国标-》以焦炉气为原料生产20万吨_年甲醇驰放气联产8万吨_年合成氨设计方案.doc

以焦炉气为原料生产20万吨年甲醇 驰放气联产8万吨年合成氨设计方案冯学明(中昊宣4b4t=r-有限公司河北省宣化075105)我国目前以焦炉气为原料气生产甲醇的厂 气体成份家很少。生产能力在10万吨，年左右已投产的 1焦炉气产量 仅有两家：云南曲靖，70万吨，年焦炭焦炉气生产以生产一吨焦炭付产380立方米焦炉气计10万吨，年甲醇(单醇)；山西焦化有限公司150算 万吨，年冶金焦焦炉气生产12万吨，年甲醇瞅150380=57000万立方米，年=72000立方 醇)。国内焦化厂大多数厂家只焦不化，所付产焦米，时 炉气没有得到充分利用。规模较大的焦化厂焦2焦炉气气体成份()炉气做为燃料气或城市煤气烧掉；规模小的、散H2CO C02CH4 N202其它的焦化厂。焦炉气直接点了“天灯”或直接排人天4560 59 2035 2228 23 011O 153O空。焦炉气中硫化物含量高达7克，立方米，这些总硫l-7克，立方米 硫化物排人大气，既浪费资源更加严重的是环3吨甲醇耗焦炉气按2400立方米计。年产20万 境污染。我国是世界上焦炭生产大国、消费大国 吨甲醇需焦炉气和出口大国，有关资料表明：2004年我国焦炭产240020-48000万立方米，年=60000立方 量为2087亿吨，年，仅山西省焦炭产量就达约米，时72000立方米，时6000万吨年，据预测每生产1吨焦炭，可付产 二 焦炉气生产20万吨甲醇，年设计方 焦炉气380立方米。山西省每年生产焦炭付产焦 案 炉气已超过220亿立方米，比“西气东送”工程的1焦炉气生产甲醇的工艺路线 总量还多，综合利用率不到10，相当于每年损提炼后的焦炉气经湿法初脱硫后，增压至 失3600万吨原料煤。如果能充分利用这些焦炉 21兆巴，经干法脱硫后，进行纯氧转化，转化气 气，山西省每年可生产甲醇700800万吨，年。 回收热量后，进行精脱硫，使总硫降至01PPm以煤炭是我国的主要能源，“缺油、少气、富煤”下，然后增压至53兆巴。进行低压合成。粗甲醇 是我国的基本国情，能源问题是困扰我国经济发三塔精馏后得精甲醇。 展的瓶颈。发展现代煤化工煤的转化和清洁方块流程示意图如下： 利用，可以减轻我国对石油进口的依存度，减少环境污染，保障我国的能源安全和经济可持续发 展具有“国家战略”意义。煤基醇醚燃料已成为我焦炉 国能源正策的主攻方向开发利用焦炉气生产甲 醇来帮助解决我国的能源需求问题具有非常重 精甲 要的意义。笔者以生产150万吨，年焦炭付产的驰放气焦炉气为原料建设一套20万吨，年甲醇生产装置，驰放气联产8万吨，年合成氨装置为例，谈一 2生产甲醇工艺技术 下初步工艺设计方案。供大家参考。1)焦炉气硫含量高。最高达7克，立方米， 一150万吨，年焦炭付产焦炉气产量及有机硫比其它原料气高。有机硫对铜基催化剂的毒害远比硫化氢大得多，对焦炉气进行湿法初脱经”向合成塔；内蒙天野化工有限责任公司新建 硫时，选择脱硫剂很重要。 联产20万吨，年甲醇装置选用的是杭州林达化 下面是适合硫含量范围的几种脱硫方法：工技术共程有限公司研制的“均温”式合成塔。方法 原料气中硫化氢含量(gm3)5)甲醇精馏 ADA法4一5甲醇精馏可选用浙宁波远东化工科技有限 拷胶法 253公司新开发的金属丝网波纹规整填料和配套的PDS法O2分布器为核心三塔精馏工艺。其核心设备主、预“888”法 l一10塔都选用新型填料型精馏塔，塔内采用高效的、对焦炉气进行湿法初脱硫时，可选用长春东 经特殊工艺处理的不绣钢丝网波纹填料和配套 蛳科贸实业有限公司生产的“888”型脱硫剂。既 的的新型气液分布器。