[发明专利]调整焦炉炭化室中煤气氢碳比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调整焦炉炭化室中煤气氢碳比的方法。

背景技术

焦炉煤气是炼焦生产中产生的副产品，在通常情况下，焦炉炼焦生产中每吨干煤标准状态下可生产300－350立方米焦炉煤气，其中有40～45﹪的焦炉煤气用于焦炉炼焦自身加热，而剩余的焦炉煤气量为55％～60％。焦炉煤气即是高热值燃料，也是重要的化工原料，其组成为氢气58%、甲烷26%、一氧化碳和二氧化碳8.4%、C2以上不饱和烃2.5%、氧气0.6%、氮气4.5%。对于独立的焦化企业，过去剩余的焦炉煤气没有有效的利用途经，利用好的企业用于发电，利用不好的企业燃烧对空排放，即造成严重的大气污染，也浪费了宝贵的化工资源。

焦炉煤气综合利用主要将其制成甲醇和天燃气，使剩余的焦炉煤气得到充分利用。在现有技术中，用焦炉煤气制甲醇通常采用催化或非催化等转化技术，如将CO、CO2和H2转化成甲醇，但由于焦炉煤气中的氢碳比远高于甲醇合成所需的理想比例（甲醇合成所需氢碳比通常为2.05-2.15），氢气的含量高，所以，利用该种方式合成甲醇后会有大量过剩的氢气被浪费,从而降低氢气的利用率；而采用焦炉煤气制天然气，其中的CO、CO2和H2反应生成甲烷，也同样会因焦炉煤气中氢碳比失调，使氢气资源不能被充分利用，从而造成氢气浪费。

为了充分有效地利用焦炉煤气中的各组分,在现有技术中一般是采用补碳的方式解决合成气中的氢碳比不足的问题，合理的补碳可以提高甲醇和天然气的产量,也可以有效利用焦炉煤气中的氢资源。现有对焦炉煤气补碳通常采用以下几种方法： (1)利用高炉煤气进行补碳；（2）烟气提碳对合成气补碳；(3)建设煤制气装置对合成气补碳。无论采用上述的哪一种方法对焦炉煤气补碳，在理论上都可以缓解焦炉煤气制甲醇和焦炉煤气制天燃气氢碳比失调问题，但对独立焦化企业而言，由于无可利用高炉煤气，因而利用高炉煤气对焦炉煤气补碳不具备条件；利用发生炉煤气或通过烟气提碳对焦炉煤气进行补碳，由于发生炉制煤气或烟气提碳工艺复杂，一次性投资和生产运行费用都很高，在实际焦炉煤气制甲醇和焦炉煤气制天燃气生产工艺中很少采用。

如中国专利101712897A号公开的名称为“一种补碳返氢工艺实现焦炉煤气甲烷化合成天然气的方法”提出一种方法。该方法将净化后的焦炉煤气在经过加压至１Mpa，进行换热升温至250℃，在催化剂作用下，通过三级甲烷化反应将加入烟气低分压系统回收来的CO2，以及甲烷化后通过膜分离装置分离得到的Ｈ２甲烷化合成，最后得到甲烷浓度为94％以上的合成气。利用该种方法制取合成天燃气，虽然能提高其浓度和质量，但该方案通过三级甲烷化反应，且每一级都需要不同的反应温度，所以制作过程复杂，效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用直接向焦炉炭化室中添加气化剂的方式，调整焦炉煤气氢碳比，解决焦炉煤气氢碳比失衡所造成的资源浪费问题的方法。

本发明所提出的调整焦炉炭化室中氢碳比的方法包括以下步骤：在炼焦过程中向焦炉碳化室内添加由水蒸汽和氧气构成的气化剂。通过在焦炉炭化室中外加气化剂，气化部分焦炉炭化室内的焦炭，改变焦炉煤气组成、增加焦炉煤气产量，使焦炉煤气能够更好综合利用的炼焦工艺。在焦炉炼焦过程中，通过外加气化剂对焦炉炭化室内的焦炭进行气化，增加焦炉煤气中一氧化碳和二氧化碳含量，以使焦炉煤气满足焦炉煤气制甲醇和制天燃气的氢碳比要求。