1 焦炉煤气的组成与净化
1.1  焦炉煤气成分复杂
焦炉煤气的组成*复杂，除含有H2、CO、CO2、CH4、N2、O2、CnHm外，还有大量的H2S、COS、CS2、HCN 、NH3 、噻吩、硫醇、硫醚、萘、苯、焦油等，典型的焦炉煤气组成见表1。

表1 焦炉煤气的组成

H2 ，％	CH4 ，％	CnHm ，％	CO，％	CO2，％
58.00	26.00	2.50	6.00	2.70
N2，％	O2，％	H2S，mg/m3	*硫，mg/m3
4.00	0.76	300	250

1.2  焦炉煤气的净化
一般焦化厂的煤气净化流程中，只对H2S、NH3、萘、苯、焦油有*的要求，不对其它杂质进行控制。焦化厂的常规流程是焦炉煤气经过冷凝鼓风、电捕焦油、脱硫、脱氨、脱苯后，就作为产品送出界区。
作为生产甲醇和甲烷的原料气，除需要脱除H2S、NH3、萘、苯、焦油外，还需将COS、CS2、噻吩、硫醇、硫醚脱除，否则后续工序的催化剂就会中毒。因此，焦炉煤气制甲醇和甲烷工艺中焦炉煤气净化的*要工作是脱硫。
焦炉煤气转化为合成气的催化剂与天然气转化催化剂类似，对焦炉煤气中的总硫要求应*≤10×10－6。另外，焦炉煤气中的烯烃、长链烷烃含量也不能过高，否则会在转化催化剂表面发生析炭反应，堵塞催化剂的*孔隙及表面*位，降低催化剂*。因此，硫的脱除及加氢是焦炉煤气净化的主要任务。
国内已经开发了对焦炉煤气中*硫的加氢脱硫技术，但是硫醇、噻吩的加氢转化率还不能满足后续转化催化剂的要求，而甲醇合成催化剂对硫的要求为≤0.1×10－6，还需增加精脱硫装置。国内*硫加氢催化剂还需要改进。另外，还应对焦炉煤气中的氯含量引起*的重视。

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2 焦炉煤气制甲醇的工艺路线
由焦炉煤气生产甲醇的关键是将焦炉煤气中的甲烷转化为氢和一氧化碳。国内经过多年的摸索和研究，开发出了纯氧部分氧化制合成气的技术，包括催化和非催化工艺。
2.1  纯氧催化部分氧化工艺
焦炉煤气部分氧化制甲醇的转化工艺与天然气二段转化工艺类似，但是有区别（*须用纯氧），原因是不能混入氮气。焦炉煤气纯氧催化部分氧化制甲醇的流程如图1所示。

