專利名稱：生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)甲醇的原料較多，如天然氣、焦?fàn)t氣、石腦油、重油、煤或焦炭等，在大多 鋼焦聯(lián)產(chǎn)企業(yè)中利用煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇，由于焦?fàn)t煤氣是高含氫的氣 體，使得在生產(chǎn)甲醇過(guò)程中，對(duì)原料焦?fàn)t煤氣處理后產(chǎn)生的合成氣中的氫碳比遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離理 論值(按體積比氫碳比理論值F = (H2-CO2) / (C0+C02) = 2. 0 2. 05)，導(dǎo)致合成氣中的氫 氣不能得到充分的利用，而最終被燃燒或放散，由于有用元素不能得到充分的利用，造成了 資源的浪費(fèi)，同時(shí)生產(chǎn)甲醇的效率也較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備，通過(guò)以煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 爐煤氣和煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣為原料，充分的利用了轉(zhuǎn)爐煤氣中的碳元素和焦?fàn)t煤 氣中的氫元素，節(jié)約了資源，提高了經(jīng)濟(jì)效益。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)甲醇的方法，包括凈化轉(zhuǎn)爐煤氣；將凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合，得到混合氣；利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇。優(yōu)選的，凈化轉(zhuǎn)爐煤氣的過(guò)程包括對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣加壓；除去加壓后的轉(zhuǎn)爐煤氣中的機(jī)械水；吸附除去機(jī)械水后的轉(zhuǎn)爐煤氣中的雜質(zhì)；對(duì)吸附雜質(zhì)后的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行脫砷，得到凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣。優(yōu)選的，利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇的過(guò)程包括對(duì)所述混合氣進(jìn)行脫硫；采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝轉(zhuǎn)化脫硫后的混合氣，得到合成氣；利用所述合成氣在215°C 280°C，5. 5Mpa 6. 5Mpa條件下反應(yīng)生成甲醇。優(yōu)選的，凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合過(guò)程為，根據(jù)所述合成氣中的氫碳 比調(diào)整凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例后進(jìn)行混合，所述合成氣中氫碳比按體積 比(H2-CO2) / (C0+C02) = 2. 0 2. 05。優(yōu)選的，對(duì)所述混合氣進(jìn)行脫硫前還包括將所述混合氣加壓至2. 2Mpa 2. 8Mpa。優(yōu)選的，利用所述合成氣在215°C 280°C，5. 5Mpa 6. 5Mpa條件下反應(yīng)生成甲
優(yōu)選的，利用所述合成氣反應(yīng)生成甲醇同時(shí)用水補(bǔ)充反應(yīng)中失去的水分，所述補(bǔ) 充的水的量與甲醇產(chǎn)量按重量比0.90 0.96 1。優(yōu)選的，還包括對(duì)所述甲醇進(jìn)行精餾，得到精甲醇。本發(fā)明還公開(kāi)了一種生產(chǎn)甲醇的設(shè)備，包括與轉(zhuǎn)爐煤氣排氣口相連的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置；與焦?fàn)t煤氣排氣口和所述轉(zhuǎn)爐煤氣 凈化裝置排氣口相連的混合裝置；與所述混合裝置排氣口相連的合成裝置；與所述合成裝置、焦?fàn)t煤氣排氣口和所述轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置排氣口相連的控制
