全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 · １９７ · 啶０．１ ｇ／ｍ。左右。 １．３．５煤气脱苯 Ｂ Ｊ ： 焦炉粗煤气中含苯约３Ｏ～４０ ｇ／ｍ。。粗苯主要 是苯、甲苯、二甲苯。 匝 一圈一圆一匦囤一 匝 垂函匝堑塑 一圈——一匝 匝堑塑圃一 —— 从煤气中回收苯最通用的方法是洗油吸收，回 收率可达９６ ，吸收以后的富油蒸馏出轻苯、重苯 匿 亟塑 一圆一匦匪甄 或粗苯，粗苯精馏得到苯、甲苯、二甲苯。 洗苯后煤气含苯约２～５ ｇ／ｍ。 焦炉粗煤气经化产回收净化前后某些物质浓度 见表５。 表５焦炉粗煤气经化产回收净化前后某些物质浓度 这一净化是初步的，也仅对化工产品回收而设， 若要以焦炉气做为合成气的原料生产甲醇，则必须 在化产对粗煤气净化的基础上继续精制。首先化产 回收必须提供，粗煤气初步净化可稳定达到指标，做 为气体精制工艺流程设计依据。精制设计除应满足 煤气压缩时，压缩机稳定连续工作对煤气洁净程度 的要求，还要达到甲烷转化催化剂对总硫＜３ ｇ／ｍ。， 甲醇合成催化剂对总硫ｄＯ．１×１Ｏ 的严格要求。 ２焦炉气精制 为适应甲醇生产工艺要求，焦炉气精制主要有 ３类：（１）常温、常压湿法脱硫；（２）加压有机硫转化 和ＨｚＳ干法精脱；（３）纯氧部分氧化法甲烷转化和 常温Ｈ。Ｓ精脱把关。 ２．１基本流程实例 Ａ厂： 匝受圈一囹一［ 丑垂墅圈一 匡塑圃——匾嘲——匿两圃—— ｌ！ 二 ！± ！ ± 二 ±兰！ 鲨堕堕堕Ｉ———· 匾 亟蛩囹一圃一匝显蔓垂圈 一口亘墅 图５ 一匣亘 图６ Ｃ厂： 匹 圃一圈一匾囹一匝 重 一叵圃一匦匹圃一匝 一 匝墅三 翌 匦一匿 基圃 一圃一匦童圃一匦 图７ ２．２各段任务分析 ２．２．１常压湿法脱硫 焦炉气干法精脱硫前，设置常压湿法脱硫可以 使Ｈ Ｓ降至２０ ｍｇ／ｍ。左右，有机硫亦可脱除３Ｏ ～５０ ９／６，其它杂质如焦油可降至５０ ｍｇ／ｍ。、尘～１ ｍｇ／ｍ。、ＨｃＮ～１ ｍｇ／ｍ。左右。这不仅对千法精脱 硫是必要的，同时对焦炉气压缩机的正常运行也十 分有益。 根据化产送来焦炉气杂质指标情况，在焦炉气 压缩机前设置湿法脱硫装置，增加电除尘、电捕焦 油、吸附等措施使焦油＜５ ｍｇ／ｍ。、萘＜５０ ｍｇ／ｍ。、 尘＜１ ｍｇ／ｍ。，进一步提高进人压缩机和干法脱硫 焦炉气的洁净度，将更有利于压缩机长周期运转和 精脱硫剂的活性及寿命。 对于使用离心式焦炉气压缩机的用户，在压缩 机前设置ＴＳＡ变温吸附可以使焦炉气中焦油和粉 尘降至１ ｍｇ／ｍ。以下，萘降至５ ｍｇ／ｍ。以下。 ２．２．２干法精脱硫 焦炉气中有机硫含量一般在３００ ｍｇ／ｍ。以下， 经湿法脱硫后可以达到Ｈ。Ｓ～２Ｏ ｍｇ／ｍ。，有机硫～ １５０ ｍｇ／ｍ。左右。 氧化铁脱硫剂可将焦炉气中的Ｈ。Ｓ脱至ｌＯ ｍｇ／ｍ。以下，经铁钼加氢有机硫转化和氧化锌精脱 总硫可脱至３ ｍｇ／ｍ。以下，同时经过干法精脱硫，焦 炉气中的焦油、粉尘和有机杂质也基本脱除。 铁钼加氢催化剂有机硫转换率＞９３ ２／５，当焦炉 气中有机硫含量超过３００ ｍｇ／ｍ。，进入干法精脱硫 维普资讯 http://www.cqvip.com
