专利名称：干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种干熄焦工艺，特别是涉及一种干熄焦同时制备合成气，联 产曱醇的一体化工艺，属于化工和冶金生产技术领域。
背景技术：
干熄焦技术(CDQ， Coke Dry Quinching)是利用低温惰性气体(氮气或烟 道气)，在干熄炉中与赤热红焦换热从而使红焦冷却。吸收了红焦显热的高温惰 性气体将热量传给千熄焦锅炉产生蒸汽后，惰性气体得到冷却，温度下降，再 由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦循环使用。干熄焦锅炉所产生的蒸汽可以并入 蒸汽管网或送去发电。干熄焦具有回收热量、减少污染和改善焦炭质量等一系 列优点，是目前国外应用较广泛的一项节能减排技术。用于干熄焦的惰性气体可以是氮气、蒸汽、烟道气或焦(高)炉气，目前 工业大多采用氮气。在现行千熄焦的生产过程中，由于气体循环系统负压段不 可避免地会吸入一定量的空气，空气中含有氧气和水分等组分，这些组分会与 赤热的红焦发生化学反应生成CO、 112以及CH4等可燃气体。随着可燃气体成 分浓度升高，当达到一定浓度时会与冷却气体循环系统负压段漏入的空气混合 容易形成爆炸性气体，对生产过程造成安全隐患。在现行干熄焦生产工艺中， 通常采用两种方法来控制循环系统中的可燃气成分含量 一是连续向气体循环系统内供入一定量的N2，并连续放散掉一部分循环气体，使循环气体中的可燃成分稀释到规定指标；二是根据循环气体中可燃成分的含量，往干熄炉环形烟 道中导入一定量的空气，依靠空气中的氧将高温循环气体中的CO、 H2和CH4 等可燃成分燃烧掉，以此降低循环气体中可燃成分。但这两种方法都必须使用 大功率的循环风机进4亍冷却气体的循环，并且将CO、 H2和CBt等有用成分白 白排掉或燃烧，造成资源浪费和空气污染。公开号为CN1752180A的发明专利申请提出在干熄焦过程中循环焦炉煤气 作为冷却气体，利用焦炉煤气中的甲烷的吸热裂解反应所产生的氬与焦炭中硫 化物和有机硫反应生成H2S，达到焦炭脱硫的目的。但是在工业生产中对冷却气 体循环系统要实现严格的密封，防止可燃氢气和有毒的CO外泄，在工程及设备 上都存在严重的困难，并且过去已有过用高炉煤气用作循环冷却气体干熄焦的 报道，但一直未能工业化。现行焦炉煤气制甲醇的流程是压缩一精脱硫一转化一甲醇合成，其做法是 先将焦炉煤气压缩到一定压力，进行精脱硫，使总硫含量小于0.01ppm,满足转 化和甲醇合成催化剂对^ii含量的严格要求。脱硫后的焦炉煤气送入转化炉生成 满足甲醇合成需要的合成气(主要成分CO+H2+C02)，合成气进入甲醇合成塔 经催化剂作用生产粗曱醇，粗曱醇精馏后得到最终产品精甲醇。由于合成气制 曱醇的技术已经比较成熟，焦炉煤气制甲醇的关键是合成气的制备技术。现行 焦炉煤气制合成气的转化工艺有蒸汽转化法、纯氧催化部分氧化法和非催化部 分氧化法，这些工艺存在着转化炉投资大、需要使用转化催化剂、原料气消耗 量高、氢碳比过高、氢气剩余不能充分有效利用等弊端，从而使得焦炉煤气制合成气的流程复杂、能^^偏高、资源利用不充分。 发明内容本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种将干熄焦与合成气生产结 合为一体，使干熄焦炉集熄焦、转化、造气和焦炭脱硫功能为一体的干熄焦联 产合成气及其下游产品曱醇一体化工艺。为实现上述目的，本发明的技术方案如下本发明提出的干熄焦联产合成气方法，利用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤 气混合气体作为冷却气体，代替现行的以循环氮气作为冷却气体，从干熄焦炉 的冷却段底部向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上升，并 与红焦发生吸热化学反应生成主要成分为CO、 C02、 H2的合成气。