张 猛

(山西焦煤五麟公司甲醇厂，山西 汾阳 032200)

焦炉煤气制甲醇工艺运行探讨

张 猛

(山西焦煤五麟公司甲醇厂，山西 汾阳 032200)

针对目前焦炉煤气制甲醇工艺运行中存在的问题进行讨论，并提出解决方案，介绍了该工艺在制甲醇方面的技术优势，提出了该工艺中有待处理的问题。目的是为了帮助使用焦炉煤气制甲醇的企业提高其工作效率，减少企业资金的流失，具有重要的现实意义。

焦炉煤气；制甲醇；解决措施

随着节能减排和绿色环保理念的不断增强，越来越多的化工企业高度重视废气回收利用的经济效益。而焦炉煤气制甲醇工艺是利用焦炉煤气加压纯氧催化来进行甲醇的制作，并在实际中获得了一定的效果，因此，目前，越来越多的焦化企业均选择使用焦炉煤气制甲醇工艺进行废气处理。

1 焦炉煤气制甲醇工艺技术介绍

首先，将焦炉煤气进行湿法脱硫，然后，通过气柜经焦炉煤气压缩机进行加压，加压至2.1 MPa，温度为40 ℃，之后，进行精脱硫处理，处理措施为：焦炉煤气进入油水过滤器将油和水过滤掉，然后，进入活性炭槽进行预脱硫，除去部分硫化氢，再进入焦炉煤气初预热器中进行加热。后经两级铁钼加氢转化器进行处理，将焦炉煤气中的有机硫转化为硫化氢，并通过氧化锌脱硫槽进行脱硫处理除去，最终将焦炉煤气中的总硫脱至0.1×10-6以下。合格后焦炉煤气进入转化处理[1-2]。焦炉煤气在进入转化炉后加入蒸汽，并与高纯氧气发生部分燃烧反应，能够为后续甲烷的转化提供能量，高温焦炉煤气在转化炉的催化剂床层，进行甲烷的催化反应，并反应生成了氢气、一氧化碳和二氧化碳，并严格控制焦炉煤气的温度，使其在转化过程中的甲烷体积分数小于0.6%，其出转化阶段的压力约为1.8 MPa，温度为40 ℃。后送至合成气压缩机工段进行加压，加压至5.6 MPa左右，送至合成塔，在铜基催化剂的作用下生产出甲醇。

2 焦炉煤气制甲醇装置中存在的问题及解决措施

2.1 短时煤气不足方面的问题及解决措施

随着焦炭市场行情的变化，企业根据市场会经常性地调整焦炭的规格和数量，再加上焦炉操作等原因，造成焦炉煤气在某个时间段不足，引起甲醇系统短时停车发生。一旦停车，精脱硫系统保温保压，转化系统保温，若重新进行开车，则精脱硫系统重新导入煤气，系统温度降低，转化系统在精脱硫煤气合格后再进行配氢配氧操作，整个过程至少需要12 h。若焦炉煤气短时不足又重新恢复，甲醇系统重新开车，需要时间更长。为解决这一问题，我厂专门设计一条从转化后系统至焦炉煤气压缩机进口的回路，在焦炉煤气不足的情况下，精脱硫和转化系统一起循环，这样精脱硫转化温度不会降低，且转化仅需重新配氧即可。根据实际运行来看，一旦煤气恢复正常，2 h后甲醇系统便可恢复正常状态，大大节省了开车时间，同时，也减少了开车过程中可能发生事故的概率。

2.2 焦炉煤气初预热器易堵的问题及解决措施

由于焦炉煤气中杂质的存在，且在焦炉煤气初预热器中是冷、热2种气体的换热，因此，在焦炉煤气初预热器冷端和管程经常出现管道堵塞，造成整个系统阻力增大，压差增大，生产无法继续。若要解决该问题必须停车处理，一般处理时间约3 d左右，影响甲醇产量近1 000 t。为解决该问题，我厂提出2台焦炉煤气初预热器并联的方案，若其中一台发现阻力增大，则切换为另一台进行操作，阻力增大的那台切出进行清洗。这样设计后，避免了系统停车，甲醇产量增加。整个设计工艺简单，操作简单，投资费用少。

2.3 精馏热源方面的问题以及解决措施

目前，甲醇精馏装置均采用低压蒸汽作热源进行操作，而低压蒸汽的供给由燃煤锅炉提供，燃煤锅炉的运行周期短，故障率高，一旦低压蒸汽停止供给，精馏必须停车，精馏停车后由于温度的变化，很容易造成精馏系统各泵的损坏。为解决此问题，我厂提出转化气和低压蒸汽同时能够提供热源的方案，正常情况下，由转化气提供热源，使用转化气后，转化气的热能得到充分利用，同时，减少了低压蒸汽的使用，整个甲醇成本将大幅降低。并且，低压蒸汽和转化气可以互相切换使用，事故状态下避免了精馏系统停车。