· １９８ · 全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 焦炉气的有机硫含量将超过２００ ｍｇ／ｍ。，此时铁钼 需在有０。和Ｈ。Ｏ存在条件下，并严格控制计量，防 加氢转化可设计成两级，或在铁钼加氢后设镍钼、钴 止过量的危害。 钼加氢转化，以保证焦炉气中的有机硫脱至３ ｍｇ／ ２．３个案评析 ｍ。以下，且总硫≤３ ｍｇ／ｍ。。 ２．３．１ 催化部分氧化流程案例 ２．２．３部分氧化甲烷转化炉内高温热解 ２．３．１．１基本流程设置 在转化炉内，焦炉气、纯氧、蒸汽经混合器进入 匝 一圈一匿亟 圃一圆 炉子上部的部分氧化和甲烷预转化空间，在此温度 中温Ｆｅ—Ｍｏ＋ＭｎＯ＋ＺｎＯ干法精脱硫 高达１ １ＯＯ～１ ４００℃。焦炉气残余的有机硫将热解 成Ｈ ｓ，使转化气中总硫≤１．２ ｍｇ／ｍ。。出转化炉 圃～乜垂亘 匝受卫至垂 一圃—一哑垂茎 图８ 后再经常温氧化锌或常温活性碳脱硫把关，送至甲 醇系统的合成气总硫可小于０．１×１ｏ～。在使用常 ２．３．１．２运行问题 温活性炭和常温氧化铁精脱硫剂时，应注意使用时 化产送出的焦炉气不合格，见表６。 表６化产送出的焦炉气 往复式焦炉气压缩机焦油结焦，萘堵，无法正常 入ＮＨＤ脱硫危害较大，焦炉气中ＮＯＸ、ＨＣＮ、轻 运转，检修频繁，运行费用高。 质柴油、苯、萘等在加压升温时较易和氧、水形成酸 ＮＨＤ溶剂污染严重，设备腐蚀，脱硫指标 性物。大部分气相杂质在ＮＨＤ溶剂中对比Ｈｚｓ 超标。 又有较大的相对溶解度；硫磺、析炭、尘等固体杂质 干法脱硫在甲醇负荷低于５Ｏ 情况下，运行不 在脱硫时也会被溶剂洗下。气、液、固三相杂质进入 满１年脱硫剂均已穿透更换。 溶剂，在脱硫富液闪蒸汽提再生过程中Ｈ Ｓ和易挥 ２．３．１．３问题分析 发成分从溶剂中解吸释出，其余则会在溶剂中积累， 来自化产的焦炉气虽经回收处理，仍含有较高 这是造成ＮＨＤ溶剂被污染，有效组分下降，化学性 的Ｈ。Ｓ、焦油、萘、粉尘等，不宜直接进入压缩机。 质和表面物理性质改变，导致脱硫效果恶化，设备腐 因为这些杂质经压缩机加压升温时，经碳钢介质的 蚀的根本原因。 管道、设备催化作用和氧反应，会有硫磺析出和焦油 在正常条件下，应用ＮＨＤ溶剂脱除煤气中 不饱和烃的炭化结焦。它们又和焦炉气中的粉尘、 Ｈ：Ｓ可比较容易达到１０ ｍｇ／ｍ。以下，且有机硫也 焦油混合在一起粘在压缩机气缸、活门、段间冷却器 可脱除一半。其后的干法精脱硫也会使总硫＜Ｏ．１ 等处。萘在升温时是升华气态，冷却时也会结在段 ×１Ｏ一。在ＮＨＤ脱硫恶化后势必殃及干法精脱 间冷却器、压力表导管、排放阀死角等处。这就导致 硫，尽管生产负荷只有一半，由于杂质含量高，系统 压缩机活门返气、段间冷却器超温、超压、打气量下 波动大，仅用半年即穿透更换，这和采用ＮＨＤ脱 降，活塞、活塞杆等部件损坏，压缩机频繁检修无法 硫，想减轻干法脱硫剂负荷与用量的初衷是相背的。 正常运转。 部分气体在ＮＨＤ溶剂中的相对溶解度见 含有较多杂质的焦炉气直接经压缩机加压后进 表７。 维普资讯 http://www.cqvip.com