所述合成气 从冷却段的上部排出，经过除尘后，被依次送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽 废热锅炉进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，所述过 热蒸汽可用于发电、透平压缩机或精馏系统的热源；低压蒸汽废热锅炉生产低焦炉；经低压蒸汽废热锅炉输出的合成气输送至气体净化系统进行处理，最后 作为原料气送往曱醇合成系统生产曱醇。在采用背压式汽轮机发电时，可利用 汽轮机排出剩余低压蒸汽作为千熄焦的冷却气体，以省去低压蒸汽废热锅炉的 设置；即所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘后，被送到过热蒸汽废热 锅炉进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，所述过热蒸 汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后生产的剩余低压蒸汽单独或与焦炉煤气混合作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉；经过热蒸汽废热锅炉输出的合成气 输送至气体净化系统进行处理，最后作为原料气送往甲醇合成系统生产曱醇。在单纯使用低压蒸汽作为冷却气体的千熄焦过程中，生成的合成气包括H2、 CO、 C02及少量的CH4。另外，少量的CH4也可由装入干熄焦炉预存段的红焦 带入。干熄焦炉冷却段可能发生如下化学反应
C+H20 / CO+H2 (a)C+2H20 / C02+2H2 (b)CO+H20/ C02+H2 (c)H20+C / CO+H2 (d)2H20+C/ C02+2H2 (e)C02+C/ 2CO (f)
以上反应是典型的合成气发生过程，与水煤气生产过程中的上吹制气阶段 相仿。在制气阶段，当温度900。C以上时，气化反应剧烈，当温度低于800。C时， 气体速率4艮快下降，因而不会消耗太多的焦炭。
在使用低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体时，由于焦炉煤气中含 有约20 30v。/。的CHt,除发生(a)-(f)反应外，还会发生曱烷蒸汽转化化学反应。
CH4+H20/ CO+3H2 (g)CH4+2H20 / C02+4H2 (h)CH4+C02/ 2CO+2H2 (i)CH4+2C02/ 3CO+H2+H20 (j)CH4+3C02/ 4CO+2H20 (k)进入干熄焦炉的红焦温度约为900-1050°C,由于合成气生成、曱烷蒸汽转 化以及未发生化学反应低压蒸汽及其它组分与红焦的热量交换，均属于吸热过 程，吸热后红焦的温度迅速下降，经冷却气体干熄焦后到达冷却段的排焦口处 温度降至约180-20(TC左右，然后排出千熄焦炉。作为冷却气体进入干熄焦炉的 低压蒸汽的温度约为120-200°C,压力约为0.1-1.5MPa;作为冷却气体进入干熄 焦炉的低压蒸汽与焦炉煤气混合气体的温度约为120-200°C,压力约为 0.1-1.5MPa,其中甲烷含量20-30v%。从干熄焦炉排出的合成气温度可升至约 800-900°C,压力约为0.1-0.2MPa,主要组成为CO 35-45v%, H239-60v%, C02 4-10v%， CH40.5-1.5v%,其它(包括N2、 02、 H2S) 0.5-5v%;所述合成气从冷 却段的上部干熄焦炉的环形烟道引出，经过除尘后，由过热蒸汽废热锅炉生产 温度约为450±10°C,压力约为3.5-4.0MPa的过热蒸汽；在过热蒸汽废热锅炉后 面可串联低压蒸汽废热锅炉生产温度120-200°C、压力0.1-1.5MPa的低压蒸汽，锅炉后可串联给水预热器，进一步回收热量。