2.4 压缩机跳车断煤气转化炉切氧设置中的问题以及处理措施

焦炉煤气的催化转化在转化炉中进行，由于转化反应需要较大的热量，在正常的催化过程中，转化率的第一点温度通常控制在1 000 ℃～1 100 ℃，因此，燃烧室的温度会比转化率需要控制的温度更高[3]。转化过程中所释放的能量是由焦炉煤气与氧气在转化室进行部分燃烧反应时所供应的，供应的氧气量与焦炉煤气量的比例决定了转化炉中的热量，因此，需要严格控制氧气量与焦炉煤气量的比例，预防焦炉煤气与氧气进行完全燃烧导致温度超过装置所能接受的热量最大值。有相关研究表示，焦炉煤气制甲醇装置在运行过程中出现刚玉砖、耐火球以及上部催化剂有烧结的现象，可能与压缩机跳车切氧存在问题有关。针对这一问题，可以使用压缩机跳车断煤气转化炉自动切氧停车连锁装置。该装置能够在压缩机停止状态下实现自动切断氧气供应，能够有效减少停车次数，实现自动化操作，有助于减少工作量，并且能够提高焦炉煤气制甲醇装置的安全性和使用性。

2.5 焦炉煤气压缩机各级冷却器中存在的问题与解决措施

焦炉煤气制甲醇工艺中，焦炉煤气压缩机中各级冷却器多为浮头式冷却器，由于焦炉煤气中杂质的存在，各级冷却器经常出现气路管道堵塞现象，使得压缩机的打气量降低，冷却器冷却效果下降，设备易连锁停车。一旦出现这种情况，冷却器必须进行停车清理。目前，一般使用2种方式进行清洗，一种是将冷却器列管拆下清洗，需要将冷却器的封头拆下，使用高压水枪对列管进行清洗，但是对于管道内壁中的污垢不能起到有效的清洁作用；另一种是化学清洗，这种方法也只能对列管的表面起到有效的清洁作用，并且可能对列管的换热效果产生严重的影响，降低工作效率，并且化学清洗对列管具有较高的腐蚀性，长期的化学清洗可能导致列管出现泄漏[4]。为了解决这一问题可以将冷却器的循环通道进行重新设计，更改为煤气走壳程、冷凝水走管程的单程浮头式。这样有利于拆除冷却器两端封头，有助于清洁列管中的阻塞物。

3 未来发展方向

就目前的焦炉煤气制甲醇工艺来分析，其进一步方向为优化脱硫工艺技术。目前的焦炉煤气制甲醇装置仅有1台加氢转化器，并且无对应的备用槽，若进行停车更换催化剂，使得生产成本增加。因此，未来的焦炉煤气制甲醇装置应该向优化精脱硫工艺方向发展，以实现脱硫工艺中的换槽，有助于提高脱硫处理工艺中的效率。大部分焦炉煤气制甲醇工艺应用的是列管式冷却器，在节能环保方面的效率较低，可以考虑使用蒸发式冷却器，能够有效地提高冷却效率，同时不会出现堵塞现象，甲醇的分离以及合成效果较高。

[1] 吴创明.焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究[J].煤气与热力,2012,28(1):62-68.

[2] 武振林.30万t/a焦炉煤气制甲醇工艺在工业中的应用[J].天然气化工,2012,37(4):34-39.

[3] 陶鹏万.焦炉煤气制甲醇转化工艺探讨[J].天然气化工,2014,32(5):43-46.

[4] 易群，吴彦丽，范洋，等.焦炉煤气-甲醇产业链延伸技术方案的经济分析[J].化工学报,2014,21(13):1003-1011.

Discussion on the process of methanol production from coke oven gas

ZHANG Meng

(Methanol Factory of Shanxi Coking Coal Wulin Company, Fenyang Shanxi 032200, China)

Aiming at the problems in process operation of methanol production by coke oven gas, this paper puts forward solutions, introduces technical advantages of methanol production, puts forward some problems in the process. The purpose of this paper is to help the enterprises which use the coke oven gas to produce methanol to improve work efficiency and reduce the loss of the enterprise funds, which has important practical significance.

coke oven gas; methanol production; solution

2016-11-22

张 猛，男，1981年出生，2009年年毕业于太原理工大学，工程师，主要从事甲醇生产工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.32

TQ546

A

1004-7050(2017)02-0096-02

生产与应用