全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 表７部分气体在ＮＨＤ溶剂中的相对溶解度 · １９９ · ２．３．２．２ 质 疑 此可研对离心式焦炉气压缩机进气设计为：焦 油＋萘≤５０ ｍｇ／ｍ。、尘≤５ ｍｇ／ｍ。；问题是：（１）这个 指标能否保证离心式压缩机长周期稳定运行；（２）设 计采取的电捕焦油、柴油洗萘、活性炭过滤，能否把 焦炉气中的焦油、尘和萘脱至这个指标。首先电捕 器可以把焦炉气中的焦油脱至≤５０ ｍｇ／ｍ 、尘在活 ２．３．１．４建议 性炭过滤后也可以达到≤５ ｍｇ／ｍ。以下，即焦油和 改造流程。 区 圃一匝圃一匪］圈一 匝 亘 圈一圆一匿固一 中温Ｆｅ—Ｍｏ＋ＭｎＯｚ＋ＺｎＯ干法脱 １堡些塑坌墨 鲨旦堡茎 ｝—，Ｉ垫璺 ｆ——ｌ堂 兰 塑丝堕Ｉ 一匦圃 图９ 应加强焦炉气在化产的净化预处理，使之达到 设计指标。并对焦炉气进行低温水洗涤主要针对除 萘，低温水洗涤降低了萘在气相中的平衡含量也有 利于除尘。再经湿法脱硫和电捕焦油使进人压缩机 的焦炉气Ｈ ｓ≤２０ ｍｇ／ｍ。、焦油≤５ ｍｇ／ｍ。、萘≤５Ｏ ｍｇ／ｍ。、尘１ ｍｇ／ｍ。，可扭转往复式压缩机被动的 局面。 常压湿式氧化法脱硫取代加压ＮＡＤ物理吸收 脱硫，可以使往复式压缩机的焦炉气洁净度有较大 提高，而且也省却了ＮＨＤ溶剂污染变质脱硫效率 恶化的问题。由焦炉气进入湿式氧化法脱硫液中的 ＮＯｘ、ＨＣＮ、焦油、苯、萘、Ｓ、尘等，在脱硫溶液再生 过程中大部分杂质以及由杂质生成的副反应产物， 随硫泡沫溢出、过滤、分离。一部分经溶液沉降，随 硫膏沉降富集析出溶液，而使溶液中的杂质可控在 较低水平的动态平衡。这与杂质在ＮＨＤ溶剂中的 积累效应不同，因此常压湿式氧化法脱硫和ＮＨＤ 物理吸收剂脱硫两溶液，对焦炉气中杂质的可承受 能力是不同的，ＮＨＤ溶剂能够接受的杂质数量比 氧化法脱硫液要低的多。 ２．３．２非催化部分氧化法气体精制案例 ２．３．２．１某厂设计流程 ｉ壅皇 兰蕉 ｌ—— ——【皇塑塞 Ｉ—ｌ翌夔墨 Ｉ—— 藤一阿 一 一 嗣一 ｝韭堡 塑坌墨｝—— ——Ｉ 墨选塑坌塑竖Ｉ—－Ｉ 旦里堕堕Ｉ 一匦一匦 囹一圃 图１Ｏ 尘在进压缩机之前降至指标之内是可行的，但萘无 法降至５０ ｍｇ／ｍ。以下，资料介绍洗油洗萘较普遍， 当４Ｏ℃时，油中萘含量７ ～８ ９／６时，焦炉气中萘含 量可＜５００ ｍｇ／ｍ。。萘在柴油中的溶解度不如油 洗，因此柴油洗萘、活性炭过滤也不能把焦炉气内的 萘脱至５０ ｍｇ／ｍ。以下。 焦炉气中氧含量一般为０．５ 左右，在脱硫之 前Ｈ Ｓ含量较高，在离心加压升温过程中，硫会在 碳钢管道及压缩机内析出，在高速旋转的离心式压 缩机叶片上，结垢会影响压缩机的正常运转，较高含 量的萘，在加压升温时升华为气相，在压缩机的段间 冷却器又会冷却析出，结在冷却器与下一级叶片与 硫磺混在一起形成的垢层会破坏机器的动平衡。