放气占混合气的比例为10～27.6％，所述混合气体的成分如下：H2：58.729～62.388％、CO：7.195～7.281％、CO2：2.901～3.026％、CH4：19.607～23.792％、N2：4.746～5.724％、CmHn：2.06～2.551％，其中CmHn指气体中除CH4以外的含C有机组分。
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气制甲醇合成弛放气回收利用方法，其特征在于：所述混合气用于加热焦炉时，混合气压力为6～9k Pa ；流量为49000～52000m3/h。 
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