本发明由于冷却气体不用循环使 用，因而省去了现行干熄焦惰性气体高温循环风机，既可节省设备投资，又可 省去风机运行的电耗。-/谷7义^乂 1K/tt /谷匈；i^、 沐-、》昆合 过程中联产合成气的方法。是将千熄焦炉换个角度考虑，视之为合成气造气炉。 用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为气化剂，变合成气制造过程中 的间歇上吹制气过程变为连续上吹制气过程，生产用于甲醇或合成氨的合成气。 在实际过程中，还可在冷却气体中配入一定比例的氧气(制得的合成气用于生产甲醇)或空气(制得的合成气用于生产合成氨)，以更好地调节合成气的碳/ 氢比例和过热蒸汽废热锅炉的热负荷。本发明提出利用干熄焦炉对焦炉煤气进行非催化转化的方法，使焦炉煤气 中所含的甲烷和高碳烃类与低压蒸汽进行转化反应生成合成气。现行焦炉煤气 制甲醇工艺需要对焦炉煤气先进行深度净化，然后再进行催化转化或非催化转 化制取合成气。由于焦炉煤气中杂质舍量较多，有高级烃类、硫化物、苯类化 合物，其净化流程复杂，投资大，操作费用高。本发明是将干熄焦炉再换个角 度考虑，将其当成曱烷非催化转化炉或非催化部分氧化转化炉。其原理是在低 压蒸汽过量时，焦炉煤气中的CH4与低压蒸汽在从干熄焦炉冷却段底部向上运动穿过赤热的红焦层时会发生(g) - (k)的转化反应，生成以H2、 CO和(202为主 的合成气，同时焦炉煤气所含的高碳烃类也可以在此过程中裂解转化，有机硫 化合物也会分解为H2S,使后续脱硫工序得以简化。本发明提出利用干熄焦过程中生成的氢气作为还原剂对焦炭进行脱^^的方 法。焦炭中的硫源自于炼焦煤。在炼焦过程中，煤中硫大约有60%在固体中， 另外40%在挥发分中。在炼焦后期，煤气中的硫主要来自于矿物硫和噻吩类有 机硫两部分，这个阶^:由于煤气产生率的大幅降低，炼焦室又缺少活泼的氢气， 因而半焦中的硫很难再进入煤气，致使焦炭出炉前煤中大部分硫残留于焦炭中。 在红焦自然冷却过程中，焦炭中的无机硫和有机硫向p塞p分石A转变，p塞吩磁b—旦 形成，就很难脱除。在干熄焦的过程中，如果冷却段的氬气浓度足够高，就可 以阻止无枳〃琉和有枳J克向p塞吩硫的转变，并使焦炭中部分硫还原为H2S进入合 成气，从而进一步降低成品焦炭中的硫含量。公认的化学反应，对于无机石危<formula>formula see original document page 11</formula>式中M代表金属离子。 对于噢吩类有才/U<formula>formula see original document page 11</formula>另外，这一过程还可以将焦炉煤气带入的硫醇、硫醚及其它形式的羰基硫 还原成H;;S,使得后续脱硫操作负荷减轻。本发明提出灵活调整合成气氢碳比的方法。现行焦炉煤气转化合成气制曱醇4支术中，由于焦炉煤气中的氢含量在50-60vQ/。，经转化生成合成气后氢的含量会进一步提高，造成用于曱醇生产的原料合成气中氢/碳比过高，在生产过程中 氢气要不断地驰放或作为锅炉燃料气燃烧，造成宝贵的氢资源浪费。虽然，有从烟道气中回收C02补入合成气调整C/H的做法，但需要建设额外的装置和增加操作费用，且对于从燃煤烟道气中回收C02的技术仍未彻底解决。本发明可以在冷却气体中配入一定比例的氧气(制得的合成气用于生产曱醇)或空气(制得的合成气用于生产合成氨)；或/和在干熄焦炉的预存段上部位置加入适量蒸汽与氧气(制得的合成气用于生产曱醇)、或蒸汽与空气(制得的合成气用于生产合成氨)的混合气体，在冷却段或预存段的红焦层燃烧一小部分碳生成CO和 C02,来调整合成气的碳氢含量使之符合曱醇合成所需要最佳氢碳比。本发明提出稳定调节过热蒸汽废热锅炉热负荷的方法。由于过热蒸汽废热 锅炉产生的蒸汽， 一般用于汽轮发电机或供给其它场合使用，这些用汽设备大 都需要稳定的蒸汽供应，所以使过热蒸汽废热锅炉的产汽量保持稳定是十分必 要的。