因 此，上述流程值得商榷。 ２．３．４建议流程 匪囹一匦圃一圈一圆一 匝 重 一圆一叵囹一 匝耍 囹一匝囹—一田 夏 囹 一圃一匝受亟亘团一匝叠塑固一圃 。 图１１ 上述流程应在化产送出的焦炉气已经预处理净 化为基础，再经低温水洗后萘含量可降至３００ ｒａｇ／ ｍ。以下。ＡＤＡ＋ＰＤＳ湿法脱硫可将Ｈ２Ｓ降至２０ ｍｇ／ｍ。左右，电捕器可将焦油降至２０ ｍｇ／ｍ。以下， 变温吸附ＴＳＡ可使焦炉气中的焦油＋尘≤１ ｍｇ／ １ＴＩ。、萘≤ｍｇ／ｍ。，这一指标保证了离心式压缩机安 全正常运转，加压后的焦炉气经非催化部分氧化的 高温作用，有机硫可转化为Ｈ Ｓ。转化炉高温生成 的碳黑洗涤分离后，转化气经干法精脱可使总硫＜ ０．１×１Ｏ一，满足甲醇催化剂的要求。 ３焦炉气甲烷转化 焦炉气、天然气、油田气、炼厂气都是含甲烷为 主的含烃气体，当制取合成气时，都需要将甲烷等烃 类转化为ＣＯ＋Ｈ：。烃类的蒸汽转化和部分氧化是 工业上广泛应用的方法，焦炉气转化中的反应是二 维普资讯 http://www.cqvip.com
·２００· 全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 者的结合。 ３．１ 焦炉气转化过程的主要反应 Ｈ２＋０．５０２＝＝＝Ｈ２Ｏ＋５７．６ ｋｃａｌ （１） ＣＯ＋０．５０２：＝：＝＝：ＣＯ２＋９６．０ ｋｃａｌ （２） ＣＨ ４＋０．５０２＝一ＣＯ＋２Ｈ２十８．５ ｋｃａｌ （３） ＣＨ４＋２ｏ２一一ＣＯ２＋２ Ｈ２Ｏ＋１９１．０ ｋｃａｌ （４） ＣＨ４十Ｈ２Ｏ—ＣＯ十３Ｈ２－－４９．３ ｋｃａｌ （５） ＣＨ４＋ＣＯ２一一２ＣＯ＋２Ｈ２—５９．１ ｋｃａｌ （６） Ｃ ｏ＋Ｈ２０一ＣＯｚ＋Ｈ２＋９．８ ｋｃａｌ （７） ＣＨ 一＝Ｃ＋２Ｈ２ （８） 反应（１）～（４）是焦炉气的燃烧反应，反应速度 为毫秒级，为转化反应提供热量，（５）～（７）是整个转 化过程的控制步骤。焦炉气转化可以采用催化部分 氧化，也可以采用非催化部分氧化。前者由于催化 剂作用，转化温度维持在１ ０００℃左右并需要加人 蒸汽，后者需要较高的温度以提高转化率温度控制 在１ ２００ ｌ ３００℃。 ３．２焦炉气催化部分氧化的技术关键 ３．２．１混合器（喷嘴） 混合器（喷嘴）的设计应保证焦炉气和氧气的均 匀混合，燃烧的火焰应形成与转化炉匹配的流场和 温度分布，有利于保护混合器、耐火砖、催化剂。催 化部分氧化一般采用焦炉气和氧化分开布置的混合 器结构，类似天然气二段炉的一段转化气与空气在 炉内混合型式，非催化部分氧化一般采用焦炉气和 氧气通道，布置在一个喷嘴的多个同心圆的不同环 隙中，类似重油部分氧化气化炉的喷嘴型式。 ３．２．１．１ 国内几种混合器 由耐热混凝土和刚玉砖的混合器。初期设计的 １００ ｋｔ／ａ焦炉气制甲醇，多采用这种类似早期ＩＣＩ 天然气二段转化炉的混合器结构，氧气和蒸汽从混 合室下部进入，由耐热混凝土和刚玉砖砌成的环室 经刚玉砖上的ｚｂ？