CN103524300B - 水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法 - Google Patents

水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法 Download PDF

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Abstract

水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，本发明涉及甲醇的生产方法。本发明是要解决现有的焦炉煤气生产甲醇的过程中没有合适的燃料气替代弛放气做为预热炉的加热燃料的技术问题。本方法：将水煤气和焦炉气通入气柜，通入湿法脱硫塔粗脱硫，然后再经预脱硫塔、铁钼转化器、钴钼转化器、氧化铁脱硫器的连续精脱硫，接着将精脱硫后的混合气体分成两部分，其中第一部分混合气体通入预热炉内升温，然后进入转化炉转化，得到合成气；第二部分混合气体引入到预热炉的燃烧器内，点火燃烧作为预热炉的燃料；合成气送入合成塔，合成的甲醇冷却分离后液相经精馏后得到甲醇产品，分离后气相送至煤焦油加氢变压吸附装置，回收氢气。本法用于水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇。

Description

水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法
技术领域
本发明涉及甲醇的生产方法。
背景技术
采用焦炉煤气生产甲醇的过程是：焦炉煤气通入气柜中，再经风机送入湿法脱硫塔粗脱硫；然后再经压缩机压缩后、经预脱硫塔、钴钼转化器、氧化铁脱硫器处理进行精脱硫，然后经预热炉预热、转化炉部分氧化、再加压后，进入合成塔合成甲醇、得到粗甲经冷却分离后，液相经精馏处理，得到甲醇产品，气相的85%返回至合成段进行循环利用，而余下的15%为弛放气，做为预热炉的加热介质通入预热炉燃烧放热，其工艺流程框图如附图1所示。在此焦炉煤气生产甲醇的过程中，弛放气作为预热炉的燃料来产生热量，由于弛放气中含氢80%以上，而氢气又是煤焦油加氢环节的重要原料，弛放气须全部供给煤焦油加氢装置才能保证煤焦油加氢的满负荷生产。目前弛放气既要供给煤焦油加氢装置，又要作为预热炉的燃料，两者难以兼顾成为困扰现有焦炉煤气生产甲醇的难点。
发明内容
本发明是要解决现有的焦炉煤气生产甲醇的过程中没有合适的燃料气替代弛放气做为预热炉的加热燃料的技术问题，而提供一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法。
本发明的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，具体按以下步骤进行：
一、将水煤气发生炉产出的水煤气通入气柜中，与通入气柜的焦炉气在气柜内混合，得到混合气体，其中混合气体中水煤气的体积百分比为15%～30%；
二、将气柜中的混合气体经风机加压至表压为20～30KPa，进入湿法脱硫塔，与脱硫液贫液逆向接触，将混合气体中的硫化氢脱除到20mg/L以下；
三、将经步骤二处理的混合气体经压缩机加压到表压为2.2～2.8MPa，经预脱硫塔、铁钼转化器、钴钼转化器、氧化铁脱硫器的连续精脱硫，将混合气体的总硫含量脱至小于0.1ppm；
四、将经步骤三处理的混合气体分成两部分，其中第一部分混合气体通入预热炉；第二部分混合气体引入到预热炉的燃烧器内，点火燃烧作为预热炉的燃料；其中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为10～15：1，预热炉内混合气体升温至600～620℃，然后进入转化炉，将混合气体中的甲烷转化成一氧化碳和氢气，得到合成气；
五、步骤四得到的合成气经合成压缩机加压到表压为3.2～3.8MPa，送入合成塔，在合成甲醇触媒的作用下合成甲醇，合成塔出口气体温度控制在280～300℃，气体冷却分离后的液相为粗甲醇，粗甲醇再经过精馏后，得到甲醇产品；气体冷却分离后的气相的体积的85%返回至合成压缩机循环，气相的体积的15%送至煤焦油加氢变压吸附装置，回收得到氢气。
本发明改变了常规的以富含80%氢气的弛放气做为预热炉做为燃料的做法，而是将廉价的水煤气应用到生产甲醇过程中，取部分水煤气与焦炉气的混合气做为预热炉燃料，而将甲醇合成塔的弛放气用来提取氢气，通过合理选择用于作为燃料气的混合气及作为合成气的混合气体的比例，使作为燃料气部分所释放的能力恰恰满足被加热气体的要求，使经济效益提高15%～40%，收到良好的效果。本发明的方法节约了保贵的富氢气源，收到了良好的效果，并且预热炉内的烧嘴不需要做任何改动，就可以直接采用焦炉煤气与水煤气混合燃料供预热炉使用。
本发明采用水煤气与焦炉气混合气体作为甲醇的生产原料，既保证了甲醇的生产质量和纯度，又能有效的控制生产成本。同时利用水煤气与焦炉气混合气体给预热炉升温，保证提供预热炉反应所需的足够热值，又能避免单独使用焦炉气或水煤气热值过高或过低，预热炉温度不达标的问题。
附图说明
图1是现有技术的工艺流程示意图；
图2是具体实施方式一的工艺流程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，具体按以下步骤进行：
一、将水煤气发生炉产出的水煤气通入气柜中，与通入气柜的焦炉气在气柜内混合，得到混合气体，其中混合气体中水煤气的体积百分比为15%～30%；
二、将气柜中的混合气体经风机加压至表压为20～30KPa，进入湿法脱硫塔，与脱硫液贫液逆向接触，将混合气体中的硫化氢脱除到20mg/L以下；
