2025年焦炉煤气制甲醇生产工艺的现状及改进.pdfVIP

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

焦炉煤气制甲醇生产工艺的现状及改进

摘要：中国是煤炭资源大国，焦化是煤炭的主要用途之一，中国的焦

炭年产量2025万吨，作为焦化工业的副产品，国内大规模生产焦炭的同时，

必然会产生大量的焦炉煤气。推动了焦炉煤气的有效利用，目前其利用方式有以

下几个方面：1）用于气体发电取代传统的燃煤。2）作为新型的气体燃料用于

生活取暖和工业燃料。3）用于化工生产，制甲醇、氢气、化学肥料等产品。

关键词：焦炉煤气；甲醇；生产工艺；改进

1焦炉煤气制甲醇生产技术现状

焦炉煤气制甲醇生产工艺中，首先要进行原料的预处理过程，原料气进入气

柜缓冲并稳压，之后进入气体压缩机，增压至2.5MPa达到脱硫所需的压力，

进入精脱硫装置，进行原料气的脱硫处理，完成粗脱硫和精脱硫两步后，使气体

中的总含硫量大幅降低，避免催化剂中毒和仪器设备等的腐蚀。脱硫完成后到达

甲烷的转化工段，通过合适的转化工艺，将气体中的甲烷等成分转化成有效成分

CO和H2，之后通过煤炭制气补碳以调整碳氢比，转化后的气体经合成气压缩机

加压至6.0MPa，进入甲醇合成装置完成粗甲醇的制备，最后将甲醇精馏，生产

出。

1.1气体净化工段

焦炉煤气的气体净化工段在整个工艺中尤为重要，经过初步处理的焦炉煤气

中仍然有许多杂质未能去除干净，必须进行深度净化，在生产中脱硫要求较高时，

常常将这两种方法相结合。工业所需质量的甲醇送入罐区储存。

1.2甲烷转化工段

甲烷是焦炉煤气的主要成分之一，但其并不是合成甲醇的有效成分，不参

与反应，可通过合适的工艺将其完全转化为对甲醇合成的有效成分。目前工业

上常用的甲烷转化工艺有蒸汽转化法、纯氧催化部分氧化转化法、非催化部分氧

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

化转化法。其中，纯氧催化部分氧化转化法在工业上应用最普遍，其转化原理是

在转化炉上部燃烧室内，焦炉煤气中的部分CH4、CnHm、H2与纯氧蒸汽中的氧进

行燃烧，放出大量的热，以供给甲烷转化所需热量，上部高温气体进入下部催化

剂层，焦炉煤气中CH4及烯烃、炔烃在催化剂作用下与蒸汽进行转化反应。

1.3甲醇合成工段

完成甲烷的转化之后，就要进行甲醇的合成。合成甲醇的方法有高压法，中

压法和低压法。由于高压法和中压法的能源消耗大、设备复杂，在发展中逐步被

淘汰。低压法是在铜基催化剂上于5.0MPa的压力和230~275℃的温度下将原

料氢和一氧化碳合成甲醇，它具有结构简单，节能，高选择性和高纯度的优点，

被广泛使用。

在合成甲醇的时候要格外注意碳氢比，受自身的影响，碳氢比直接和甲醇的

生产效率相关联，过小的碳氢比会加大催化剂的活性，所以在生产过程中要不断

关注碳氢比，并且进行合理必要时注入适量的二氧化碳以促进反应的进行并确保

甲醇的生产。

1.4甲醇精馏技术

在甲醇合成的过程中，不可避免地会受到外部因素的影响，并伴有许多副反

应，产出粗甲醇。粗甲醇中除了甲醇外，还有水和有机杂质，醛、醇、醚、酸

等。精馏方法用于纯化粗甲醇，目前有两个相对成熟的甲醇精馏工艺，即三塔精

馏和双塔精馏。

合成的粗甲醇进行精馏前首先缓冲减压，之后加入用来中和甲醇中酸类杂质

的5%NaOH溶液，一起送入预精馏塔内。在塔内粗甲醇再次减压，进行精馏，

部分汽化从塔顶导出，冷却后，一些沸点较低的轻组分被释放