ｇ喷出，焦炉气从混合室上部进入， 向下流动与氧气、蒸汽混合燃烧。 焦炉气 氧气＋蒸汽 图ｌ２混合器（喷嘴） Ｉ图 耐热合金引射器的混合室。 ａ）引射器为中心为氧气通道，外环为蒸汽通道， 二者在喷嘴内预混喷出，并引射由混合室外环隙向 下经多孔盘喷出的焦炉气混合燃烧。引射器带有水 夹套冷却，保护金属引射器不受强烈辐射热的损坏。 焦炉气 引射器棍台室 混合器（喷嘴） Ⅱ图 ｂ）引射器的中心为氧气通道，氧气经分气盒多 个小管高速喷出，外环为蒸汽，二者在引射器外相混 合。焦炉气由混合室环隙向下经多孔盘小孔被高速 氧气引射混合燃烧。 氧气 焦炉气 引射器混合室 混合器（喷嘴） Ⅲ图 ｃ）引射器中心为氧气通道，氧气经分气盒上呈 同心圆排列的小管喷出。蒸汽分汽盒伸出的小管与 氧气小管数量相等且同心，蒸汽从两管环隙喷出。 焦炉气从引射器外筒下部的开孔进入引射器内，蒸 汽小管的管间并从下部管板上的焦炉气分配孔 喷出。 维普资讯 http://www.cqvip.com
全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 · ２Ｏ１ · 氧气 焦炉气 引射器琨合量 混合器（喷嘴） Ⅳ图 天然气二段转化炉中的一段转化气（ＣＨ ＜ １０ ）与空气混合型式，为焦炉气催化部分氧化中气 体的混合，提供了一定的借鉴。因此初期１００ ｋｔ／ａ 焦炉气转化的混合室采用了图Ｉ型式，由于刚玉砖 小孔的精度、砖的热震强度、砖缝密封性等问题，容 易影响焦炉气与氧气的均匀混合。在生产负荷波动 时，沿砖缝发生串气回火的几率较大，容易损坏炉 壁，因此大型焦炉气的混合器大多采用由耐热合金 钢制作的引射喷嘴型式。引射喷嘴对氧气、蒸汽与 焦炉气的均匀混合，喷嘴端部的防强热辐射保护越 来越引起重视，结构不断改进。引射器喷嘴设计充 分考虑了火焰长度对催化剂层、炉上部耐火砖和喷 嘴的高温影响，喷嘴适宜的氧气流速、金属材质的选 择和冷却方式是设计的重要因素，氧气流速决定了 火焰长度，催化部分氧化的火焰长度应控制比非催 化部分氧化短。平衡火焰高温对喷嘴和催化剂相矛 盾的影响，氧气出喷嘴的速度可选～８０ ｍ／ｓ左右， 喷嘴高温区材质选用ＩＮＣＯＮＥＬ ６００。 ３．２．１．２燃烧与转化空间 空速：催化部分氧化转化炉焦炉气操作态空塔 速度一般可选０．３～Ｏ．４ ｍ／ｓ，上部燃烧与非催化空 间高度（从喷嘴端部至催化剂层）一般为火焰长度的 ３倍左右。这一部分的设计与喷嘴的设计是相匹 配的。 操作：焦炉气与氧的燃烧是典型的湍流扩散火 焰，氢的燃烧速度极快。在催化剂层上部的非催化 空间，完成燃烧反应并有部分甲烷进行预转化反应。 燃烧反应放热和预转化反应吸热，控制了进人催化 剂层的温度在１ １００～１ ４００℃，低于催化剂的最高 耐热温度。大部分甲烷在催化剂层与水蒸汽和二氧 化碳进行转 化反应，并按变换反应达到平衡，出催化剂层转 化气温度低于１ ０００℃，进人转化炉物料配比：氧 气／干焦炉气≈０．２左右，水蒸气／干焦炉气≈０．７ 左右。 ３．２．１．