三、将经步骤二处理的混合气体经压缩机加压到表压为2.2～2.8MPa，经预脱硫塔、铁钼转化器、钴钼转化器、氧化铁脱硫器的连续精脱硫，将混合气体的总硫含量脱至小于0.1ppm；
四、将经步骤三处理的混合气体分成两部分，其中第一部分混合气体通入预热炉；第二部分混合气体引入到预热炉的燃烧器内，点火燃烧作为预热炉的燃料；其中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为10～15：1，预热炉内混合气体升温至600～620℃，然后进入转化炉，将混合气体中的甲烷转化成一氧化碳和氢气，得到合成气；
五、步骤四得到的合成气经合成压缩机加压到表压为3.2～3.8MPa，送入合成塔，在合成甲醇触媒的作用下合成甲醇，合成塔出口气体温度控制在280～300℃，气体冷却分离后的液相为粗甲醇，粗甲醇再经过精馏后，得到甲醇产品；气体冷却分离后的气相的体积的85%返回至合成压缩机循环，气相的体积的15%送至煤焦油加氢变压吸附装置，回收得到氢气。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中水煤气的体积百分比组成为：一氧化碳为40%～50%、氢气为32～38%，二氧化碳16～20%，其余为杂质。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二中将气柜中的混合气体经风机加压至表压为25～28KPa。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中的脱硫液为纯碱。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三中混合气体经压缩机加压到表压为2.5～2.7MPa。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中混合气体的总硫含量脱至0.05ppm。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤四中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为12～13：1。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中第一部分混合气体通入预热炉内升温至610～615℃。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五中合成气加压到表压为3.4～3.6MPa。其他与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤五中合成塔出口温度控制在285～295℃。其他与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤五中合成塔触媒为铜基催化剂。其他与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是步骤五中合成气的组成按体积百分比为60～65%的氢气、20～30%的一氧化碳和余量的杂质。其他与具体实施方式一至十一之一相同。
本实施方式中所述的杂质为甲烷和氮气。
用以下试验验证本发明的有益效果：
试验1：本试验1的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，具体按以下步骤进行：
一、将水煤气发生炉产出的水煤气通入气柜中，与通入气柜的焦炉气在气柜内混合，得到混合气体，其中混合气体中水煤气的体积百分比为25%；
其中水煤气的体积百分比组成为：一氧化碳为45%、氢气为35%，二氧化碳为18%，其余为杂质；
二、将气柜中的混合气体经风机加压至表压为20KPa，进入湿法脱硫塔，与脱硫液纯碱贫液逆向接触，将混合气体中的硫化氢脱除到9mg/L；
三、将经步骤二处理的混合气体经压缩机加压到表压为2.5MPa，经预脱硫塔、铁钼转化器、钴钼转化器、氧化铁脱硫器的连续精脱硫，将混合气体的总硫含量脱至0.08ppm；
四、将经步骤三处理的混合气体分成两部分，其中第一部分混合气体通入预热炉；第二部分混合气体引入到预热炉的燃烧器内，点火燃烧作为预热炉的燃料；其中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为10：1，预热炉内混合气体升温至620℃，然后进入转化炉，将混合气体中的甲烷转化成一氧化碳和氢气，得到合成气，合成气中氢气的体积百分比为60%，一氧化炭为30%，氮气为5%，甲烷为5%；
五、步骤四得到的合成气加压到3.5MPa，送入合成塔，在触媒铜基催化剂的作用下合成甲醇，合成塔出口气体温度控制在290℃，气体冷却分离后的液相为粗甲醇，粗甲醇再经过精馏后，得到甲醇产品；气体冷却分离后的气相的体积的85%返回至合成压缩机循环，气相的体积的15%送至煤焦油加氢变压吸附装置，回收得到氢气。
本试验1改变了常规的以富含80%氢气的弛放气做为预热炉做为燃料的做法，而是将廉价的水煤气应用到生产甲醇过程中，取部分水煤气与焦炉气的混合气做为预热炉燃料，而将甲醇合成塔的弛放气用来提取氢气，通过合理选择用于作为燃料气的混合气及作为合成气的混合气体的比例，使作为燃料气部分所释放的能力恰恰满足被加热气体的要求，使经济效益提高30%，若按此计算，一年可多产出6千万左右的经济效益，相当可观，收到良好的效果。本试验的方法节约了保贵的富氢气源，收到了良好的效果，并且预热炉内的烧嘴不需要做任何改动，就可以直接采用焦炉煤气与水煤气混合燃料供预热炉使用，对原有的工艺设备基础上改动方便。