它与板式塔相比有以下特 可脱除无机硫又可有机硫，脱有机硫效率达50 点：。80。为后部精脱硫减轻负荷。干法脱硫一精脱硫(b)塔体阻力小，传质热效率高。精脱硫是将经初脱硫后的原料气中的总硫 (c)操作弹性大。硫化氢、二硫化碳、硫氧化碳)脱至01Ppm以(d)安装检修方便。 下。可选用湖北省化学研究所研制的常温精脱溜(e)主、预塔塔高降低三分之一。技术。填料型三塔精馏工艺是新建甲醇装置首选式中：V麓、V麓为弛放气、新鲜气的体积NmC0+120：C02一Q2_(2I jr,I琥为弛孜气、新鲜气中惰洼气唪含量CI-h+1202=CO+2H2-Q厂舀2、甲醇新鲜气、成份(Oo)CH4+H,O=CO+3H才Q。一C0+H20=COHQr一(I、2)、3)反应在催化剂层以上进行，反应在催化剂层中进行。气体到达催化剂床层时氧气几乎耗尽“纯氧转化”进行的是自甲醇生产一般要求：H2-COJC0+C0：205热反应，无需外界供给热量，根据合成甲醇气 21左右，以焦炉气为原料气生产甲醇联产合成体成份要求(H丁-COJCO+C02)及催化剂床层温 氨，一般控制H2-COJCO+CO：=24左右。(4)甲醇合成3、新鲜气、驰放气流量Nm柏选用铜基催化剂。低压合成工艺。根据CO+2H2=CH30H-Q，每生产1吨精生产甲醇的关键设备合成塔(20万吨，年)， 甲醇需耗CO+H2为2 100Nm3t 我国已在“八五”、“九五”期间成功地研制出了每生产一吨精甲醇、驰放气排放量约 “管壳。及“均温”型合成反应器，基本上与世界先l 1001200 Nm3，其有效气体CO和H2占80以 进水平相当已实现国产化、大型化。例上海“三 上。联供”20万吨，年甲醇装置选用的是南化机制造Q驰放气量V驰取1150 Nm3t 1150的“管壳”式合成塔；迁安18万吨甲醇，年装置选25-28750 Nm柏用的是南京国昌化工科技有限公司研制的“轴 新鲜气量V新=V驰I驰，I新=1150 X(1017+18+061)X(267+163)-3364 Nm3t 后进入低变炉进行CO变换，然后进行脱碳，脱3364 x 25=84110 Nm弧 碳气含有微量的CO：、C0加压至llMpa进行甲4、生产合成氨工艺流程 烷化。加压至15Mpa进行低压合成，驰放气去氢 甲醇驰放气和空分装置生产的N：充分混合 回收。方块流程示意图如下：稀氨水 产品液氨5、合成氨系统物料衡算215725330=17087ffa充氮气量 付产碳酸氢氨：55847944=10026th根据甲醇驰放气气体成份及3H2+N2=2NH3， 1002625 x 330=82716ta计算补充氮气量约为碳酸氢氨按8万吨，年设计28750O7754+003093 X 01017)3 (6)如果用碳丙液脱除，可联产工业级或食=5090Nm3h 品级二氧化碳。补氮后合成氨系统原料气量 产量：558475-40000ta28750+5090=33840 Nm3h 四 结论氨产量 l、以生产150万吨焦碳年付产的焦炉气为原 吨氨耗原料气按3300 Nm3t计 料生产20万吨，年甲醇，其甲醇工序驰放气可连 氨产量：338403300=1025t11 产8万吨，年合成氨，4万吨年二氧化碳或6万 年产量：102524330=81200t。按8万吨 吨，年合成氨和8万吨，年碳酸氢铵产品。年设计。2、可以根据焦炉气量大小及甲醇系统、合成系统甲醇驰放气补氮气后气体成份 状况调节醇氨比。系数=2875033840=085 3、生产装置可完全国产化。H2 C02CO N2CH其它659 l 5772632364153052参考文献)化学工业出版杜91Il 时，通常采用稀氨水吸收法脱除二氧化碳