３催化剂 催化部分氧化选用的是镍基催化剂如：Ｚ２ ０４、Ｚ２０５、ＣＮ２０等，耐热型Ｚ２０５放在上层。催 化剂层上面还装有１５０～２００ ｍｍ的耐火球，加强 对上层中心部位的保护。催化剂空速可达１ ２００ ｈ 左右。 ３．２．１．４仪控和安全系统 由于催化部分氧化中引入了纯氧，操作的安全 性要求这种配置完善的自动控制、检测和安全停车 系统，来保障转化炉的安全稳定运行。应设置的报 警和停车联锁如表８所示。 表８应设置的报警和停车联锁 序号 项 目 报警 跳车联锁 １置换用高压氮气压力 低 ２入转化炉氧气和转化炉压差 低 ３入转化炉焦炉气温度 低 ４人转化炉氧气／焦炉气（干）比值 高、低 ５人转化炉蒸汽／焦炉气（干）比值 低 ６人转化炉焦炉气流量 低、低限三选二 ７人转化炉氧气流量 低、低限三选二 ８催化剂床层上部温度 高 ９催化剂床层中部温度 高 高、高限三选二 １Ｏ转化炉出口气体温度高 高 转化炉开、停车过程，氮气（过热蒸汽）置换吹 除、蒸汽、焦炉气、氧气的顺序控制，逻辑系统可参照 重油、水煤浆气化炉。 ３．３非催化部分氧化的技术重点 ３．３．１ 喷嘴 非催化部分氧化依赖于焦炉气燃烧产生的热 维普资讯 http://www.cqvip.com ·２０２· 全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 量，在较催化部分氧化更高的温度下，完成焦炉气中 ３．３．２燃烧和转化空间 甲烷的转化。焦炉气和氧气从一个喷嘴同心圆的不 与重油气化和水煤浆气化（Ｔｅｘａｃｏ）相同，非催 同环隙喷出，因此喷嘴的设计十分重要。出喷嘴的 化转化炉内也存在射流、回流、管流三个流体流动特 氧气流速比催化部分氧化高，可选择在１００ ｍ／ｓ以 性的区域。射流区进行的焦炉气燃烧反应，温度最 上，适当拉长火焰，可以减弱转化炉上部较高的燃烧 高（１ ２００ ｌ ６００℃）火焰中心最高温度区在喷嘴以 热强度，对拱顶耐火砖和喷嘴寿命的不利影响。喷 下约２．５ ｍ。非催化部分氧化甲烷转化炉焦炉气操 嘴形成的火焰张角，应不使火焰的燃烧气流和热辐 作态空塔速度可达０．４～０．６ ｍ／ｓ。有效长径比可 射强度对炉壁耐火砖有集中冲击。 选４～５，使焦炉气在转化炉内有足够的停留时间。 喷嘴采用同心圆多通道设计，接触高温部分可 ３．３．３ 工艺条件 以采用ＩＮＣＯＮＥＩＬ ６００材质耐热钢制作，可设冷却 根据等提出的气流床部分氧化过程的混 夹套或盘管。 合模型，对焦炉气转化过程工艺计算，当转化压力在 喷嘴可通过试喷检验与炉膛的匹配、负荷波动 ３．０ ＭＰａ、６．０ ＭＰａ时，转化炉出口１ ２００℃时转化 的适应性、火焰的刚性和燃烧情况的稳定性等。 气体成分如表９所示。 表９转化炉出口１ ２００℃时转化气体成分 焦炉气中有机硫在高温作用下已全部热解为 表１０ Ｈ。Ｓ和ＣＯＳ，非催化转化后可不必安排专门的有机 类别 非催化部分氧化催化部分氧化 硫转化步骤。 转化气Ｈ２一ＣＯ ／ｃｏ＋ＣＯ 分别为２．３Ｏ和 ２．２７，基本符合甲醇合成要求的２．Ｏ５，可以减少气 体循环量。 