                         图1 焦炉煤气纯氧催化转化原则流程示意图

如图1 所示，焦炉煤气经复合催化湿法脱硫，压缩至2.1 MPa和补充水蒸汽后进入干法脱硫装置。再经纯氧催化转化，转化气中（H2 –CO2) / (CO+CO2）的比值基本适合合成甲醇的需要，只是H2略有过剩。转化气回收热量后，通过精脱硫，使总硫降至0.1×10－6以下后再进入压缩机，将混合气压至5.0MPa以上，进行低压合成，所产粗甲醇经精馏后得精甲醇。在焦炉煤气中补充水蒸汽的目的是转化反应的需要，过量的水蒸汽可以避免反应过程中催化剂结炭。反应器中主要进行以下反应：
CH4＋H2O ＝ CO＋3H2 ΔH298＝206.15 kJ/mol          （1）
CO + H2O ＝ CO2 + H2 ΔH298＝－115. 98 kJ/mol       （2）
纯氧催化部分氧化转化工艺有以下特点：
(1) 不需要用*钢材制造转化炉管。
(2)   1台转化炉即可满足要求，结构类似于传统蒸汽转化的二段炉，结构简单，流程短。
(3) 采用纯氧自热式部分氧化转化，不像蒸汽转化法转化炉为辐射段间接加热的结构形式，因此转化炉的体积很小。
(4) 反应速度比蒸汽转化快，有利于强化生产，燃料气消耗低，焦炉煤气利用率高。反应所需的热量靠CH4和H2的燃烧得到。
(5) 目前气化压力不够高，通常在2.5～3.5MPa之间，后续工序的压力会受此影响，合成甲醇时需要再加压，导致流程*，能耗增加。
(6) 焦炉煤气成分比较复杂，其中有害杂质较多。为了满足转化催化剂的要求，在转化炉前需设置湿法脱硫、吸附脱硫、*硫加氢转化、干法脱硫等脱硫步骤。即便这样，脱硫精度仍然达不到合成甲醇对总硫的要求（≤0.1×10－6)，还需在转化炉后再增加干法精脱硫工序。大量的*硫加氢转化为无机硫（H2S )，干法脱硫剂用量大，而且还增加了对环境的二次污染。
另外，该技术是国内十分成熟的技术，*设备都在国内制造，不存在与国外知识产权之争。
2.2  纯氧非催化部分氧化转化工艺
焦炉煤气纯氧非催化转化工艺就是目前化肥中的部分氧化工艺，只是原料从天然气、重质烃、水煤浆或煤粉改成为焦炉煤气。与目前化肥生产所用工艺的区别是氧耗量没有天然气多，这与甲烷含量低有关。
焦炉煤气经增压至2.1MPa后进行焦炉煤气纯氧非催化转化，转化气回收热量后，通过湿法脱硫和精脱硫，使总硫降至≤0.1×10－6以下，转化气的（H2 –CO2) / (CO+CO2）的比值基本适合合成甲醇，然后再进入压缩机，将混合气压缩至5.0 MPa以上进行低压合成，所产粗甲醇经精馏后得精甲醇。焦炉煤气纯氧非催化转化制甲醇的流程图见图2。

技术详情请咨询！张斌                                系统中补充少量水蒸汽的目的是保护烧嘴。反应器中主要进行以下反应：
2CH4＋O2 ＝ 2CO＋4H2 ΔH298 ＝ －54. 64 kJ/mol     (3)
CH4＋2O2 ＝ CO2＋2H2O   ΔH298 ＝－802. 60 kJ/mol     (4)
CO＋H2O ＝ CO2＋H2 ΔH298 ＝－115. 98 kJ/mol    (5)
焦炉煤气非催化纯氧部分氧化工艺特点如下：
(1) 采用3.5～8.5 MPa的高压制气工艺，使全系统流程简化，有可能实现等压或接近等压合成甲醇，节省了气体的压缩耗能。
(2) 采用非催化技术，把很难处理的硫等杂质烧掉，变成易于处理的无机硫，在转化炉后面可以方便地用NHD、低温甲醇洗等湿法脱硫方法脱除。湿法脱硫的操作费用低，脱除的硫化物可以回收利用，大大减轻了硫化物对环境的污染。
(3) 如果在非催化部分氧化后，采用激冷废热锅炉联合流程（与目前化肥生产的流程不同），能量依然可以回收，产生的高、中压蒸汽可用于空压机等大功率机组。在转化炉的底部适当喷水激冷，使转化炉出口气体的温度降至1000℃以下，后续的废热锅炉可以参照合成氨流程的相应成熟技术，从而降低该工艺的难度。
(4) 非催化部分氧化工艺的缺点是转化温度过高(1300～1400 ℃ )，在同等原料气消耗和不补充CO2的情况下，氧耗比纯氧催化转化高，合成气中（H2+CO）的总量相同，但是H2/CO的比值低（适合于制甲醇），转化后的气体中CO含量高10%，没有蒸汽消耗，因此单位产品的能耗大致相当。
(5) 转化气净化选择的湿法脱硫工艺*然同时脱碳。这样作为甲醇合成气的原料气时，碳可能稍微不够，*须采取补充CO2的办法来弥补CO2的不足。实际上这个损失很少，因为此时转化气中CO2含量已经很低。
到目前为止，还没有建设采用非催化部分氧化转化工艺的工业装置，因此应该在工业试验的基础上，先建示范装置。

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