ο優(yōu)選的，所述合成裝置包括與所述混合裝置排氣口相連的脫硫裝置；與所述脫硫裝置排氣口相連的轉(zhuǎn)化裝置；與所述轉(zhuǎn)化裝置排氣口相連的合成塔。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備，通過(guò) 將煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)氣轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)凈化過(guò)程后，使其能夠與煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t 煤氣按照適當(dāng)?shù)谋壤旌?，使混合氣?jīng)脫硫和轉(zhuǎn)化后生成的合成氣中的氫碳比滿足理論值 的要求，提高了生產(chǎn)效率。由于轉(zhuǎn)爐煤氣中的碳元素含量較高，而焦?fàn)t煤氣中的氫元素含量 較高，通過(guò)加入一定比例的轉(zhuǎn)爐煤氣可以調(diào)節(jié)合成氣中的氫碳比，轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的 混合比例根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的合成氣中的氫碳比的變化而實(shí)時(shí)的進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的混合比例 使合成氣中的氫碳比滿足F = (H2-CO2)/(C0+C02) = 2. 0 2. 05的要求。由于轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣都是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)氣，轉(zhuǎn)爐煤氣的加入一方面 可以提高原料中有用元素的利用率，另一方面利用工業(yè)副產(chǎn)氣做原料，有效的減少了廢氣 的排放，減少了廢氣對(duì)環(huán)境的污染。另外，利用煉鋼過(guò)程中作為廢氣排放的轉(zhuǎn)爐煤氣做原 料，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種生產(chǎn)甲醇的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備，通過(guò)利用煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的副 產(chǎn)氣轉(zhuǎn)爐煤氣凈化后，與煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣按照適當(dāng)?shù)谋壤旌希允沟没旌蠚?經(jīng)脫硫和轉(zhuǎn)化后生成的合成氣中的氫碳比滿足理論值的要求，在利用合成氣生產(chǎn)甲醇時(shí)， 提高了原料中有用元素的利用率，節(jié)約了能源，同時(shí)也減少了污染。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種生產(chǎn)甲醇的方法，包括凈化轉(zhuǎn)爐煤氣；將凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合，得到混合氣；利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇。轉(zhuǎn)爐煤氣為轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，由鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧生成的包含一氧 化碳和少量二氧化碳的混合氣體。回收的頂吹氧轉(zhuǎn)爐煤氣含一氧化碳60% 80%，二氧化 碳15% 20%，以及氮、氫、微量氧及硫、磷、砷、氟等雜質(zhì)。在冶煉過(guò)程，轉(zhuǎn)爐煤氣的發(fā)生量 中并不均衡，成分也有變化。通常的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化后僅做燃料用，凈化過(guò)程采用電除塵或水 除塵，只是除去轉(zhuǎn)爐煤氣中的粉塵，使其粉塵含量彡20mg/Nm3即可，屬于粗凈化，不能除去 其中的硫、磷、砷、氟等微量雜質(zhì)。由于轉(zhuǎn)爐煤氣中的硫、磷、砷、氟等雜質(zhì)對(duì)甲醇生產(chǎn)過(guò)程中 的催化劑有害，因此必須除去這些雜質(zhì)后才能用作生產(chǎn)甲醇的原料。轉(zhuǎn)爐煤氣由爐口噴出時(shí)，溫度高達(dá)1450°C 1500°C，并夾帶大量氧化鐵粉塵，需 經(jīng)降溫、除塵，方能使用，凈化有濕法和干法兩種類型。本發(fā)明實(shí)施例采用濕法除塵降溫的 方法，即水除塵，先對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行粗凈化，之后采用變溫吸附凈化技術(shù)除去轉(zhuǎn)爐煤氣中的 硫、磷、砷、氟等雜質(zhì)，凈化除雜過(guò)程具體包括轉(zhuǎn)爐煤氣以約為3000Nm3/h的流量、IOkpa的壓力進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)，在鼓風(fēng)機(jī)處對(duì)轉(zhuǎn)爐 煤氣加壓至約45 55kpa，優(yōu)選為50kpa ；將加壓后的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)氣液分離器，除去其中的機(jī)械水，這些機(jī)械水來(lái)自水除 塵后殘留在轉(zhuǎn)爐煤氣中的水份；吸附除去機(jī)械水后的轉(zhuǎn)爐煤氣中的雜質(zhì)；吸附雜質(zhì)后的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)由一臺(tái)脫砷器組成的精制單元進(jìn)行脫砷，得到凈化后 的轉(zhuǎn)爐煤氣，優(yōu)選的，此過(guò)程中的脫砷劑為一次性使用。