專利名稱：以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甲醇的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
甲醇生產(chǎn)原料可以用天然氣、煤、石腦油或重油等含碳物質(zhì)。在國(guó)外主要是以天然氣為甲醇生產(chǎn)的原料，它已占世界甲醇生產(chǎn)總能力的80％以上。我國(guó)是一個(gè)缺油少氣而煤炭資源極其豐富的國(guó)家，所以主要是以煤為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇。隨著我國(guó)鋼鐵及焦化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)地也產(chǎn)生了大量的焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣和高爐氣。焦?fàn)t氣除部分供焦?fàn)t自身使用和做城市煤氣外，其余的只能作為廢氣放散。隨著西氣東輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，焦?fàn)t氣作為城市煤氣已被更清潔、熱值更高的天然氣所取代，剩余焦?fàn)t氣數(shù)量將日益增加，而轉(zhuǎn)爐氣和高爐氣因熱值低，惰性組分含量高，轉(zhuǎn)爐氣還含有硫、磷等有害雜質(zhì)，因而大部也只能作為廢氣放空，這樣不僅污染了環(huán)境，也浪費(fèi)了寶貴的化工原料資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，該工藝使得全國(guó)鋼鐵企業(yè)能夠化害為利，化廢為寶，綜合利用三氣資源。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種以鋼鐵企業(yè)的焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，焦?fàn)t氣經(jīng)除焦油、除氨、脫苯、脫萘和初步脫硫后再進(jìn)一步脫焦油、萘和硫等凈化工序，然后與轉(zhuǎn)爐氣混合，使焦?fàn)t氣和轉(zhuǎn)爐氣組成的混合氣中，碳?xì)浔确?H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.05～2.10，混合氣經(jīng)精脫硫、脫氯、脫羰基化合物等深度凈化，再將混合氣壓縮到合成甲醇所需壓力后進(jìn)入甲醇合成塔，合成產(chǎn)物經(jīng)分離、精餾制得甲醇。
用焦?fàn)t氣與轉(zhuǎn)爐氣調(diào)配來(lái)制取甲醇合成氣，其調(diào)制方法可以是兩種氣體直接混對(duì)；也可以是由焦?fàn)t氣中提取H2與轉(zhuǎn)爐氣混對(duì)；或由轉(zhuǎn)爐氣中提取CO與焦?fàn)t氣混合；或者由焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣分別提取H2和CO后再混合；還可以由甲醇合成弛放氣中回收氫，再摻入焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣混合氣中。
焦?fàn)t氣進(jìn)一步凈化采用吸附法，脫除焦?fàn)t氣中殘留的苯、萘、焦油及高碳烴類，吸附壓力為0.1～1.0MPa。
焦?fàn)t氣進(jìn)一步脫硫采用物理吸收法，其物理吸收溶劑可以是甲醇或醇胺類混合物或碳酸丙烯酯亦可以是聚乙二醇二甲醚等溶劑。
在精脫硫、脫氯和脫羰基化物等深度凈化工序中，采用一種含有VIII族和VIB族金屬氧化物的加氫催化劑先使有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化同時(shí)也使烯烴加氫飽和，加氫轉(zhuǎn)化率均在95％以上，氧脫除率不低于90％，采用低溫活性好、耐水性強(qiáng)、吸氯后不易遷移的已工業(yè)化脫氯劑進(jìn)行脫氯，確保氯含量在0.01×10-8(體積比)以下，再用兼具轉(zhuǎn)化與吸收雙功能的脫硫劑進(jìn)行最終脫硫凈化，保證合成氣總硫含量≤0.05ppm，為了防止因采用高CO含量的轉(zhuǎn)爐氣或分離出的純CO氣配氣易生成羰基化合物累積而產(chǎn)生爆炸性氣體，本發(fā)明采用固體吸附方法進(jìn)行脫除。上述過(guò)程系在壓力2.0～3.5MPa，加氫轉(zhuǎn)化溫度在350～400℃，脫氯入口溫度在180～300℃，終脫硫溫度為220～350℃，吸附則在常溫條件下進(jìn)行。
由甲醇分離器分離所得氣體，大部分進(jìn)行循環(huán)回到甲醇合成塔，而少部分經(jīng)節(jié)流膨脹后與高爐氣摻混制得的燃料氣熱值為10～17MJ/Nm3左右，可回收供冶金系統(tǒng)作加熱燃料氣使用。