Claims (9)

1.一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
一、将水煤气发生炉产出的水煤气通入气柜中，与通入气柜的焦炉气在气柜内混合，得到混合气体，其中混合气体中水煤气的体积百分比为15％～30％；
二、将气柜中的混合气体经风机加压至表压为20～30KPa，进入湿法脱硫塔，与脱硫液贫液逆向接触，将混合气体中的硫化氢脱除到20mg/L以下；
三、将经步骤二处理的混合气体经压缩机加压到表压为2.2～2.8MPa，经预脱硫塔、铁钼转化器、钴钼转化器和氧化铁脱硫器的连续精脱硫，将混合气体的总硫含量脱至小于0.1ppm；
四、将经步骤三处理的混合气体分成两部分，其中第一部分混合气体通入预热炉；第二部分混合气体引入到预热炉的燃烧器内，点火燃烧作为预热炉的燃料；其中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为10～15：1，预热炉内混合气体升温至600～620℃，然后进入转化炉，将混合气体中的甲烷转化成一氧化碳和氢气，得到合成气；
五、步骤四得到的合成气经合成压缩机加压到表压为3.2～3.8MPa，送入合成塔，在合成甲醇触媒的作用下合成甲醇，合成塔出口气体温度控制在280～300℃，气体冷却分离后的液相为粗甲醇，粗甲醇再经过精馏后，得到甲醇产品；气体冷却分离后的气相的体积的85％返回至合成压缩机循环，气相的体积的15％送至煤焦油加氢变压吸附装置，回收得到氢气。
2.根据权利要求1所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤一中水煤气的体积百分比组成为：一氧化碳为40％～50％、氢气为32％～38％，二氧化碳16％～20％，其余为杂质。
3.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤二中将气柜中的混合气体经风机加压至表压为25～28KPa。
4.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤二中的脱硫液为纯碱。
5.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤三中混合气体经压缩机加压到表压为2.5～2.7MPa。
6.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤三中混合气体的总硫含量脱至0.05ppm。
7.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤四中第一部分混合气体与第二部分混合气体的体积比为12～13：1。
8.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤四中第一部分混合气体通入预热炉内升温至610～615℃。
9.根据权利要求1或2所述的一种水煤气与焦炉煤气共同生产甲醇的方法，其特征在于步骤五中合成塔触媒为铜基催化剂。
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