以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法

摘要

本发明公开了一种以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法，主要步骤包括：焦炉煤气经过净化处理、变换处理、脱硫脱碳、变压吸附分离甲烷和氢气、富甲烷气加压成压缩天然气，煤经过煤气化反应和净化处理、与氢气混合、精脱硫处理得到甲醇合成气。该方法根据焦炉煤气中氢多碳少、而煤制甲醇原料气中碳多氢少的特点，通过对焦炉气有效的预处理后，经过变换处理，CO变成H2和CO2，再通过PSA技术将H2和CH4有效的分离，作为更高价值的原料使用；达到综合利用焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的目的，最大化的应用焦炉煤气和煤中的有效能量，节能减排，提高经济效益。

主权项

以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法，其主要步骤包括：焦炉煤气经过净化处理、变换处理、脱硫脱碳、变压吸附分离甲烷和氢气、富甲烷气加压成压缩天然气，煤经过煤气化反应和净化处理、与氢气混合、精脱硫处理得到甲醇合成气；其所述的各步骤具体处理方法如下：（1）、焦炉煤气的净化处理将原料焦炉煤气经过净化处理，脱除其中的萘、苯和焦油，得到净化后的焦炉煤气；（2）、变换处理将上述净化后的焦炉煤气经压缩后依次通过预热器、中间换热器、变换炉一段、增湿器、变换炉二段、中间换热器、变换炉三段、预热器、冷却器处理，在催化剂的作用下使其中所含 CO变换为H2，并脱除氧及其它杂质，同时使焦炉煤气中的有机硫大部分转化为无机硫，得到H2含量增加、CO含量减少的变换气；其具体处理方法为：a、预热：将上述净化后的焦炉气压缩至0.6～2.5MPa，通过预热器，在预热器中与变换炉三段出来的变换气预热至115～165℃；b、换热：将上述预热后的焦炉气通过中间换热器，在中间换热器中与变换炉二段出来的变换气换热，达到变换所需的温度200～260℃；c、变换炉一段中反应：在上述换热后的焦炉气中配入水蒸气，使原料气中蒸汽/干气摩尔比为0.06～0.12，进入变换炉一段；在变换炉一段中依次装有净化剂、除氧保护剂、加氢催化剂和变换催化剂；工艺气体依次经过净化剂、除氧保护剂处理，除去焦炉气中的萘、苯、油污和氧气，再进入加氢催化剂和变换催化剂层，反应温度范围为340～420℃；d、增湿降温：将从上述变换炉一段中出来的气体通入增湿器中，喷入冷激水让其增湿降温，降温至210～280℃；e、变换炉二段中反应：将上述增湿降温后的气体通入变换炉二段，在变换炉二段中发生变换反应，反应温度为250～330℃；f、换热降温：将从上述变换炉二段中出来的变换气通入中间换热器中，通过换热加热已经过净化处理并预热后的焦炉气，并实现自身降温，降温至190～240℃；g、变换炉三段中反应：将上述经过中间换热器换热、实现自身降温后的变换气通入变换炉三段，在变换炉三段中继续发生变换反应，反应温度为200～260℃；在上述加氢反应和一、二、三段变换过程中，加氢反应和变换反应的同时，焦炉气中的有机硫大部分转化为无机硫；h、预热降温：将从上述变换炉三段出来的变换气通入预热器中，通过换热加热已经过净化处理的焦炉气，并实现自身降温，降温至130～160℃；i、进一步冷却：将上述经过预热器预热、实现自身降温后的变换气通入冷却器将剩余热量用空气或冷却水带走，自身降温至≤40℃，即获得H2含量增加、CO含量减少的变换气；（3）、脱硫脱碳采用低温甲醇洗法或国内成熟技术NHD法或其它湿法脱硫脱碳方法，将上述经过变换处理后得到的变换气中的总硫从400～500mg/Nm3降至低于10mg/Nm3，CO2从9～13%降至0.2～0.8%，得到脱硫脱碳后主要成分为H2和CH4的混合气；（4）、变压吸附分离甲烷和氢气将上述脱硫脱碳后的混合气通过变压吸附技术进行分离，分别得到含甲烷≥90%的富甲烷气和含氢≥98%的富氢气；（5）、富甲烷气加压成压缩天然气将上述富甲烷气加压到25～30MPa，得到压缩天然气；（6）、煤的气化反应和净化处理采用现有技术中的通用方法，将原料煤经过煤气化反应，得到主要含CO、H2和CO2的水煤气，再经过脱硫处理，将水煤气净化到总硫含量≤10mg/Nm3，得到净化后的水煤气；（7）、与氢气混合将上述净化后的水煤气与前述变压吸附分离得的富氢气按甲醇生产需要的氢碳比为2.05～2.15进行混合，得到水煤气与氢气的混合气；（8）、精脱硫处理得到甲醇合成气将上述水煤气与氢气的混合气在压力为0.6～2.5MPa条件下，利用常温水解剂和干法脱硫剂进行精脱硫处理，将工艺气体中的总硫脱至0.1ppm以下，得到甲醇合成所需的合适原料气，即甲醇合成气。