[发明专利]以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法

说明书

技术领域

本发明属于焦炉煤气和煤的综合应用技术领域，特别涉及一种以焦炉煤气 和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法。

背景技术

焦炉煤气是焦炭生产中的一种副产品。我国焦炭年生产能力3亿多吨，副 产焦炉煤气除炼焦自用、民用及商用燃料、发电外，每年放散的焦炉煤气达200 亿多m³。近几年来对焦炉煤气的利用越来越广泛，如粗净化后作电厂的发电原 料气，或进入城市燃料管网作城市燃气，或深度净化后用纯氧转化法制甲醇合 成气等用途。

焦炉煤气的组成复杂，主要成分中H₂占54～59％，CH₄+CmHn含量为25～27 ％，CO含量为6～10％，CO₂含量为3～4％，O₂含量为0.2～0.8％，同时还含有苯、 萘、焦油、氮化物、硫化物、氰化物等。由于焦炉煤气含有多种组分，特别是 高烃类组分、硫化物、氰化物、焦油、萘、苯等，对后续利用工序影响很大， 因此必须通过预处理工艺除去这些组分，才能更好地利用焦炉煤气。

对焦炉煤气中杂质组分的净化手段也多种多样，如电捕焦法、油洗脱萘法 等；如TH法(通称湿式氧化法)、FRC法(通称催化氧化法)、HPF法(通称 催化氧化氨法)、AS法(通称氨硫联合洗涤法)、SARFEBAN法(亦称MEA法)、 VACA法(亦称真空碱法)或改良ADA法等脱硫脱氰的方法。以上一种方法基 本上只能处理某一或两种杂质，对其它的杂质的效果不甚理想。一般情况下某 一种净化法难以达到较好的净化效果，通常要采用多种方法组合才能达到完全 净化焦炉煤气的目的。

同时，由于焦炉煤气中氢多碳少的特点，特别是在用于制备压缩天然气 (CNG)的过程中，对原料焦炉煤气中的氢等原料得不到充分有效的利用，经 济效益有限。

另一方面，目前国内生产甲醇合成原料气的方法主要有以煤、天然气、焦 炉气为原料三种。由于天然气资源的不断紧缺和它的特殊优势，2007年国家已 发布了不准新建化工项目采用天然气为原料的通知，国内新开工化工项目不允 许再用天然气为原料。我国由于煤炭较为丰富，以煤为原料制甲醇将占重要地 位，由于原料煤含碳量高，无论采用何种煤气化工艺，以煤为原料生产的合成 甲醇原料气中都存在C过剩H不足的问题，需要进一步将水煤气中的CO变换 为H₂，而变换的同时又产生了CO₂，增加了CO₂对环境的排放，这是煤制甲醇合 成气存在的不足问题。

现有技术中没有将焦炉煤气制压缩天然气和煤制甲醇合成气两种工艺过 程进行结合应用的研究和相关报道。这两种差别较大的工艺过程通常也不容易 被联系在一起考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天 然气的方法，该方法根据焦炉煤气中氢多碳少、而煤制甲醇原料气中碳多氢少 的特点，综合利用焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气(CNG)，最 大化的应用焦炉煤气和煤中的有效能量，节能减排，提高经济效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

以焦炉煤气和煤为原料制甲醇合成气和压缩天然气的方法，其主要步骤包 括：焦炉煤气经过净化处理、变换处理、脱硫脱碳、变压吸附(PSA)分离甲 烷和氢气、富甲烷气加压成压缩天然气，煤经过煤气化反应和净化处理、与氢 气混合、精脱硫处理得到甲醇合成气。

其中，上述方法中的各步骤具体处理方法可如下：

(1)、焦炉煤气的净化处理

将原料焦炉煤气经过净化处理，脱除其中的萘、苯、焦油等，得到净化后 的焦炉煤气；

净化后的焦炉煤气中，焦油含量≤5mg/Nm³、萘含量≤10mg/Nm³，苯≤5mg/ Nm³的焦炉煤气。

可采用各种常规的焦炉煤气净化处理方法；也可采用本申请人于2008年7 月29日提交的中国发明专利申请“焦炉煤气干法净化变温吸附工艺”(申请号 为200810045657.4)中公开的净化处理方法。

中国发明专利申请“焦炉煤气干法净化变温吸附工艺”(申请号为 200810045657.4)中公开的净化处理方法如下：