優(yōu)選的，本實(shí)施例中吸附轉(zhuǎn)爐煤氣中雜質(zhì)的過(guò)程在由3臺(tái)吸附器組成的吸附凈化 單元中進(jìn)行，吸附器中的吸附劑可以選擇性吸附轉(zhuǎn)爐煤氣中的PH3、AsH3、HF等雜質(zhì)。具體 方式為轉(zhuǎn)爐煤氣在同一時(shí)間只經(jīng)過(guò)一臺(tái)吸附器，當(dāng)一臺(tái)吸附器中的吸附劑吸附的雜質(zhì)接近 飽和時(shí)，再將轉(zhuǎn)爐煤氣通入另一臺(tái)吸附劑再生之后的吸附器進(jìn)行雜質(zhì)的吸附，如此循環(huán)使 用。吸附凈化單元中，由于吸附在吸附劑上的雜質(zhì)組份經(jīng)加熱便會(huì)解析出來(lái)，因此每臺(tái)吸附 器在不同的時(shí)間便會(huì)依次經(jīng)歷由吸附劑吸附雜質(zhì)、加熱沖洗、冷吹等步驟。優(yōu)選的，本實(shí)施 例中采用經(jīng)電加熱器加熱產(chǎn)生的約為350°C、0. 2Mpa的過(guò)熱蒸汽熱吹吸附劑，之后將產(chǎn)生 的廢氣冷卻后分離出廢水和廢氣，廢水通過(guò)污水管網(wǎng)排出，廢氣經(jīng)火炬放空；沖洗吸附劑之 后，采用循環(huán)使用的氮?dú)鈱?duì)吸附劑進(jìn)行冷吹，使其干燥降溫至常溫，此過(guò)程為吸附的再生過(guò) 程，吸附劑再生后能夠在吸附轉(zhuǎn)爐煤氣中的雜質(zhì)時(shí)循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣按照一定比例進(jìn)行混合，得到混合氣，由于將 轉(zhuǎn)爐煤氣配加到焦?fàn)t煤氣中的作用是調(diào)節(jié)合成氣的氫碳比，使其達(dá)到生產(chǎn)甲醇的最佳比 例。氫碳比過(guò)低，即轉(zhuǎn)爐煤氣配加量過(guò)多，會(huì)造成合成甲醇時(shí)的催化劑結(jié)碳、老化失效等問(wèn) 題；氫碳比過(guò)高，即轉(zhuǎn)爐煤氣配加量過(guò)少，雖然可以降低合成氣中的甲烷含量，防止催化劑 結(jié)碳，但是會(huì)使由合成氣生成甲醇時(shí)的阻力增大，增加能耗，降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，導(dǎo)致甲 醇合成率低。因此，必須嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的混合比例。
本實(shí)施例中轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合比例是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)合成氣中的氫碳比而 實(shí)時(shí)調(diào)整的，所述合成氣中氫碳比按體積比F = (H2-CO2)/(C0+C02) = 2. 0 2. 05，因此， 優(yōu)選的，所述凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣按體積比凈化后轉(zhuǎn)爐煤氣焦?fàn)t煤氣=0. 8 1.2 9. 2 8. 8進(jìn)行混合，更優(yōu)選的，所述凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣按體積比凈化后 轉(zhuǎn)爐煤氣焦?fàn)t煤氣=0. 95 1. 05 9. 05 8. 95進(jìn)行混合。需要說(shuō)明的是，由于轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣中的成分是實(shí)時(shí)變化的，凈化后的轉(zhuǎn)爐 煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例需要實(shí)時(shí)調(diào)整，調(diào)整混合比例的方式可以為，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)凈 化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的成分，結(jié)合合成氣中的氫碳比的監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)的調(diào)整凈化 后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例；也可以采用生產(chǎn)過(guò)程中得到的凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與 焦?fàn)t煤氣成分的經(jīng)驗(yàn)值，結(jié)合合成氣中的氫碳比的監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)的調(diào)整凈化后的轉(zhuǎn)爐煤 氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例。