本發(fā)明采用節(jié)能的三塔精餾工藝可保證所獲精甲醇能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB338-92化工甲醇規(guī)格或達(dá)到美國(guó)聯(lián)邦工業(yè)甲醇O-M-231G規(guī)定的AA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)滿足出口要求。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明把鋼鐵企業(yè)的焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣作為制取甲醇的原料，同時(shí)又使焦?fàn)t氣中具高熱值的甲烷富集，并返回系統(tǒng)作為鋼鐵企業(yè)內(nèi)燃料氣使用，這就使得鋼鐵企業(yè)能夠化害為利，化廢為寶，綜合利用三氣資源。因此本發(fā)明系綜合利用了鋼鐵企業(yè)的三氣(焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣及高爐氣)資源，并進(jìn)行最優(yōu)化的配置，這樣既可極大程度地改變?cè)瓉?lái)轉(zhuǎn)爐氣與高爐氣難以利用而大量放散污染大氣的尷尬局面，又能使具高熱值的甲烷得到有效利用。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
焦?fàn)t氣含有45％～60％氫，5％～7％CO，2.0％～3.5％CO2，22％～28％CH4，若將焦?fàn)t氣中的大量H2與含有50％～55％CO的轉(zhuǎn)爐氣合理混配，可制成符合甲醇合成要求的原料氣，使焦?fàn)t氣和轉(zhuǎn)爐氣得到合理、有效地利用。
本發(fā)明是利用焦?fàn)t氣中有效成分H2和轉(zhuǎn)爐氣中的CO及CO2來(lái)調(diào)制成碳?xì)浔确?H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.05～2.10的氣體作為甲醇合成的原料氣。
本發(fā)明所說(shuō)的利用焦?fàn)t氣中有效成分H2和轉(zhuǎn)爐氣中的CO，可以由焦?fàn)t氣與轉(zhuǎn)爐氣直接摻混也可以由兩種氣體分別分離出H2和CO后再調(diào)配或由焦?fàn)t氣中分離出H2與轉(zhuǎn)爐氣混合或由轉(zhuǎn)爐氣中分離出CO與焦?fàn)t氣混合，還可以從甲醇弛放氣中分離回收H2，并與焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣混合?？傊?，通過(guò)混配來(lái)調(diào)制成符合合成甲醇要求的原料，因此考慮其工藝過(guò)程時(shí)必須作到既顧及有效成分的保存，又要將有害雜質(zhì)徹底清除。
本發(fā)明的具體工藝過(guò)程是，將鋼鐵企業(yè)煉焦?fàn)t所得焦?fàn)t氣先經(jīng)常用方法除去焦油、氨以及脫苯、脫萘后再經(jīng)常用的諸如ADA法(蒽醌二磺酸鈉)、PDS法(雙核酞菁鈷磺酸鹽)、萘醌磺酸鈉法等化學(xué)吸收法初步脫硫，使焦?fàn)t氣中的H2S≤20mg/Nm3。將已經(jīng)脫除焦油、氨、苯、萘和初步脫硫的焦?fàn)t氣首先在一定壓力下(最好是200～500kPa)采用吸附法除去焦?fàn)t氣中尚含有的萘、焦油、苯及高碳烴類的雜質(zhì)，以防止其進(jìn)入后系統(tǒng)低溫區(qū)析出而造成系統(tǒng)堵塞。然后將預(yù)處理的焦?fàn)t氣，或從焦?fàn)t氣中分離出來(lái)的氫，進(jìn)一步壓縮至2.0～5.0Mpa。
把已加壓并冷卻到室溫的預(yù)處理焦?fàn)t氣再采用一種溶劑物理吸收的方法除去焦?fàn)t氣中所含有的大量有機(jī)硫化合物和經(jīng)初脫硫尚留存的無(wú)機(jī)硫化合物。所說(shuō)的溶劑物理吸收法可以是低溫甲醇洗滌法、常溫甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯溶劑吸收法和聚乙二醇二甲醚溶劑吸收法等等，本例采用改良聚乙二醇二甲醚(MNHD)脫硫法，經(jīng)MNHD脫硫后的焦?fàn)t氣總硫含量可達(dá)≤3mg/Nm3，溫度低于40攝氏度，若焦?fàn)t氣總硫含量≤3mg/Nm3，可省去溶劑物理吸收法脫硫過(guò)程。將脫硫后的焦?fàn)t氣或分離的H2與已壓縮到相同壓力的轉(zhuǎn)爐氣或分離出的CO按所需組分摻配，調(diào)制成碳?xì)浔确?H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.05～2.10的合成氣。焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣按比例混合后，在精脫硫、脫氯和脫羰基化合物等深度凈化工序中，采用一種含有VIII族和VIB族金屬氧化物的加氫催化劑使有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化成H2S同時(shí)也可使烯烴加氫飽和，即使焦?fàn)t氣所帶入的CnHm轉(zhuǎn)化成飽和烴同時(shí)還可清除混合氣中的氧，加氫轉(zhuǎn)化率均在95％以上，氧脫除率不低于90％。為進(jìn)一步清除轉(zhuǎn)化后原料氣中所含微量雜質(zhì)，使轉(zhuǎn)化后氣體再經(jīng)脫氯槽和脫硫槽以確保原料氣中所含氯脫到1×10-8(體積比)，總硫含量≤0.05ppm。