关于焦炉气制甲醇生产情况的调查报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“焦炉气制甲醇工艺”。
关于焦炉气制甲醇生产情况的调查报告
目前焦炉气生产甲醇发展情况很快，也是近几年来出现的新的工艺生产技术之一。怎样采用生产工艺调节，各个厂家也都不一样，得到的效果也不一样。同时各个厂的焦炉气组份也有很大的差异，对消耗也有很大的影响。从去年到今年我们参观了多家生产厂家，并进行了技术交流，现将技术交流总结有几个经验供大家参考。
一、焦炉气生产甲醇工艺普遍存在转化出口气体成份中氢碳比过大，氢气过剩严重（掺水煤气生产除外）。这对甲醇生产是不利的，其结果是影响甲醇合成生产。过量的H2在合成塔累计增加占有空间多，压力增大甚至超压，要维持正常生产就必须增加放空量，从而造成消耗上升，甲醇产量下降。理论上甲醇合成气要氢碳比为2，实际要求氢碳比为2.1左右。而现在生产厂家的氢碳比远大于要求，在2.2~2.5之间。如山西光大，2010年10月2日转化炉出口气体成份H2：:71.39%CO:16.39%CO2:8.23%CH4:0.89%,氢碳比=（71.39-8.23）/（16.39+8.23）=2.56.过剩H2量计算：如按生产负荷30000m3/h计算，转化出口干气一般为负荷1.5倍左右，即30000*1.5=45000m3（总转化气量）过剩H2:45000*【71.39-8.23-（16.39+8.23）*2】=6264m3/h。淮北临涣国外设计的一套装置和操作理念基本解决了这一问题，山西光大在2010年11月份后采用降低出口温度操作：由原来560℃降至520℃以下，水气比由0.8降至0.7~0.75,出口气体：H2:68.56%CO：18.82% CH4:1.1%氢碳比=（68.56-8.84)/(18.82+8.84)=2.23,由于水气比降低，但转化炉床层温度仍没有提在870℃左右，所以甲烷从0.8%上升到1.18%。从上述可以看出水气比的变化对转化出口甲烷的影响是比较大的，但由于氢碳比降下来，该厂的消耗仍由原来的2000m3/吨精醇降到1950m3以下。其原因就是，降低转化炉进口温度，一是直接减少了燃料的消耗量；二是氢碳比降低有利于甲醇反应合成，减少了放空量，有效气体利用增加。
二、关于转化工艺操作水碳比，温度和出口气体成份的控制问题。
1、水碳比
甲烷蒸汽转化过程主要包括蒸汽转化反应和一氧化碳转化反应：
CH4+H2O=3H2+CO
CO+H2O=CO2+H2
在一定条件下，也可以说在水蒸气过少或缺水蒸汽的情况下，甲烷蒸汽转化过程会发生析碳和甲烷化反应，也称逆反应。因此在生产中必须保持合理的水碳比，这是最为重要的。
那么合理的水碳比是多少？从理论上讲，一分子甲烷要与二分子水蒸气反应，生成一分子二氧化碳和四分子氢气，一分子一氧化碳与一分子水蒸气反应生成二氧化碳，这也是碳与水蒸气反应生成二氧化碳的1:1比例，低于此比例就有可能产生析碳和甲烷化反应，但在实际生产中，气体混合不可能百分子百的混合均匀，因此在工艺生产中水蒸气必须要过量，过量越大，越有利于甲烷蒸汽转化。其操作温度也可以低些，出
口甲烷也相应的降低。目前各厂家焦炉气中的甲烷含量（包括多碳烃）在内为25%~30%,CO为10%左右，根据上述一分子甲烷需要二分子水蒸气，一分子CO需要一分子水蒸气，所以最小水气比为：（25~30%）*2+10%=60%~70%在实际生产中一般都要采取大于最小水气比才能有利于生产，否则甲烷蒸汽转化不可能转化完全，比较合理的水气比应大于最小水气比的10%以上，也就是说焦炉气蒸汽转化合理的水气比在（60+10）~（70+10）%=70%~80%之上。低于此水气比则对转化生产不利，从下面几个厂家分析可以看出。
1、恒昌煤业使用天一2010年12月使用8个月
焦炉气流量30500m3/h12500kg蒸汽+氧加蒸汽2000kg
转化炉温度（1）1067℃（2）895℃（3）出口900℃
出口甲烷 1.45%水气比=（12500+2000）*1.24/30500=0.592011年2月24日使用10个月