本發(fā)明優(yōu)選前者，但混合比例調(diào)整方式的選擇不影響本發(fā)明的 保護(hù)范圍。本實(shí)施例中利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇的過(guò)程包括 將所述混合氣加壓至2. 2Mpa 2. 8Mpa，所加壓力優(yōu)選為2. 5Mpa，對(duì)混合氣體加壓 時(shí)可采用離心透平壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)，也可為其他本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)；對(duì)加壓后的混合氣進(jìn)行脫硫，將混合氣中的總硫脫至0. Ippm以下，具體脫硫方式 有多種，可采用活性炭脫除焦?fàn)t煤氣中的焦油等物質(zhì)，由于焦?fàn)t煤氣中硫的形態(tài)比較復(fù)雜， 需經(jīng)兩次加氫轉(zhuǎn)化，將各形態(tài)的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)硫，再通過(guò)中溫氧化鋅和常溫氧化鋅脫 除無(wú)機(jī)硫至總硫< 0. IPPm ；也可采用溶劑物理吸收法脫除混合氣中的大部分硫化物，再采 用水解和氧化鐵、氧化鋅或活性炭等干法精脫硫劑脫除可能殘留的痕量硫化物，以達(dá)到甲 醇合成的要求，采用溶劑物理吸收法時(shí)，溶劑可選用甲醇、環(huán)丁砜和二異丙醇胺組合溶液、 聚乙二醇二甲醚或碳酸丙烯酯。本實(shí)施例中選用第一種方式，但脫硫方式還可以采用本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的其他方法和其他物質(zhì)；采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝轉(zhuǎn)化脫硫后的混合氣，得到合成氣，所述合成氣 由混合氣中的甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)換而來(lái)，包括一氧化碳、二氧化碳和氫氣，所述合成氣中 氫碳比按體積比F= (H2-CO2)/(C0+C02) =2.0 2. 05，優(yōu)選的，所述合成氣中氫碳比按體 積比F = (H2-CO2) / (C0+C02) =2.01- 2. 03，更優(yōu)選的，所述合成氣中氫碳比按體積比F = (H2-CO2) / (C0+C02) = 2 . 02;之后，利用所述合成氣在215°C 280°C，5. 5Mpa 6. 5Mpa條件下反應(yīng)生成甲醇， 合成氣的反應(yīng)溫度優(yōu)選為230°C ^0°C，更優(yōu)選為 250°C，合成氣的反應(yīng)壓力優(yōu)選 為 5. 8Mpa 6. 2Mpa,更優(yōu)選為 6. OMpa。由于甲醇合成反應(yīng)是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，加入轉(zhuǎn)爐煤氣后，CO和(X)2濃度增大，合成 塔溫度將迅速上漲，超過(guò)合成催化劑的最佳操作溫度范圍，如果長(zhǎng)期高溫操作會(huì)加速催化 劑晶粒增長(zhǎng)，表面積減少，從而加速催化劑的衰老，所以必須使床層溫度低于280°C，又由于 床層溫度低于215°C觸媒可能有結(jié)蠟反應(yīng)，因此，最佳溫度范圍是215°C 280°C。通過(guò)計(jì)算，由于配加轉(zhuǎn)爐煤氣后CO和(X)2濃度的增大，將增加甲醇約3. ^t/h，本 實(shí)施例甲醇合成塔為管殼式合成塔，根據(jù)測(cè)算增加1噸甲醇將產(chǎn)生約0. 93噸蒸汽，于是，本 實(shí)施例中為了控制合成塔的溫升，在利用所述合成氣反應(yīng)生成甲醇同時(shí)用水補(bǔ)充反應(yīng)中失 去的水分，即合成塔的殼層鍋爐水副產(chǎn)蒸汽來(lái)帶走的水分，所述補(bǔ)充的鍋爐水的量與甲醇 產(chǎn)量按重量比優(yōu)選為0.90 0.96 1，更優(yōu)選為0.93 1，即補(bǔ)充水量約為3. 15t/h。CN 102079689 A
說(shuō)明書(shū)