转化气中剩余甲烷含量分别为０．２３ 和 ０．６８ 较高的甲烷转化率有助于减少弛放气量。 焦炉气甲烷转化是吸热反应，因此在相同压力 下提高温度甲烷转化率升高。焦炉气甲烷转化也是 体积增加的反应，因此同温度下低压有助于甲烷 转化。 工艺计算表明：转化压力２．Ｏ～３．０ ＭＰａ，氧气 和焦炉气体积比选择０．２４～０．２７，转化炉出口温度 ～１ ２００℃，不加蒸汽甲烷含量可以控制在０．４ 以 下，且有效气产率较高。 ３．３．４非催化和催化氧化工艺比较 等还以表９中原料焦炉气成分计算了转 化压力３．０ ＭＰａ，出口甲烷０．３０ 左右时催化部分 氧化（完全达到平衡）和非催化转化的反应结果。如 表１Ｏ。 维普资讯 http://www.cqvip.com
全国气体净化信息站２００８年技术交流会论文集 ·２０３· 在表ｌ０所列条件下，虽然两种工艺转化炉出口 剂的要求。只不过区别在非催化工艺的转化炉，可 以承担部分有机硫转化为无机硫的功能，而催化转 化工艺，由于催化剂对总硫含量要求３ ｍｇ／ｍ。以下， 气体温度差别较大，但转化炉出口气体中甲烷的转 换率基本相同，这是因为：非催化工艺温度高对吸热 的转化反应速度和反应平衡的影响；催化工艺有催 化剂和添加大量蒸汽的影响结果。由于催化工艺添 加了大量水蒸气影响了变换反应的平衡，使转化炉 气体出口ＣＯ和Ｃｏ：分别比非催化工艺低～６ 和 高～６ 。影响了催化工艺转化Ｈ。＋Ｃ０亦比非催 部分有机硫需要在进转化炉前脱除。 非催化转化工艺在部分氧化中可不消耗蒸汽， 不使用催化剂，ＣＯ＋Ｈ：有效气含量高，总能耗不高 于催化部分氧化等优点，使其能成为焦炉气制甲醇 的较好工艺选择。 化工艺低～６ 。 如表１Ｏ所示尽管非催化工艺炉子出口气体达 到１ ２００℃，催化工艺只有１ ０２３℃，但催化工艺的 比氧耗多６ ｍ。。这是因为催化工艺加入的氧及燃 烧焦炉气放出的热量，有部分消耗于过量的水蒸汽 温升至１ ０２３℃及部分水蒸汽的分解。因此就总能 耗比较中，催化工艺并不比非催化工艺低。 非催化和催化工艺的焦炉气在进入转化炉前， 都需要经压缩机加压至２．０～３．５ ＭＰａ，因此在充分 满足压缩机对焦炉气净化处理的要求后，进入转化 炉的焦炉气净化度，两种工艺的差别不大，同时对工 艺流程的配置影响也不大。气体中的总硫含量最终 都要脱至０．１×ｌＯ 以下，才能满足甲醇合成催化 参考文献： ｌ郭树才．煤化工工艺学［Ｍ］ ２姜圣阶等．合成氨工学［Ｍ］．石油化学工业出版社，１９７８ ３朱世勇主编．环境与工业气体净化技术［Ｍ］．化学工业出 版社，２００１ ４ 向德辉，刘惠云．化肥催化剂实用手册［Ｍ］．化学工业出 版社．１９９２ ５瞿治诚。高宪培编．国外气体脱硫新技术［Ｍ］．科学技术 文献出版社重庆分社，１９７８ ６华东化工学院等．工业化学［Ｍ］．中国工业出版社．１９６１ ７等．焦炉气非催化部分氧化与催化部分氧化制合 成气工艺比较［Ｊ］．煤化工．２００６，（１２３）：２７
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