對(duì)甲醇合成氣中可能存在的微量羰基化物，采用吸附法進(jìn)行脫除。上述精制過(guò)程系在壓力2.0～3.5MPa，加氫轉(zhuǎn)化溫度在350～400℃，脫氯入口溫度在180～300℃，終脫硫溫度為220～350℃；吸附法則在常溫條件下進(jìn)行。深度凈化后的原料氣經(jīng)過(guò)冷卻后，再進(jìn)入活性炭吸附塔，脫除羰基鐵等羰基化合物，更進(jìn)一步保證原料氣的潔凈度。焦?fàn)t氣與轉(zhuǎn)爐氣的混合氣體經(jīng)過(guò)一系列凈化處理后制得符合要求的合成氣。合成氣再經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮至5.0～15.0MPa，并與甲醇合成系統(tǒng)的循環(huán)氣匯合后進(jìn)入甲醇合成塔。合成反應(yīng)生成的甲醇經(jīng)冷凝冷卻后進(jìn)入甲醇分離器，分離出的氣體大部分循環(huán)，小部分作弛放氣經(jīng)節(jié)流膨脹后與高爐氣摻混調(diào)制熱值為10～17MJ/Nm3的燃料氣。
分離器底部出來(lái)的粗甲醇經(jīng)減壓送入精餾裝置，蒸餾分離獲得精甲醇。
權(quán)利要求
1.一種以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是焦?fàn)t氣經(jīng)除焦油、除氨、脫苯、脫萘和初步脫硫后再經(jīng)進(jìn)一步脫焦油、萘和硫等凈化工序，然后與轉(zhuǎn)爐氣混合，使焦?fàn)t氣和轉(zhuǎn)爐氣組成的混合氣中，碳?xì)浔确?H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.05～2.10，混合氣經(jīng)精脫硫、脫氯、脫羰基化合物等深度凈化，再將混合氣壓縮到合成甲醇所需壓力后進(jìn)入甲醇合成塔，合成產(chǎn)物經(jīng)分離、精餾制得甲醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是用焦?fàn)t氣與轉(zhuǎn)爐氣調(diào)配來(lái)制取甲醇合成氣，其調(diào)制方法可以是兩種氣體直接混對(duì)；也可以是由焦?fàn)t氣中提取H2與轉(zhuǎn)爐氣混對(duì)；或由轉(zhuǎn)爐氣中提取CO與焦?fàn)t氣混合；或者由焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣分別提取H2和CO后再混合；還可以由甲醇合成弛放氣中回收氫，再摻入焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣混合氣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是焦?fàn)t氣進(jìn)一步凈化采用吸附法，脫除焦?fàn)t氣中殘留的苯、萘、焦油及高碳烴類，吸附壓力為0.1～1.0MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是焦?fàn)t氣進(jìn)一步脫硫采用物理吸收法，其物理吸收溶劑可以是甲醇或醇胺類混合物或碳酸丙烯酯亦可以是聚乙二醇二甲醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是在精脫硫、脫氯和脫羰基化合物等深度凈化工序中，采用一種含有VIII族和VIB族金屬氧化物的加氫催化劑先使有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化同時(shí)也使烯烴加氫飽和，加氫轉(zhuǎn)化率均在95％以上，氧脫除率不低于90％，采用脫氯劑使氣體中氯脫到1×10-8(體積比)以下，再用兼具轉(zhuǎn)化與吸收雙功能的脫硫劑進(jìn)行最終脫硫凈化，保證合成氣中總硫含量≤0.05ppm，對(duì)甲醇合成氣中可能存在的微量羰基化物，采用吸附法進(jìn)行脫除，上述精制過(guò)程系在壓力2.0～3.5MPa，加氫轉(zhuǎn)化溫度在350～400℃，脫氯入口溫度在180～300℃，終脫硫溫度為220～350℃，吸附法則在常溫條件下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝，其特征是甲醇分離器分離所得氣體，大部分進(jìn)行循環(huán)回到甲醇合成塔，而少部分經(jīng)節(jié)流膨脹后與高爐氣摻混制得的燃料氣熱值為10～17MJ/Nm3左右，回收供冶金系統(tǒng)作加熱燃料氣使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣為原料制取甲醇的工藝。經(jīng)預(yù)處理和初脫硫的焦?fàn)t氣直接或提取H
文檔編號(hào)C07C29/151GK1803746SQ200510040780
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者方德巍, 郭新宇, 佟濬芳, 趙驤, 李永祥, 周榮龍, 顧志敏 申請(qǐng)人:昆山市迪昆精細(xì)化工公司, 化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心