本发明可以采用三种方法来保持过热蒸汽废热锅炉稳定产汽， 一是调节 在干熄焦炉预存段上部位置吹入预存段的蒸汽与氧气、或蒸汽与空气的量，以控制干熄焦炉通往过热蒸汽废热锅炉高温合成气的温度；二是调节通入干熄焦炉冷却段的冷却气体中加入的空气量或氧气量，以控制通往过热蒸汽废热锅炉的合成气的温度；三是在干熄焦炉通往过热蒸汽废热锅炉的通道中设置预燃室， 在预燃室中加入空气或氧气，在过热蒸汽废热锅炉温度下降时燃烧一部分合成 气，以提高进入过热蒸汽废热锅炉气体的温度，达到对产汽量的控制，以使锅 炉稳定地产生蒸汽，并适当调整合成气的氢碳比。经过过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉、或过热蒸汽废热锅炉(未设 置低压蒸汽废热锅炉时)换热后输出的合成气，经过洗涤、气体净化、变换、 循环压缩、曱醇合成及曱醇精馏等步骤制备甲醇。所述曱醇生产过程所使用的透平压缩一几的蒸汽来自于过热蒸汽废热锅炉；所述甲醇精馏步骤所用蒸汽来自于由过热蒸汽废热锅炉生产的过热蒸汽。所述甲醇精馏步骤中所分离出的含有CH4、 H2、 CO、 CH30CH3等的不凝性轻组分气体，并入干熄焦的冷却气体中使 用。经过过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉、或过热蒸汽废热锅炉(未设置低压蒸汽废热锅炉时)换热后输出的合成气，经过洗涤、变换、脱碳、曱烷 化和合成等步骤制备合成氨。合成氨系统的汽轮机可用过热蒸汽废热锅炉生产 的过热蒸汽来驱动。与现有技术相比,本发明的有益效果是将干熄焦与合成气制造相结合， 利用干熄焦过程中产生的合成气制备甲醇，为甲醇生产提供了一条新途径；由 于冷却气体不再循环使用，省去惰性气体循环机，进一步节能；对焦炉煤气中 的甲烷先行非催化转化生产合成气，免去了现行工艺中的转化炉设置，节省投 资；可将焦炉煤气中的重组分分解掉，简化净化过程；可利用合成气中的氢对 焦炭脱硫，降低成品焦炭的总硫含量；可提高合成气中的碳氢比，克服现行焦 炉煤气生产甲醇氢气过剩，不能很好利用的弊端；可充分回收干熄焦过程中红 焦的显热能量，所产生的蒸汽可直接应用于甲醇生产过程；可将甲醇生产中的 驰放气回收用作千熄焦的冷却气体，以实现资源再利用。
图1是干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺流程图。图中标号如下:1干熄.焦炉2除尘室3过热蒸汽废热锅炉4低压蒸汽废热锅炉5给水预热器67洗涤塔8煤气拒9静电捕焦器10湿式4且脱好Jt荅11变换反应器12干式精脱硫塔13合成气循环压缩4几14曱醇合成塔15并:a曱醇冷凝器16粗曱醇分离罐17甲醇预精馏塔18甲醇加压精馏塔19甲醇常压精馏;荅20塔顶冷凝器21气体混合罐22甲醇预精馏塔再沸器23甲醇加压精馏塔再沸器24甲醇常压精馏塔换热器具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。 如图1所示，本发明的工艺流程如下本发明的实施过程可分为合成气制 造与甲醇合成两部分。对于合成气制造，主要集中在干熄焦炉1和煤气柜8之 间。干熄焦炉1为圆形截面式槽体，炉顶设置环形水封槽；炉子上部为预存段， 中间是斜道区，下部为冷却段；预存段的外围是汇集斜道气流的环形集气道， 沿圆周方向分两半汇合通向除尘室2。具有900-1050。C温度的赤热焦碳被装入干 熄焦炉1的预存段，逐渐向下方移动，温度降到180-20(TC后，经冷却段下部的 旋转密封阀排放到输送带运往筛焦工段。冷却段底部的气体分布器向上喷入压 力约0.1-1.5MPa、温度约120-200。C的低压蒸汽。