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山西焦化焦炉气配水煤气制甲醇工艺

摘要：叙述了焦炉气制甲醇的工艺技术，对过程补碳及装置工艺特点进行了分析和描

述。为焦炉气的合理利用提供了典型的参考作用。

关键词：焦炉气水煤气甲醇新技术

1项目建设的必要性

山西焦化集团有限公司是一个以煤进行深加工，集采煤、洗煤、炼焦、精细

加工、化肥等为一体的国家大型企业。其中主导产品冶金焦产量2006年已达160

万吨/年，其副产的焦炉气主要用于生产化肥及发电。2007年又新建一套150万

吨/年焦炉，副产大量焦炉气。为合理利用资源，做到循环经济之目的，并响应

公司“以焦配化，以化补焦，焦化并举”的战略方针。在充分论证的基础上，决

定以焦炉气为主要原料同步配置一套甲醇生产装置，实现公司的产业升级和产品

转换。

2甲醇工艺中的几个基本问题

2.1焦炉气的净化

焦炉气主要成份有H、CH（含多碳烃）、CO、CO、N、O以及少量硫及

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杂质，而甲醇合成主要通过CO与H反应生成（另有少量CO），并且对硫及杂

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质的含量有较高的要求。焦炉气的净化包括除杂、脱硫及甲烷转化。我公司焦炉

气制化肥系统已运行多年，其中湿法脱硫采用ADA+PDS法，干法脱硫采用加氢

有机硫转化+锰硫+中温氧化锌法，甲烷转化采用富氧空气部分氧化法。考虑到熟

悉程度及使用效果，本公司甲醇系统仍采用类似方式，主要差别是甲醇系统需要

纯氧转化，且脱硫要求更加严格。

2.2补碳问题

尽管单焦炉气制甲醇是可行。由于甲醇生产对氢碳比最佳比例约2.05左右。

而焦炉气转化后制的合成气氢多碳少，作为合成甲醇的原料时，原料气消耗大，

弛放气排放多，氢气没有得到充分利用，而煤造气生产甲醇刚好相反，氢少碳多；

两者结合，可方便地调节氢碳比，使其达到理想值，从而物尽其用。（对补碳方

式，可根据用量、投资及成本等方面综合考虑，因此各地补碳形式可能不同。）

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我公司采用的是常压固定床造气，以公司小块粒焦（或焦粉配型焦）及本省资源

丰富的无烟煤为原料。

2.3水煤气精脱硫

水煤气中含有较高无机硫及有机硫，无机硫脱除较为容易，较难脱的是有机

硫。目前几乎所有煤制气生产化肥或甲醇的厂家均需要经过CO变换过程，从而

起到一个间接有机硫转化过程，为后面的精脱硫提供了一个好的条件。而我公司

因氢多碳少，不需变换过程，使精脱硫难度增加。为此，我公司专门设计了一套

无CO变换有机硫脱除流程来处理水煤气脱硫，可为同行提供有价值的参考。

2.4产品规模问题

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因焦炉气量基本固定（焦炉气量约32000Nm/h），产品规模主要决定于补水

煤气量，另外还与后序提氢有关。补气的多少主要视水煤气成本而定，若成本高，

只需要补到最低平衡值；若成本低，则可继续扩大规模（此处指的是仍以焦炉气

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为主）。我公司通过补充水煤气（气量约27000Nm/h），甲醇规模由原来的12

万吨/年提高到24万吨/年。

3主要工艺状况

本套装置可分为焦炉气、水煤气两条主线。生产过程主要包括原料气的制备

（包括制取水煤气）、净化（除杂、脱硫、甲烷转化）、合成及精馏等工序，并设

置公辅及空分辅助工序。

3.1工艺流程

焦炉气路线：焦炉副产的焦炉气经脱焦油、脱氨、洗苯、初脱硫等工序后，

由管道直接送至本装置界区的焦炉气气柜，经电捕除尘、除焦油后由煤鼓加压后

进入湿法脱硫系统，湿法脱硫气经低压机压缩后入干法脱硫、转化及精脱硫等工

序后成为合格的甲醇原料气。

水煤气路线：原料煤经皮带输送至自动加焦机后入造气炉，所产水煤气经气

柜、煤鼓、电除尘后入湿法脱硫后经低压机压缩去专门设计的无CO变换有机硫

脱除装置，成