關于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

項目名稱：焦爐煤氣配水煤氣低壓合成甲醇技術

申報單位：山西焦化集團有限公司

主要完成人：衛(wèi)正義  楊清民  馬萬進  李金喜  張挺杼  

翟越廣  張文奎  宋紅慧  王海清

主要完成單位：山西焦化股份有限公司焦化四廠

所屬國民經(jīng)濟行業(yè)：C類型

任務來源：省、市、自治區(qū)計劃

項目起止時間：2007年1月-2008年6月

項目簡介：山西焦化股份有限公司是一個以煤進行深加工，集采煤、洗煤、煉焦、焦油加工、化肥等為一體的國家大型企業(yè)。根據(jù)公司發(fā)展規(guī)劃，焦炭產(chǎn)能仍將逐漸增加，隨著新建150萬噸/年焦爐項目的批準動工，其投產(chǎn)后將副產(chǎn)大量焦爐氣，如何合理利用這部分焦爐氣，降低焦炭成本尤為重要。按照山西省化工產(chǎn)業(yè)結構實施辦法和調(diào)產(chǎn)的要求，山西焦化股份有限公司以焦爐煤氣建設20萬噸/年甲醇項目，甲醇項目符合我公司近幾年提出的“以焦配化，以化補焦，焦化并舉”的戰(zhàn)略方針；符合公司向精細化工發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

我國是一個煤炭資源豐富的國家，大部分甲醇生產(chǎn)以煤為原料，然而近年來煤炭價格的大幅度上漲對煤基甲醇的發(fā)展產(chǎn)生較大影響。焦爐煤氣是焦化廠的副產(chǎn)品，傳統(tǒng)方法是將其作為廢氣燃料。隨著能源的緊缺，人們已經(jīng)越來越重視對焦爐煤氣的開發(fā)利用。焦爐煤氣含有58%的氫和24%的甲烷，是生產(chǎn)甲醇的理想資源。然而由于焦爐煤氣的氫碳比不平衡，生產(chǎn)甲醇的轉化率低，成本高，且生產(chǎn)工藝復雜，投資高，效益差。

焦爐煤氣配水煤氣低壓合成甲醇技術，是彌補現(xiàn)有以焦爐煤氣轉化制甲醇技術中氫碳比嚴重不平衡的問題，提供一種焦爐煤氣配水煤氣低壓合成甲醇的工藝方法。

在低壓合成甲醇生產(chǎn)過程中，包括將焦爐煤氣凈化；水煤氣在較低溫度下直接精脫硫凈化；將凈化合格的焦爐煤氣與水煤氣混合，使混合氣滿足(H₂-CO)/(CO₂+CO)=2.05～2.10的氫碳比，加壓后送入甲醇合成塔用于低壓合成甲醇。本發(fā)明彌補了單純焦爐氣制甲醇氫碳比嚴重不平衡的問題，甲醇一次轉化率提高，提高有效成份利用率，降低生產(chǎn)成本；解決了現(xiàn)有催化劑對CS₂、COS等有機硫硫容低的問題，且工藝流程不存在冷熱病，最終使水煤氣中總硫含量≤0.1ppm；設計了雙功能吹風氣回收裝置，實現(xiàn)一套裝置兩種用途。

立項背景、科技內(nèi)容、特點及應用推廣情況：山西焦化股份有限公司是一個以煤進行深加工，集采煤、洗煤、煉焦、焦油加工、化肥等為一體的國家大型企業(yè)。根據(jù)公司的發(fā)展，焦炭產(chǎn)能仍將逐漸增加，對副產(chǎn)大量焦爐氣合理利用，降低焦炭成本，在目前焦炭市場低迷的情況下尤為重要。

焦爐氣與天然氣類似，進行蒸汽轉化后H/C比較高，作為合成甲醇的原料時，釋放氣量大，H₂沒有得到充分利用，造成原料氣浪費；以煤制氣生產(chǎn)甲醇則剛好相反，H/C不足。為合理利用碳、氫資源，降低甲醇生產(chǎn)成本，本項目以煤制氣對焦爐煤氣進行補碳，煤制氣采用固定床氣化爐。

目前國內(nèi)甲醇裝置規(guī)模普遍較小，且多采用煤頭路線，以煤為原料的約占到78%；單位產(chǎn)能投資高，約為國外大型甲醇裝置投資的2倍。據(jù)了解，我國有近200家甲醇生產(chǎn)企業(yè)，其中10萬噸/年以上的裝置卻只占20%，其余80%都是10萬噸/年以下的裝置。業(yè)內(nèi)人士估計，目前我國甲醇生產(chǎn)成本大約在1700元-2100元/噸。一旦出現(xiàn)市場供過于求的局面，國內(nèi)甲醇價格有可能要下跌到約2000元/噸，甚至更低。這對產(chǎn)能規(guī)模小、單位產(chǎn)能投資較高的國內(nèi)大部分甲醇生產(chǎn)企業(yè)來講會壓力加大。而以中東和中南美洲為代表的國外甲醇裝置規(guī)模普遍較大。目前國際上最大規(guī)模的甲醇裝置產(chǎn)能已達到170萬噸/年。2008年4月底，沙特甲醇公司170萬噸/年的巨型甲醇裝置在阿爾朱拜勒投產(chǎn)，使得該公司5套大型甲醇裝置的總產(chǎn)能達到480萬噸/年。國外企業(yè)裝置規(guī)模大，公用設施分攤投資就少，且采用天然氣路線，單位產(chǎn)能投資大幅下降，成本競爭力大為增強。據(jù)石油和化工規(guī)劃院分析，目前國外天然氣產(chǎn)地在建的大型甲醇生產(chǎn)裝置成本只有60-80美元/噸。