低压蒸汽在冷却段上升过程中 与赤热焦碳之间进行热交换，吸收红焦的显热后蒸汽温度进一步上升，同时与 红焦表面碳层发生吸热化学反应生成合成气，压力约0.1-0.2MPa、温度约环形集气道，经过除尘室2被依次送到过热蒸汽废热锅炉3和低压蒸汽废热锅炉4中；在过热蒸汽废热锅炉3产生的过热蒸汽用于发电、驱动透平压缩机或在实施过程中也可以只设置一台过热蒸汽废热锅炉3,而不设置低压蒸汽废热锅 炉4,利用过热蒸汽背压发电后生产的剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体。为 了充分回收热量，在低压蒸汽废热锅炉4后串联一锅炉给水预热器5，从给水预 热器5出来的合成气经过洗气箱6除尘后，进入煤气洗涤塔7进一步去除固体 杂质及气体中的酸性组分，再经风机送往煤气拒8备用。为了更加可靠地稳定 干熄焦过程中的蒸汽压力和产量，也为了更好地调节干熄焦过程中合成气的氬 碳比，在冷却气体中加入氧气或空气，对于生产甲醇的情况，可以加入氧气， 对于生产合成氨的情况，可以加入空气；或/和在干熄焦炉1的预存段上方设有 水蒸汽和氧气、或水蒸汽和空气补入口，以根据蒸汽的压力和产量来确定补进 预存段的气体量，对于生产曱醇的情况，需补入水蒸汽和氧气，对于生产合成 氨的情况，则需补入水蒸汽和空气。同时，在作为预燃室的环形集气道上设氧 气或空气进气口，以备在过热蒸汽废热锅炉3过热蒸汽急剧下降时，燃烧一部 分合成气以增加供给过热蒸汽废热锅炉3的热量，保障过热蒸汽废热锅炉3平 稳运行；这样做的道理在于设有煤气拒8可起到緩冲作用，短时间内燃烧一定 量的合成气不会对后续甲醇合成系统造成明显波动。对于利用焦炉煤气和低压蒸汽混合气体干熄焦的情形，则是将低压蒸汽与 焦炉煤气先行送入气体混合罐21进行混合后，再导入干熄焦炉1冷却段底部的 气体分布器。另外，在曱醇预精馏i荅17顶部排出的不凝性轻组分驰放气(主要是CH4、 H2、 CO、 CH30CH3等)也可以并入气体混合罐21与低压蒸汽、焦炉 煤气混合用作干熄焦的冷却气体。用焦炉煤气熄焦时，在冷却段的上部发生非有助于干熄焦过程的进行，但所生成的合成气中的H2含量比单纯用低压蒸汽干 熄焦要高一些。为了更加有效地对焦炉煤气中的曱烷进行蒸汽转化，在千熄焦 炉1的预存^f殳上方可适当加大氧气或空气补入量。甲醇合成部分主要包括气体净化、变换、循环压缩、甲醇合成及甲醇精馏 等步骤。从煤气拒8出来的合成气用风机送往静电捕焦器9，除去合成气中所含 的焦油杂质，再进入湿式粗脱硫塔10脱除硫、氨等杂质成分。经合成气循环压 缩机13增压后，进入变换反应器11进行氢碳比的调节，以使M=2.0-2.05 (M=H2/CO+1.5C02)符合甲醇合成对原料的需要。变换后的气体进入干式精脱 硫塔12,进一步深度脱硫以保障曱醇合成催化剂的安全使用。自干式精脱A碟 12出来的气体经合成气循环压缩机13加压后进入甲醇合成塔14合成甲醇。从 甲醇合成塔14出来的气体，经粗曱醇冷凝器15和粗曱醇分离罐16分出粗甲醇， 未反应的合成气循环使用。粗甲醇引入甲醇预精馏塔17，分离掉不凝性轻组分 气体，而后依次进入甲醇加压精馏塔18和曱醇常压精馏塔19、塔顶冷凝器20 制得精曱醇，不凝性轻组分气体不再驰入，而是并入干熄焦的冷却气体系统中 使用 甲醇预精馏塔17、甲醇加压精馏塔18和曱醇常压精馏塔19底部分别设 有曱醇预精馏塔再沸器22、曱醇加压精馏塔再沸器23和曱醇常压精馏塔换热器 24。本发明的内容包括但不限于以下实施例的说明。实施例一如图1所示。干熄焦炉1冷却段的容积是400m3,预存段的容积是300m3 。 在平均出焦量150t/h的条件下，冷却平均温度为980。C的红热焦炭。温度120°C、 压力0.2MPa的低压蒸汽作为冷却气体，从干熄焦炉1的冷却段底部以 15000NmVh (约73t)向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上 升，并与红焦发生吸热化学反应生成温度800°C、压力0.15MPa、主要成分为 CO、 C02、 H2、 1120的合成气16000 NmVh。所述合成气在常温下除去水蒸汽取样分析结果如下表，折算合成气量约 3000Nm3/h。