5/10 頁(yè)由合成氣反應(yīng)生成的甲醇為粗甲醇，因此，本實(shí)施例中還采用由預(yù)精餾塔、加壓塔 和常壓塔組成的三塔精餾技術(shù)對(duì)所述甲醇進(jìn)行精餾，制取得到精甲醇，之后將精甲醇送至 成品罐區(qū)貯存。本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的生產(chǎn)甲醇的方法，以煉鋼生產(chǎn)中原本當(dāng)作廢氣燃放的副產(chǎn) 氣轉(zhuǎn)爐煤氣作為生產(chǎn)甲醇的原料，其組成中CO含量較高，而CO也是一種寶貴的化工原料， 作為廢氣燃放既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。因此根據(jù)焦?fàn)t煤氣中氫元素多而碳元素少，轉(zhuǎn)爐煤 氣中碳元素多而氫元素少的情況，將兩種氣體按一定比例混合后做為生產(chǎn)甲醇的原料，既 解決了單純采用焦?fàn)t煤氣做原料而導(dǎo)致的氫氣消耗不完，甲醇合成率低，資源浪費(fèi)的問(wèn)題， 又減少了環(huán)境的污染，從經(jīng)濟(jì)角度，利用廢氣做工業(yè)原料，也降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)甲醇的設(shè)備，參見(jiàn)圖1，包括與轉(zhuǎn)爐煤氣排氣口相連的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置1 ；與焦?fàn)t煤氣排氣口和所述轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置1的排氣口相連的混合裝置2，本實(shí) 施例中的混合裝置2為焦?fàn)t煤氣管道，在焦?fàn)t煤氣管道處設(shè)一開(kāi)口通入凈化后的轉(zhuǎn)爐煤 氣，焦?fàn)t煤氣與凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣混合，得到混合氣；與混合裝置2相連的混合氣壓縮機(jī)3，混合氣壓縮機(jī)3將混合氣加壓至.2Mpa 2. 8Mpa ；與混合氣壓縮機(jī)3的排氣口相連的脫硫裝置4 ；與脫硫裝置4的排氣口相連的轉(zhuǎn)化裝置5，在轉(zhuǎn)化裝置5中脫硫后的混合氣被轉(zhuǎn) 化為包括一氧化碳和氫氣的合成氣，所述合成氣中氫碳比按體積比(H2-CO2)/(C0+C02)= 2. 0 2. 05 ；與轉(zhuǎn)化裝置5的排氣口相連的合成氣壓縮機(jī)6，合成氣壓縮機(jī)6為合成氣加壓至 5. 5Mpa 6. 5Mpa ；與合成氣壓縮機(jī)6的排氣口相連的管殼式的合成塔7，在合成塔7中利用合成氣反 應(yīng)生成甲醇；與轉(zhuǎn)化裝置5、焦?fàn)t煤氣排氣口和所述轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置排氣口相連的控制器，控 制器通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)合成氣的氫碳比來(lái)調(diào)整凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的流量，以控制凈 化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例，所述混合比例為按體積比凈化后轉(zhuǎn)爐煤氣焦?fàn)t 煤氣=0. 8 1. 2 9. 2 8. 8。其中，本實(shí)施例中的脫硫裝置4、轉(zhuǎn)化裝置5、合成氣壓縮機(jī)6以及合成塔7統(tǒng)稱為 利用混合氣反應(yīng)生成甲醇的合成裝置。另外，還包括與合成塔7相連，對(duì)合成塔7產(chǎn)生的甲醇進(jìn)行精餾的預(yù)精餾塔8、加壓 塔9和常壓塔10。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合可以在焦?fàn)t煤氣 管道處也可以在混合氣壓縮機(jī)中，或者設(shè)置其他的混合裝置，但混合裝置的選擇并不影響 本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面結(jié)合圖1和方法實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)施例公開(kāi)的生產(chǎn)甲醇的設(shè)備和工藝流程來(lái)自煉鋼過(guò)程的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置1中的水除塵裝置、鼓風(fēng)機(jī)、氣 液分離器、吸附凈化單元以及精制單元后，對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行降溫，并除去其中的粉塵以及對(duì) 合成和轉(zhuǎn)化催化劑有害的硫、磷、砷、氟等雜質(zhì)，得到滿足反應(yīng)要求的凈化的轉(zhuǎn)爐煤氣，凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣的標(biāo)準(zhǔn)為:PH3 < IPPm ；COS < IPPm ；HF < 0. IPPm ；AsH3 < 5PPb ；H2S < IPPm, 來(lái)自轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)后，與來(lái)自焦?fàn)t的焦?fàn)t煤氣混合得到混合氣。