不僅如此，國外大型甲醇裝置多以天然氣為原料，采用天然氣兩段轉化或自熱轉化技術，包括德國魯奇公司、丹麥托普索公司、英國卜內(nèi)門化工公司和日本三菱公司等企業(yè)的技術。相對煤基甲醇技術，天然氣轉化技術成熟可靠，轉化規(guī)模受甲醇規(guī)模影響較小，裝置緊湊，占地面積小。盡管近年來國際市場天然氣價格也在上漲，但國外甲醇生產(chǎn)企業(yè)依靠長期供應協(xié)議將價格影響因素降至最低。而我國大部分甲醇生產(chǎn)以煤為原料，氣化裝置規(guī)模有限和占地面積大的先天缺陷，制約著甲醇生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)展。同時近年來煤炭價格的大幅度上漲對本來還具有一定成本優(yōu)勢的煤基甲醇產(chǎn)生較大影響，再加上煤基甲醇大多建在西部地區(qū)，運輸費用較高。種種因素進一步削弱了煤基甲醇的價格競爭力。

發(fā)現(xiàn)、發(fā)明及創(chuàng)新點：本發(fā)明是焦爐煤氣配水煤氣制甲醇工藝，涉及焦爐煤氣配水煤氣低壓合成甲醇技術、水煤氣無變換脫硫新工藝及雙功能吹風氣回收鍋爐技術等。

1、通過研究、試驗、設計、開發(fā)出“焦爐氣配水煤氣制甲醇工藝”。該工藝可根據(jù)各地具體情況確定合理的補碳方式，彌補了單純焦爐氣制甲醇氫碳比嚴重不平衡的問題，使生產(chǎn)甲醇的新鮮氣成份(H₂-CO)/(CO₂+CO)=2.05-2.10

設計達到最佳，甲醇一次轉化率提高，有效成份利用率提高，降低了生產(chǎn)成本。

2、水煤氣無變換精脫硫。水煤氣中含硫主要有無機硫和有機硫，而現(xiàn)有的脫硫劑對有機硫的脫除硫容都很低，如不把有機硫轉化為無機硫，而直接脫除有機硫所用脫硫劑量太大，費用太高。該工藝使有機硫轉化為無機硫并脫除，解決了現(xiàn)有催化劑對CS₂、COS等有機硫硫容低的問題，且工藝流程不存在冷熱病，最終使水煤氣中總硫含量＜0.1ppm。

3、雙功能吹風氣回收鍋爐裝置，利用甲醇造氣的吹風氣回收裝置將高熱值燃氣和吹風氣做燃料回收，在甲醇系統(tǒng)開車前沒有吹風氣的情況下，通過引入焦爐煤氣等高熱值的燃氣作為燃料進行燃燒，生產(chǎn)出可滿足甲醇系統(tǒng)開車所需要的蒸汽，在造氣爐開車后，可以將吹風氣送入進行燃燒。該裝置既能做為開工用鍋爐，生產(chǎn)系統(tǒng)正常后能回收吹風氣熱能、又能利用甲醇解吸氣加熱生產(chǎn)蒸汽供系統(tǒng)使用，從而實現(xiàn)一套裝置兩種用途

4、甲醇生產(chǎn)中的轉化廢鍋采用“大口徑撓性薄管板膨脹節(jié)”技術，將撓性薄管板技術與膨脹節(jié)巧妙結合、取長補短，大大提升單臺設備的氣體處理量及使用周期。

5、純氧轉化部分采用剛玉磚噴頭、通過合理設計，使焦爐氣、蒸汽、氧氣達到合理的配比，既解決了轉化爐中高濃度氧氣易超溫的問題，使能量合理利用，又避免了析炭問題，投資少，節(jié)能，運行費用低。

6、本設計中精餾系統(tǒng)采用“三塔加一塔”流程，使甲醇殘液含量極微。

7、本設計充分回收了各種蒸汽冷凝液、工藝冷凝液，基本達到無廢液排放。

保密要點：

1、水煤氣在較低溫度下直接精脫硫凈化；

2、將凈化合格的焦爐煤氣與水煤氣混合，加壓后送入甲醇合成塔用于低壓合成甲醇；

3、解決了現(xiàn)有催化劑對CS₂、COS等有機硫硫容低的問題，且工藝流程不存在冷熱病，最終使水煤氣中總硫含量≤0.1ppm；

4、設計了雙功能吹風氣回收裝置，實現(xiàn)一套裝置兩種用途。

應用情況：經(jīng)過在山西焦化股份有限公司焦化四廠2007年6月投產(chǎn)以來，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到設計要求。

經(jīng)濟效益：項目年均銷售收入為41757.71萬元，年均利潤總額7323.85萬元，年均上繳所得稅2416.87萬元,年均稅后利潤4906.98萬元。

社會效益：山西焦化結合市場經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)境等因素，按照山西省化工產(chǎn)業(yè)結構實施辦法和調(diào)產(chǎn)的要求，所建20萬噸/年甲醇項目，是該公司“以焦配化，以化補焦，焦化并舉”，向精細化工發(fā)展的戰(zhàn)略方向發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。

獎勵情況：2007年度榮獲省級新技術應用創(chuàng)新獎。