组成(v%)CO H2 CH4 N2 C02 H2S 0236 56 0.5 0.5 6.5 0.3 0.2焦炭经干熄焦后温度降为180°C，经干熄焦炉1冷却段下部的旋转排焦阀，连续地排送到运输皮带上运往储焦仓。所生产的焦炭指标分析转熟弾麼W(、反应性(CRI)(。/。) 反应后强度(CSR)(。/。)M40 M1083.3 6.5 27.2 63.2所述合成气从冷却段上部的环形集气道引出，经过除尘室2将合成气中大部分焦炭4分末除去后，被依次送到过热蒸汽废热锅炉3和低压蒸汽废热锅炉4进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉3生产压力3.9MPa、温度为450°C 的过热蒸汽；低压蒸汽废热锅炉4生产温度18(TC、压力为l.OMPa的低压蒸汽， 作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉1。在干熄焦炉1的预存^:上部位置设有蒸 汽与氧气的补入口，在环形集气道上设有氧气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3产汽压力下降超过规定指标(<3.5MPa)的情况时， 要向干熄焦炉1的预存段补入蒸汽与氧气，或/和向环形集气道内补入氧气，以 使进入过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在800±50°C。
经过热蒸汽废热锅炉3及低压蒸汽废热锅炉4换热后的粗制合成气，经给 水预热器5进一步换热后，温度降至8(TC，进入洗气箱6湿法洗去微尘，然后 进入洗涤塔7进一步除尘和去除可溶性气体杂质，用罗茨鼓风机加压后送往煤 气拒8储存以备使用，至此阶段即完成干熄焦和合成气的联产。
自煤气拒8出来的精煤气，输送至静电捕焦器9，脱除合成气中所含的焦油 杂质后进入湿式脱硫塔10脱去煤气中的无才;U充H2S，再经合成气循环压缩机13 升压至3.0MPa,进入变换反应器11调整至氬碳比M-2.0 - 2.05。变换后的合成 气导入干式精脱硫塔12进行把关脱硫，从干式精脱硫塔12出来的精制合成气 的硫含量小于0.5ppmv，经合成气循环压缩机13升压至5.0MPa后进入甲醇合成 塔14反应生产粗甲醇，经粗曱醇冷凝器15进入粗甲醇分离罐16分出粗曱醇， 然后依次送入曱醇预精馏塔17、曱醇加压精馏塔18以及曱醇常压精馏塔19生 产精甲醇，其中未反应的合成气循环使用。与甲醇预精馏塔17、甲醇加压精馏 塔18及甲醇常压精馏塔19分别相对应的曱醇预精馏塔再沸器22、曱醇加压精 馏塔再沸器23及甲醇常压精馏塔换热器24所用的蒸汽由过热蒸汽废热锅炉3 供给。从甲醇预精馏塔17塔顶分离出的含有CH4、 H2、 CO、 CH30CH3等不凝 性轻组分气体，并入冷却气体中使用。
实施例二
如图1所示。与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于将低压蒸汽废热锅炉4生产的低压蒸汽引入气体混合罐21，与自炼焦工序来的焦炉
混合气体15000NmVh,所述低压蒸汽与焦炉煤气的体积比为5:1,其中甲烷含量
20v%,冷却气体温度为120°C,压力0.2MPa。低压蒸汽与焦炉煤气混合气体穿
过红焦层后，产生温度800。C、压力0.15MPa的粗制合成气18000 Nm3/h。常温
下除去水蒸汽取样分析结果如下表，折算合成气量约5000NmVh。
组成(v%)
COH2 CH4 N2 C02 H2S 02
37 52 1.5 0.35 8.8 0.15 0.2
焦炭经干熄焦后温度降为180°C,经干熄焦炉1冷却段下部的旋转排焦阀，
连续地排送到运输皮带上运往储焦仓。所生产的焦炭指标分析
转鼓强度(％) 反应性(CRI)(。/。) 反应后强度(CSR)(。/0)
M40 M10
84.0 6.4 28.2 64.