焦?fàn)t煤氣在與凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣混合前在焦化廠經(jīng)過(guò)預(yù)處理。所述預(yù)處理過(guò)程 為焦?fàn)t煤氣在鼓風(fēng)機(jī)后設(shè)經(jīng)電捕焦油器將焦?fàn)t煤氣中的焦油脫至50mg/Nm3以下；在鼓風(fēng)機(jī)后的硫銨工段采用酸洗法將焦?fàn)t煤氣中的氨脫至50mg/Nm3以下；采用橫管式間冷器，循環(huán)噴灑冷凝液將焦?fàn)t煤氣中的萘脫至100mg/Nm3以下；采用焦油洗油進(jìn)行循環(huán)洗滌的方式，將焦?fàn)t煤氣中的苯類降至2g/Nm3以下；采用PDS法將焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、氰化氫降至20mg/Nm3以下。經(jīng)過(guò)上述預(yù)處理后的焦?fàn)t煤氣與凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣在混合氣壓縮機(jī)處按比例混 合并壓縮至2. 2Mpa 2. SMpa后，進(jìn)入脫硫裝置4對(duì)混合氣進(jìn)行精脫硫，將總硫脫至0. Ippm 以下，脫硫后的氣體與來(lái)自外界的氧氣混合，采用純氧催化部分氧化工藝在轉(zhuǎn)化裝置5中 進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將混合氣體中的甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為合成甲醇的有用成分一氧化碳、二氧 化碳和氫氣，即生產(chǎn)甲醇所需的合成氣，之后經(jīng)合成氣壓縮機(jī)6將合成氣加壓至5. 5Mpa 6. 5Mpa，加壓后的合成氣在合成塔7中反應(yīng)生成粗甲醇，通過(guò)向合成塔中補(bǔ)充一定量的鍋 爐水將反應(yīng)溫度需控制在215°C 280°C范圍內(nèi)，之后利用三塔精餾技術(shù)精餾粗甲醇得到 精甲醇。其中，凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例的控制方式為，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)合 成氣中的氫碳比，根據(jù)氫碳比的變化，實(shí)時(shí)的調(diào)整轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的流量。在生產(chǎn)過(guò)程 中，合成塔7中未完全反應(yīng)的氣體有多處去路，比如作為循環(huán)氣返回合成氣壓縮機(jī)6重復(fù)壓 縮后再次反應(yīng)，或者是返回轉(zhuǎn)化裝置5作為預(yù)熱爐或升溫爐的熱源利用，也可以作為焦?fàn)t 加熱的熱源利用，或者將馳放氣中的氫提取出來(lái)做為氫源利用，即將馳放氣經(jīng)變壓吸附裝 置提取氫，具體措施為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，這里不再贅述，但是對(duì)合成塔中未完全反 應(yīng)的氣體的處理方式并不能影響本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍。需要說(shuō)明的是，在脫硫裝置4中進(jìn)行的脫硫主反應(yīng)如下RSH+H2 = H2S+RH ；RSR+2H2 = H2S+2RH ；R「S-I 2+2H2 = RiH+^H+H^ ；C0S+H2 = H2S+C0 ；CS2+2H20 = 2H2S+C0+C02 ；H2S+FeO = FeS+H20 ；H2S+ZnO = ZnS+H20。其中，硫醇RSH、硫醚RSR、R1-S-R2和均為焦?fàn)t煤氣中的雜質(zhì)。在轉(zhuǎn)化裝置5中進(jìn)行的純氧催化部分氧化過(guò)程主反應(yīng)如下2H2+02 = H20+115. 48kcal ；2CH4+02 = 2C0+4H2+17. Okcal ；CH4+H20 = C0+3H2-49. 3kcal ；CH4+C02 = 2C0+2H2-59. Ikcal ；
CCHH2O = C02+H2+9. 8kcal。其中，反應(yīng)后生成的CO、CO2和H2即為合成氣的主要成分，合成氣中的氫碳比需控 制在2. 0 2. 05。在合成塔7中進(jìn)行的利用合成氣反應(yīng)生成甲醇的過(guò)程主反應(yīng)如下C0+2H2 = CH3OH+Q ；C02+3H2 = CH30H+H20+Q。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的生產(chǎn)甲醇的方法進(jìn)行描 述。實(shí)施例一以鋼焦聯(lián)產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)出的焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣為原料，在某一時(shí)刻，原料的組成 為焦?fàn)t煤氣中各組分含量為
