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1焦爐煤氣制甲醇技術(shù)的應(yīng)用近況
曲靖大為煤制氣有限公司8萬噸/年焦爐煤氣制甲醇裝置和建滔(河北)焦化有限公司10萬噸/年焦爐煤氣制甲醇裝置的相繼投產(chǎn)，使得不少焦化企業(yè)開始考慮其焦爐氣的利用問題。尤其是那些沒有進行焦爐煤氣綜合利用導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益下滑的獨立焦化廠，已經(jīng)出現(xiàn)了虧損，不得不面對要否制取甲醇的選擇。
當然，總的來說焦爐煤氣可以用來發(fā)電、制取甲醇或合成氨及其他產(chǎn)品。但就現(xiàn)在的市場和社會環(huán)境來看，生產(chǎn)甲醇和合成氨才是經(jīng)濟效益較好的方案。但其中焦爐煤氣制合成氨的流程較長，投資和消耗都比較高。同時焦爐氣制甲醇的成本遠較其他原料制甲醇的成本要低，因此焦爐煤氣生產(chǎn)甲醇的方案在目前是一個較好的選擇。
2焦爐煤氣制甲醇在工程上需要考慮的問題
2.1 焦爐煤氣制甲醇的特點
由焦爐煤氣生產(chǎn)甲醇的關(guān)鍵是將焦爐煤氣中的甲烷轉(zhuǎn)化為氫和一氧化碳。我院經(jīng)過多年的摸索和研究，開發(fā)了純氧部分氧化制甲醇的技術(shù)。該技術(shù)的主要特點是:
2.1.1 煤氣成分復(fù)雜:焦爐煤氣是焦炭生產(chǎn)過程中煤炭干餾后產(chǎn)生的混合氣體。干餾溫度一般為550~650℃，氣體成分非常復(fù)雜，煤氣中除含有H2、CO、CO2、CH4、N2、O2、CnHm外，還有大量的H2S、COS、CS2、噻吩、硫醇、硫醚、HCN、NH3、萘、苯、焦油。一般焦化廠流程設(shè)置中，一般只對H2S、NH3、萘、苯、焦油有一定的要求，對其它雜質(zhì)不進行控制，焦化廠的常規(guī)流程是焦爐氣經(jīng)過冷凝鼓風、電捕、脫硫、脫氨、脫苯，送出界區(qū)。但是作為甲醇原料氣，除除去H2S、NH3、萘、苯、焦油外，還需將COS、CS2、噻吩、硫醇、硫醚全部脫除，否則后續(xù)的催化劑就會中毒。
2.1.2 工藝簡單實用:純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝中的轉(zhuǎn)化爐不需要由特殊鋼材制造的轉(zhuǎn)化爐管，一臺轉(zhuǎn)化爐即可滿足要求，其結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)蒸汽轉(zhuǎn)化的二段爐，結(jié)構(gòu)簡單，流程短。采用純氧自熱式部分氧化轉(zhuǎn)化，避免了蒸汽轉(zhuǎn)化外部間接加熱的形式，反應(yīng)速度比蒸汽轉(zhuǎn)化快，有利于強化生產(chǎn)，燃料氣消耗低，焦爐煤氣利用率高。
2.1.3 配套技術(shù)成熟:我院針對焦爐氣的特點，就其凈化工藝做了針對性設(shè)計，從而滿足了甲醇合成的要求，所采用的都是國內(nèi)十分成熟的技術(shù)。
2.1.4 能源利用充分:催化轉(zhuǎn)化副產(chǎn)的蒸汽可以直接用于轉(zhuǎn)化工藝中。
2.1.5 完全立足于國內(nèi):從工藝角度的成熟角度來看，催化轉(zhuǎn)化工藝及設(shè)備是成熟的，現(xiàn)已開車的兩個裝置均能穩(wěn)定生產(chǎn)。所有設(shè)備都在國內(nèi)制造。應(yīng)當說這是一項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全國產(chǎn)技術(shù)。