实施例三
与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于 进入干熄焦炉1的红焦温度为卯O'C，经冷却气体干熄焦后温度降到190°C， 然后排出千熄焦炉1。温度150。C、压力O.lMPa的低压蒸汽作为冷却气体，从
干熄焦炉i的冷却^a底部向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温
度上升，并与红焦发生吸热化学反应生成温度850°C、压力O.lMPa、主要成分 为CO、 C02、 Eb的合成气。所述合成气组成
组成(v%)
CO H2 CH4 N2 C02 H2S 02
35 60 0.5 0.15 4 '0.15 0.2
所述合成气从冷却4爻的上部排出，经过除尘室2后，被送到过热蒸汽废热锅炉3进行热量回收，然后输出；过热蒸汽废热锅炉3生产压力3，5MPa、温度 为440。C的过热蒸汽，所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后剩余的 低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉1。在冷却气体中可加入氧气，在 环形集气道上设有氧气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3 产汽压力下降太大(<3.5MPa)的情况时，要在冷却气体中补入氧气，或/和向 环形集气道内补入氧气，以使进入过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在 800±50°C。经过热蒸汽废热锅炉3换热后的合成气，经过洗涤、气体净化、变 换、循环压缩、曱醇合成及甲醇精馏步骤制备曱醇。 实施例四
如图1所示。与实施例二相同的地方不再重复叙述，不同之处在于 进入干熄焦炉1的红焦温度为1050°C，经冷却气体干熄焦后温度降到 200°C,然后排出干熄焦炉1。温度200。C、压力1.5MPa的低压蒸汽引入气体混 合罐21，与自炼焦工序来的焦炉煤气相混合，作为冷却气体从冷却段的底部向 上喷出，所述低压蒸汽与焦炉煤气的体积比为4:1,其中曱烷含量30v。/。。低压 蒸汽与焦炉煤气混合气体穿过红焦层后，产生温度90(TC、压力0,2MPa的粗制 合成气，组成为
组成(v%)
CO H2 CK( N2 C02 H2S 02
45 39 1 1.7 10 0.8 2.5
过热蒸汽废热锅炉3生产压力4.0MPa、温度为460。C的过热蒸汽。 实施例五
与实施例一相同的地方不再重复叙述，不同之处在于经过热蒸汽废热锅炉3及低压蒸汽废热锅炉4换热后的粗制合成气，经过 现有的洗涤、变换、脱碳、甲烷化和合成等步骤制备合成氨。在冷却气体中可 加入空气，在干熄焦炉1的预存段上部位置设有蒸汽与空气的补入口，在环形
集气道上设有空气进气口，当运行过程出现异常，导致过热蒸汽废热锅炉3产 汽压力下降太大(<3.5MPa)的情况时，要在冷却气体中加入空气，或/和向干 熄焦炉1的预存段补入蒸汽与空气，或/和向环形集气道内补入空气，以使进入 过热蒸汽废热锅炉3的合成气温度保持在800±50°C，同时调整合成气中的N/H 比。
权利要求
1.一种干熄焦联产合成气的方法，其特征在于低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体，从干熄焦炉(1)的冷却段底部向上喷出，在冷却段上升过程中吸收红焦的显热后温度上升，并与红焦发生吸热化学反应生成主要成分为CO、CO2、H2的合成气；所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘后，被依次送到过热蒸汽废热锅炉(3)和低压蒸汽废热锅炉(4)进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉(3)生产过热蒸汽，低压蒸汽废热锅炉(4)生产低压蒸汽，所述低压蒸汽单独或与焦炉煤气混合作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉(1)；或所述合成气从冷却段的上部排出，经过除尘后，被送到过热蒸汽废热锅炉(3)进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉(3)生产过热蒸汽，所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后生产的剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体引入干熄焦炉(1)。
