焦爐氣制甲醇工藝

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1、.焦爐氣的精制是以煉焦剩余的焦爐氣為生產(chǎn)原料,經(jīng)化工產(chǎn)品回收(焦爐氣的粗制);再經(jīng)壓縮后(2.55MPa),進入脫硫轉化工段,脫硫采用NHD濕法脫硫和干法精脫硫技術,總硫脫至0.1×10-6,轉化采用烴類部分氧化催化技術;制得合格的甲醇合成新鮮氣(又稱精制氣),送去壓縮工段合成氣壓縮機,最后進入甲醇合成塔制得甲醇。第1章焦爐氣成分分析1.1典型焦爐氣的組成焦爐氣的主要成分為甲烷26.49%、氫氣58.48%、一氧化碳6.20%和二氧化碳2.20%等,還有少量的氮氣、不飽和烴、氧氣、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等雜質(zhì)。焦爐氣基礎參數(shù):流量62967m

2、3/h(2臺焦爐生產(chǎn)的剩余焦爐氣);溫度25℃;壓力0.105MPa(a)(煤氣柜壓力)。1.2焦爐氣的回收利用焦爐氣是良好的合成氨、合成甲醇及制氫的原料。根據(jù)焦爐氣組成特點,除H2、CO、CO2為甲醇合成所需的有效成分外,其余組分一部分為對甲醇合成有害的物質(zhì)(如多種形態(tài)的硫化物,苯、萘、氨、氰化物、不飽和烴等)。如焦爐氣中的硫化物不僅會與轉化催化劑的主要活性成分Ni迅速反應,生成NiS使催化劑失去活性,而且還會與甲醇合成催化劑的主要活性組分Cu迅速反應,生成CuS,使催化劑失去活性,并且這兩種失活是無法再生的。又如,不飽和烴會在轉化催化劑表面發(fā)生析碳

3、反應,堵塞催化劑的有效孔隙及表面活性位,使催化劑活性降低。另一部分為對甲醇合成無用的物質(zhì)(對甲醇合成而言為惰性組分),如CH4、N2等。惰性氣體含量過高,不僅對甲醇合成無益,而且會增加合成氣體的功耗,從而降低有效成分的利用率。第2章焦爐氣的精制2.1硫的脫除及加氫凈化焦爐氣制甲醇工藝中,焦爐氣精制的首要工作是“除毒”,將對甲醇合成催化劑有害...的物質(zhì)脫除到甲醇合成催化劑所要求的精度。這是因為甲醇合成催化劑對硫化物的要求要高于轉化催化劑。甲醇合成催化劑要求總硫＜0.1×10-6,轉化催化劑要求總硫＜0.×10-6。第二就是要減少惰性組分的含量。脫除“毒

4、物”的方法,根據(jù)系統(tǒng)選擇工藝方案的不同而有所差別。而降低惰性氣體的組分含量主要是采用將烴類部分氧化催化轉化的方法,使其轉化為甲醇合成有用的CO和H2,同時達到降低合成氣中惰性組分的目的。2.1.1無機硫的脫除焦爐氣中硫質(zhì)量濃度高達6g/m3,氰化物質(zhì)量濃度約為1.5g/m3。在焦爐氣凈化工藝中設有脫硫、脫氰、蒸苯、焦油電捕捉等一系列凈化裝置,除為了減輕硫化氫和氰化物對后續(xù)裝置的腐蝕,另一方面是減輕焦爐氣作燃料氣時對大氣的污染,或作化工原料時,對催化劑的毒害。煤氣凈化裝置是將焦爐氣經(jīng)過捕捉、冷卻、分離、洗滌等多種化工操作,脫除焦爐氣中的焦油、萘、硫化氫、

5、氰化氫、氨、苯等物質(zhì),以滿足后續(xù)裝置對氣體質(zhì)量的要求,并回收焦油、硫、氨、苯等。本系統(tǒng)采用NHD濕法脫硫后,焦爐氣中的H2S質(zhì)量濃度在15mg/m3左右,同時可脫除焦爐氣中部分有機硫。但有機硫含量仍然很高,達95mg/m3左右。如不經(jīng)過精脫硫直接送入下工段,將使轉化系統(tǒng)催化劑很快因硫中毒而失活,所以必須采用精脫硫工藝對焦爐氣進行處理。2.1.2有機硫的脫除(精脫硫)根據(jù)對國內(nèi)現(xiàn)有焦爐氣凈化技術的分析和比較,考慮到COS低溫水解工藝路線存在的缺陷,對焦爐氣的精脫硫采用高溫加氫轉化技術路線。這是因為焦爐氣中含有的硫化物形態(tài)較為復雜,如:硫醇、硫醚、噻酚等硫

6、化物在低溫水解環(huán)境下很難脫除。本系統(tǒng)采用鐵-鉬加氫脫硫轉化劑,在高溫環(huán)境下,將氣體中的有機硫轉化,生成易于脫除的硫化氫,然后再采用固體鐵-錳脫硫劑吸收轉化后氣體中的硫化氫。這樣可使有機硫加氫轉化完全,凈化度大為提高,而且配套干法脫硫劑的硫容也高,并且可將不飽和烯烴進行加氫飽和。氧氣加氫燃燒,達到對毒物的脫除,滿足轉化甲醇合成氣對氣體“毒物”的凈化要求。...本工藝克服了COS低溫水解催化劑對氧敏感的弱點,以及二氧化碳含量影響有機硫水解的缺陷,解決了高濃度CO2影響水解反應進行,以及無法脫除復雜硫化物的難題?，F(xiàn)有焦爐氣凈化工藝的有機硫的加氫轉化,一般采用

7、鐵-鉬加氫催化劑,在350℃-430℃下使有機硫加氫轉化為硫化氫,固體脫硫劑使用便宜的但硫容低的鐵-錳脫硫劑,最后使用價格較貴但硫容較高的氧化鋅把關。2.1.3關鍵技術高濃度CO、CO2的焦爐氣加氫凈化時,遇到的問題:(1)如何避免CO、CO2在加氫催化劑上產(chǎn)生甲烷化反應。(2)如何避免CO歧化析碳和甲烷的分解析碳。(3)如何防止鐵鉬催化劑床層產(chǎn)生的溫升。2.1.4解決方法在加氫過程的主要反應中,含有烯烴、有機硫化物及氧的焦爐氣在催化劑上進行的主要反應有:2H2+O2=2H2O+Q(1)C2H2+2H2→C2H6(2)C3H6+H2→C3H8(3)CO

8、S+H2→CO+H2S(4)COS+H2O→CO2+H2S(5)RSH(硫醇)+H2→RH+H