2.2 焦爐煤氣制甲醇需進一步改善的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
2.2.1 壓縮機離心式壓縮機機型的研制和開發(fā)
焦爐煤氣的壓縮機的選擇可選的機型有:往復(fù)式壓縮機、螺桿式壓縮機、離心壓縮機。大型裝置中如果能解決離心壓縮機的堵塞問題，將是一個不錯的選擇，螺桿式壓縮機由于有高溫結(jié)焦的問題，影響長周期運行的穩(wěn)定性，而且機組要從國外引進。往復(fù)式壓縮機在運行過程中，有堵塞氣閥的問題，需要定期進行檢修，因此必須考慮設(shè)置備機。從價格上講國內(nèi)幾種壓縮機的價格往復(fù)式壓縮機是最低的。
沈鼓為北臺鋼鐵公司焦爐煤氣供北臺化肥廠開發(fā)了一臺焦爐煤氣離心壓縮機組，現(xiàn)已經(jīng)過了機械運轉(zhuǎn)試驗，已運至現(xiàn)場安裝。焦爐煤氣中含有焦油、萘、苯等雜質(zhì)，雖然壓縮機缸體內(nèi)采用了噴水技術(shù)，但壓縮機內(nèi)的過流元件如葉輪、隔板在此硫含量下的材料適用性等，有待于裝置開車后考察。
DFT-800合成氨、尿素、甲醇在線分析系統(tǒng)
>合成氨氣體監(jiān)測工藝點及系統(tǒng)選型表
序號
檢測點
被測成分
典型量程
T1
半水煤氣
CO/CO2/CH4/H2/O2
40%，10%，2%，40%，2%
T2
脫硫塔入口
H2S
0-5000PPM
T3
脫硫塔出口
H2S
0-200ppm
T4
中變出口
CO
0-5%
T5
低變出口
CO
0-1%
T6
脫碳出口
CO2
0-2%
T7
精脫*
H2S
0-10ppm
T8
精煉其出口
CO2
0-50ppm
CO2
0-50ppm
T9
合成塔入口新鮮氣
H2
50-80%
T10
合成循環(huán)氣
H2
40-70%
CH4
12-18%
T11
合成塔入口
NH3
<3%
T12
合成塔出口
NH3
<15%
T2-T12不需要反吹，可直接購買儀器及簡易預(yù)處理部件
2>>尿素合成氣體監(jiān)測工藝點及儀器選型表
序號
檢測點
被測部分
典型量程
T1
預(yù)精餾塔儲氣管
CO2/NH3
15%，****
T2
一起塔頂出氣管
CO2
100PPm
T3
氨冷凝器（B）出口
NH3/CO2
80%，2%
T4
氨冷凝器（C）出口
NH3/H2/O2
****，5%，5%
T5
惰洗器出口氣管
NH3/H2/O2
75%，10%，5%
T6
進二循一冷氣氣相出口管
NH3/CO2
40%，20%
T7
NH3
NH3
75%，10%
T8
尾吸收塔尾氣管
NH3/H2/O2
15%，30%，10%
T9
解吸冷凝器出口氣氣相管
NH4/CO2
50%，5%
3>>PTA、催化裂化、再生煙氣氣體監(jiān)測工藝點及儀器選型表
序號
檢測點
被測部分
典型量程
T1
氧化尾氣
CO/CO2/O2
5%，3%，5%
T2
一再煙氣出口
CO/CO2/O2
20%，20%，1%
T3
二再煙氣出口
CO/CO2/O2
0.5%，30%，10%
4>>甲醇氣體監(jiān)測工藝點及儀器選型表
序號
檢測點
被測部分
典型量程
T1
新鮮氣
Co
CO2
Ch4
H2
30%，10%，5%，75%
T2
入塔氣
10%，10%，5%，75%
T3
出塔器
10%，10%，5%，75%
T4
閃蒸汽
10%，75%，5%，15%
T5
循環(huán)氣
10%，10%，5%，75%
T6
馳放氣
10%，10%，5%，75%
