[发明专利]用焦炉煤气生产半补强炭黑、甲醇、液氨的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，特别是一种利用焦炉煤气生产半补强炭黑、甲醇、液氨的方法。

背景技术

我国是缺油、少气、煤炭资源丰富的国家，发展以煤为主的化学工业是必然趋势，更是我国化学工业的基本特色。据测算全国按年产焦炭1.4亿吨计，则可副产焦炉煤气420亿Nm³，由于中国焦化产业重焦炭生产而轻综合利用，焦炉煤气大量直接燃烧排空——俗称“点天灯”，目前至少有1/3以上的焦炉煤气未能加以利用，每年白白烧掉焦炉煤气140^-多亿Nm³，相当于“西气东输”设计年输气量。煤气点燃放散至大气中，既浪费了大量的宝贵资源又严重污染了环境。煤炭资源的简单利用，相当于煤炭资源的浪费，煤在炼焦过程中，约有80％转化为焦炭，有15％转化为焦炉煤气，5％转化为焦油和苯。煤炼焦过程中如果只注重焦炭、焦油、苯的利用，而忽视焦炉煤气的使用，15％的煤资料将被浪费，而焦炉煤气的浪费就是化工原料的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉煤气生产半补强炭黑、甲醇、液氨的方法，充分的利用了焦炉煤气的各组份，实现焦炉煤气的综合利用，同时减少了SO₂及CO₂的排放。

焦炉煤气的主要成份是H₂、CH₄、CO₂、CO等气体，其中H₂、CO₂、CO是制取甲醇的有效成份，CH₄是制取甲醇的有害成份，首先用栲胶湿法脱除煤气中的H₂S、再用氧化锌、氧化铁结合活性炭干法脱硫，再用变压吸附设备将煤气中的CH₄除去，制得甲醇合成气，合成气中H₂S含量小于1ppm，CH₄含量小于1％；合成气合成甲醇后的反应副产物产率小于0.2％。因焦炉煤气中的H₂含量高，而CO和CO₂含量较低，H₂过剩，将部分甲醇驰放气引入变压吸附装置中提取H₂，得到纯度大于99％的H₂，可作为有机合成中宝贵的原料。提氢后的驰放气主要成份是H₂、N₂、CO₂、CO等气体，可作为合成氨的原料气，经过CO转换，CO₂吸收，脱炭后进入氨合成系统制取液氨。甲烷气送入半补强炭黑反应炉，以空气或氧气作为氧化剂，在反应炉内，H₂、CO与O₂燃烧反应，提供热量，甲烷气裂解成炭黑，经过捕集，造粒，输送，包装后入仓库。生产半补炭黑产生的尾气经冷却后，去合成氨气系统或甲醇系统，做到了资源综合利用。

本发明的焦炉煤气生产半补强炭黑、甲醇、液氨的方法中包括了现有的焦炉煤气脱硫、变压吸附脱甲烷、甲醇的合成和精馏、炭黑尾气与甲醇驰放气的CO变换、脱炭和液氨的合成等工艺。本发明的特点是：焦炉煤气通过变压吸附脱除甲烷，甲烷气进入炭黑反应炉，通入空气或氧气作为氧化剂，通入空气时，甲烷气：空气＝1：2～3，通入氧气时甲烷：氧气＝1：0.5，反应温度为1100℃～1300℃，在炭黑反应炉中生成炭黑，反应后炭黑及气体进入袋滤器，气体通过袋滤器后逸出，得到炭黑尾气，炭黑则被输送到造粒机，造粒后得到半补强炭黑产品；脱甲烷后的气体作为甲醇合成气进行甲醇合成，甲醇合成后的甲醇驰放气经变压附吸装置提取H₂，提氢后的剩余气体进入合成氨系统制备液氨。炭黑尾气可进入甲醇合成系统，或进入液氨生产系统。

其中：进入炭黑反应炉的甲烷气中甲烷含量为70～85％。空气或氧气以20m/s流速加入炭黑反应炉中，氧气的纯度为93％。