2. 根据权利要求1所述的干熄焦联产合成气的方法，其特征在于进入干熄焦 炉(l)的红焦温度为900-1050°C，经冷却气体干熄焦后温度降到180-200°C， 然后排出千熄焦炉(1);作为冷却气体进入干熄焦炉(1)的低压蒸汽的温 度为120-200°C,压力为0.1-1.5MPa;作为冷却气体进入干熄焦炉(1)的低 压蒸汽与焦炉煤气混合气体的温度为120-200°C，压力为0.1-1.5MPa,其中 曱烷含量20-30v。/。；从干熄焦炉(1)中排出的合成气温度为800-900°C，压 力为0.1-0.2MPa,组成为H2 39-60v%, CO 35-45v%， C02 4-10v%， CH4 0.5-1.5v%,其它0.5-5v°/。；过热蒸汽废热锅炉(3)生产的过热蒸汽温度为 450±10°C,压力为3.5-4.0MPa。
3. 根据权利要求1所述的干熄焦联产合成气的方法，其特征在于所述经热量回收后输出的合成气，输送至气体净化系统进行处理，然后作为原料气送往 曱醇合成系统生产曱醇。
4. 根据权利要求1至3任一所述的干熄焦联产合成气的方法，其特征在于在 冷却气体中加入氧气或空气；或/和在干熄焦炉(1)的预存段上部位置加入 蒸汽与氧气、或蒸汽与空气的混合气体；或/和在干熄焦炉(l)通往过热蒸 汽废热锅炉(3)的通道中设置预燃室，在预燃室中加入空气或氧气。
5. —种干熄焦联产曱醇的方法，其特征在于将权利要求1至3任一所述的经 过过热蒸汽废热锅炉(3)和低压蒸汽废热锅炉(4)、或经过过热蒸汽废热 锅炉(3)换热后输出的合成气，经过洗涤、气体净化、变换、循环压缩、 曱醇合成及曱醇精馏步骤制备甲醇。
6. 根据权利要求5所述的干熄焦联产曱醇的方法，其特征在于所述曱醇精馏 步骤所用蒸汽来自于权利要求1至3任一所述的由过热蒸汽废热锅炉(3) 生产的过热蒸汽。
7. 根据权利要求5或6所述的干熄焦联产曱醇的方法，其特征在于所述曱醇 精馏步骤中所分离出的含有CH4、 H2、 CO、 CH30CH3的不凝性轻组分气体， 并入权利要求1至3任一所述的冷却气体中使用。
8. —种干熄焦联产曱醇的方法，其特征在于将权利要求4所述的经过过热蒸 汽废热锅炉(3)和低压蒸汽废热锅炉(4)、或经过过热蒸汽废热锅炉(3) 换热后输出的合成气，经过洗涤、气体净化、变换、循环压缩、曱醇合成及 甲醇精馏步骤制备曱醇。
9. 根据权利要求8所述的干熄焦联产甲醇的方法，其特征在于所述曱醇精馏步骤所用蒸汽来自于权利要求4所述的由过热蒸汽废热锅炉(3)生产的过 热蒸汽。
10. 根据权利要求8或9所述的干熄焦联产甲醇的方法，其特征在于所述 曱醇精馏步骤中所分离出的含有CH4、 H2、 CO、 CH30CH3的不凝性轻组分 气体，并入权利要求4所述的冷却气体中使用。
全文摘要
本发明公开了一种干熄焦联产合成气及其下游产品甲醇一体化工艺。本发明采用低压蒸汽或低压蒸汽与焦炉煤气混合气体作为冷却气体，吸收红焦显热，并与红焦发生水煤气反应生成合成气；合成气经除尘后，被送到过热蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉进行热量回收，然后输出，过热蒸汽废热锅炉生产过热蒸汽，低压蒸汽废热锅炉生产作为冷却气体引入干熄焦炉的低压蒸汽；或将所述过热蒸汽用于背压式汽轮机发电，背压发电后的剩余低压蒸汽作为干熄焦的冷却气体，以省去低压蒸汽废热锅炉。与现有技术相比，本发明将干熄焦与合成气生产结合为一体，使干熄焦炉集熄焦、转化、造气和焦炭脱硫功能为一体，同时利用干熄焦过程中产生的合成气制备甲醇。
文档编号F01K11/02GK101289620SQ20081004438
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者(请求不公开姓名) 申请人:烟台同业化工技术有限公司