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)甲醇的方法，其特征在于，包括 凈化轉(zhuǎn)爐煤氣；將凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合，得到混合氣； 利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，凈化轉(zhuǎn)爐煤氣的過(guò)程包括 對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣加壓；除去加壓后的轉(zhuǎn)爐煤氣中的機(jī)械水；吸附除去機(jī)械水后的轉(zhuǎn)爐煤氣中的雜質(zhì)；對(duì)吸附雜質(zhì)后的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行脫砷，得到凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇的過(guò)程包括對(duì)所述混合氣進(jìn)行脫硫；采用純氧催化部分氧化轉(zhuǎn)化工藝轉(zhuǎn)化脫硫后的混合氣，得到合成氣； 利用所述合成氣在215°C 280°C，5. 5Mpa 6. 5Mpa條件下反應(yīng)生成甲醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合過(guò) 程為，根據(jù)所述合成氣中的氫碳比調(diào)整凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的混合比例后進(jìn)行混 合，所述合成氣中氫碳比按體積比(H2-CO2)/(C0+C02) = 2. 0 2. 05。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對(duì)所述混合氣進(jìn)行脫硫前還包括將所述 混合氣加壓至2. 2Mpa 2. 8Mpa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述合成氣在215°C 280°C， 5. 5Mpa 6. 5Mpa條件下反應(yīng)生成甲醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述合成氣反應(yīng)生成甲醇同時(shí)用水 補(bǔ)充反應(yīng)中失去的水分，所述補(bǔ)充的水的量與甲醇產(chǎn)量按重量比0. 90 0. 96 :1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)所述甲醇進(jìn)行精餾，得 到精甲醇。
9.一種生產(chǎn)甲醇的設(shè)備，其特征在于，包括與轉(zhuǎn)爐煤氣排氣口相連的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置；與焦?fàn)t煤氣管道和所述轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝 置排氣口相連的混合裝置；與所述混合裝置排氣口相連的合成裝置；與所述合成裝置、焦?fàn)t煤氣管道和所述轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置排氣口相連的控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述合成裝置包括 與所述混合裝置排氣口相連的脫硫裝置；與所述脫硫裝置排氣口相連的轉(zhuǎn)化裝置； 與所述轉(zhuǎn)化裝置排氣口相連的合成塔。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種生產(chǎn)甲醇的方法，包括凈化轉(zhuǎn)爐煤氣；將凈化后的轉(zhuǎn)爐煤氣與焦?fàn)t煤氣混合，得到混合氣；利用所述混合氣反應(yīng)生成甲醇。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的生產(chǎn)甲醇的方法和設(shè)備，通過(guò)將煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)氣轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過(guò)凈化過(guò)程后，使其能夠與煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣按照適當(dāng)?shù)谋壤旌?，使混合氣?jīng)脫硫和轉(zhuǎn)化后生成的合成氣中的氫碳比滿足理論值的要求，提高原料中有用元素的利用率，提高了生產(chǎn)效率，減少了廢氣對(duì)環(huán)境的污染，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07C31/04GK102079689SQ20101013698
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者吳映忠, 張光輝, 張冬草, 李元廷, 李克兵, 江善明, 趙光美 申請(qǐng)人:四川達(dá)興能源股份有限公司