焦炉气流量35500m3/h 蒸汽量13920+2000kg(补纯氧)
转化炉温度（1）1187℃（2）坏（3）942.6℃出口坏
出口甲烷CH4: 0.84水气比=（13920+2000）*1.24/35500=0.56注（焦炉气CH4含量20%左右）消耗为2100m3吨精醇
2、陕西黑猫使用天一2010年11月使用3个月
焦炉气流量34400m3/h蒸汽流量14447kg+2000kg
转化炉温度（1）1048℃（2）945℃（3）943℃ 出口934℃出口甲烷CH4:1.37%水气比=（14447+2000）*1.24/34400=0.59注（焦炉气甲烷含量26%）消耗为2000m3吨精醇
3、山东海化使用天一一年以上装填量20吨
焦炉气量（其中掺加部份水煤气）23000m3/h左右
转化炉温度（1）1130℃（2）950℃（3）出口温度均坏出口甲烷：CH4：:0.8%水气比：0.6
掺水煤气后甲烷含量18~20%，消耗2100m3/h吨精醇以上。
从上述厂家分析数据看，可以得出结论，水气比在0.6左右时，不仅出口甲烷高，且转化操作温度高，不管催化剂使用3个月还是1年以上都是一样的结果。对于焦炉气甲烷高的，其出口甲烷也更高，如陕西黑猫，水气比为0.59，焦炉气甲烷含量26%转化催化剂使用3个月，转化床层温度在940℃以上时，其出口甲烷为1.37%，另外水气比低，转化炉操作温度高也会加速催化剂老化，活性降得快，寿命缩短，同时出口甲烷增高，又降低了出口有效气体CO和H2，增加了到合成的惰性气体及排放量，消耗自然也上升。所以转化生产的水气比控制至关重要。如山焦四厂，山西光大的水气比为0.7~0.8，山西万鑫达和山西孝义天浩及淮北临涣的水气比为0.9~1.0，上述厂家的操作温度稳定，出口甲烷也低些，而且消耗也都在2000m3/吨精醇以下。综合上述比较来看，我认为水气比应控制在0.7~0.9比较合理，并保证了转化生产的正常运行，又有利于调节转化炉出口气体成份满足合成生产工艺要求。
2、温度的控制
转化炉控制温度是调节出口气体成份的主要手段之一。提高温度则出口气体中的甲烷降低，CO提高，降低温度则出口气体中甲烷上升，CO下降，转化炉温度控制一般以中、下层和出口温度为准。出口温度一般在900~960℃之间，转化炉上层温度因离燃烧空间近，变化比较大，只能做操作中参考温度。另外因催化剂在装填后投入运行时，催化剂床层还会逐近压实下沉，一般在20公分左右，如催化剂有破碎下沉还会更多，以至于第一层的测温热电偶会暴露在燃烧空间，超温而烧坏，因此在装填时，催化剂应尽量多装些，根据多数厂家使用情况看，第一根热电偶上部再装600mm为好，这样不易烧坏，便于转化控制温度。
3、气体成份的控制
气体成份的控制主要是调节水气比和转化炉床层温度，从多数厂家运行来看，水气比为0.7~0.9，转化炉温度900~960℃，CO含量16~19%，转化炉出口甲烷0.3~0.8%，是比较合理的。生产运行也是比较稳定的。如果为追求转化出口更高的CO含量，而采取降低水碳比，提高转化炉温度，只会造成转化炉运行困难，出口甲烷上升快，反而不利于降低消耗，生产的稳定运行。
为调节好气体成分，从理论上来说，催化剂使用初期，水气比控制在0.7~0.8，转化炉温度920℃左右，这是因为初期催化剂活性好，转化炉温度应控制低些，有利于催化剂稳定运行，但不利于CO的提高，所以在初期水气比控制要在低位，以有利于气体中CO的提高，从而达到比较理想的合成原料气成分。在使用中期，当催化剂活性下降时，要适当提高水气比和转化炉温度，这样调节可提高催化剂活性，并保持转化炉出口气体成份有利于合成的反应。在使用后期，水气比和转化温度要提到高限操作，也就是说水气比0.9.转化炉设备在960℃左右。这样的工艺控制也好，变化不大。其调节的原理就是依据，水气比降低有利于CO的提高，提高温度有利于CO的提高，每次调节是水气比和温度变化作用相互抵消，气体成份且仍保持稳定，以利于甲醇合成的生产。
以上对各项调查总结供大家参考，各厂应根据自己的实际情况在上述总结的经验中，逐步探索出一条高产低耗的工艺生产操作方法。
湖南省醴陵市协华科技有限公司
