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国家标准计划《循环利用技术规范 焦炉煤气制取甲醇》由 TC415(全国产品回收利用基础与管理标准化技术委员会)归口上报及执行 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 中国标准化研究院山东省标准化研究院七台河宝泰隆煤化工股份有限公司等

目录

基础信息

计划号
20192391-T-469
制修订
制订
项目周期
24个月
下达日期
2019-08-08
申报日期
2016-09-02
公示开始日期
2017-05-15
公示截止日期
2017-05-29
标准类别
方法
国际标准分类号
75.160.30
75 石油及相关技术
75.160 燃料
75.160.30 气体燃料
归口单位
全国产品回收利用基础与管理标准化技术委员会
执行单位
全国产品回收利用基础与管理标准化技术委员会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

我国是全世界最大的焦炭生产国,随着几年全球能源价格的波动,我国煤炭和煤化工行业收到较大冲击。

将循环经济理念与传统煤化工有机结合是当前煤炭企业走出困境,实现转型升级的必然之选。

焦炉煤气是炼焦过程的主要副产品,过去广泛应用于民用煤气和工业燃气领域。

而随着工艺技术的成熟和国家政策鼓励,以焦炉煤气为原料生产甲醇成为煤化工领域的热点。

“十一五”和“十二五”期间, 10万吨/年规模级焦炉煤气制甲醇得到迅速发展,20万吨/年、30万吨/年规模级装置也相继投产,目前国内已建成和在建的焦炉煤气制甲醇年产已达到了1000万吨。

但是相比产能的快速提升,该领域的标准化工作相对滞后;而国外由于能源结构与中国不同,可供参考的焦炉煤气制甲醇大规模应用案例较少。

焦炉煤气制甲醇工艺较为复杂,过程中除甲醇作为主要产品,同时也会产生粗苯、硫铵、煤焦油等副产品,过程中的驰放气、闪蒸汽等也有较高利用价值。

有效回收和循环利用这些副产品和副产气可以大大提升焦炉煤气制甲醇工艺过程的资源和能源利用效率。

本技术规范基于当前主流技术水平制定,可以为具有焦炉煤气制甲醇工艺的煤化工企业的技术选择与改进提供参考。

所提出了针对该过程的循环绩效评价指标与要求可以规范焦炉煤气制甲醇项目的建设与运行,对于提高煤化工企业节能减排水平具有重要意义。

范围和主要技术内容

本规范适用于具有焦炉煤气制甲醇工艺的煤化工企业的技术选择与改进,以及该过程的循环绩效评价,其他具有相近工艺的企业可参照采用。 一、本标准拟对如下术语和定义进行界定。 1焦炉煤气 焦炉碳化室干馏产生的气态黄褐色炼焦副产物。 2焦炉煤气制甲醇 以焦炉煤气为原料生产甲醇的工艺。 3焦炉煤气制甲醇副产物 以焦炉煤气为原料生产甲醇中除甲醇之外,附带生产出的具有价值或可以直接利用的产品。 4焦炉煤气制甲醇排放物 焦炉煤气制甲醇过程中产生的,不能被直接利用的气态、液态及固态物质。 二、本标准提出了焦炉煤气制甲醇过程的主产物、副产物和排放物分类、产生和处理利用情况 三、本标准提出了焦炉煤气制甲醇过程及副产品、排放物的利用和处置可选技术: 1甲醇生产过程 1.1焦炉煤气脱硫净化 产自炼焦过程的焦炉煤气含有硫化物、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质,在转化生产甲醇前需要对这些杂质进行去除,较为常用的焦炉煤气净化方法有栲胶法,HPF法,真空碳酸盐法,AS法等。1.2焦炉煤气精脱硫 精脱硫主要是通过干法脱硫将焦炉煤气中的有机硫与不饱和烃经催化剂加氢转化,变成H2S和饱和烃,然后经脱硫剂处理,将硫化物脱除到0.1mg/m3以下。较为常用的精脱硫方法有活性炭法,铁(钴)钼加氢法,氧化锌脱硫,铁锰脱硫剂脱硫等。 1.3焦炉煤气转化 焦炉煤气含有23vol.%~27vol.%甲烷及多碳烃和烯烃,它们均是对甲醇合成有害(不饱和烃)或无用(甲烷)的物质。焦炉煤气转化主要是采用烃类再转化的方法,将其转化成对合成甲醇有效的CO、CO2和H2,并使转化气中残余CH4含量≤0.6%vol.%。焦炉煤气转化方法主要有纯氧催化部分氧化转化法,非催化部分氧化转化法,蒸汽转化法等。 1.4甲醇合成 甲醇合成是在催化剂作用下,通过两步反应将合成气中CO、CO2和H2转化为甲醇。该过程的副反应同时可以生成醇类、烃类、醛、醚类、酯类和元素碳等杂质,因此甲醇合成的直接产物为粗甲醇。甲醇合成根据采用压力的不同分为高压法(25~30MPa)和中低压法(5~10MPa)。 1.5甲醇精馏 甲醇精馏主要是采用将粗甲醇经预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔,经多次汽化和冷凝脱除甲醇中的二甲醚等轻组分及水、乙醇等重组分,最终获得高纯度甲醇产品,也称粗甲醇精制。 2副产物的回收与利用 2.1煤焦油回收与利用 焦炉煤气中煤焦油含量一般为1.0~2.5g/m3,煤焦油回收可采用电捕焦油器实现。煤焦油回收后可通过加氢实现综合利用,目前有中低温煤焦油加氢技术和高温煤焦油加氢技术。通过复合溶剂萃取,煤焦油也可以用于生产精酚。 2.2氨的回收 焦炉煤气中含氨约4~6g/m3。焦炉煤气中的氨必须回收,否则可能导致设备腐蚀及减低煤气转化催化剂的性能。目前较为普遍采用的氨回收工艺是采用喷淋式饱和器生产硫酸铵,或采用水洗-蒸氨-氨分解回收氨水。 2.3苯的回收 焦炉煤气中的粗苯是由多种芳烃和其他化合物组成的复杂混合物,含量为30~45g/m3,其组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度。从焦炉煤气中回收苯族烃采用的方法有洗油吸收法,固体吸附法和深冷凝结法。 2.4副产气利用 焦炉煤气制甲醇过程中多个环节可产生可回收利用及可燃性气体。其中甲醇合成驰放气中H2含量超过80vol.%,可以作为煤焦油加氢原料气。甲醇合成闪蒸汽和甲醇精馏不凝气可回收甲醇以提高甲醇产率,剩余部分可作为燃料使用。 3排放物处理处置 3.1废气处理 焦炉煤气制甲醇过程产生的废气处理主要包括粉尘处理和硫的处理。粉尘处理可采用旋风除尘、袋式除尘、静电除尘、湿式除尘等技术。硫处理可采用氨法脱硫、石灰/石灰石法、酸性气体湿法制硫酸、钠碱脱硫、金属氧化物吸收等技术。气体排放物中污染物的检测与排放限值需满足GB 16171相关要求。 3.2废水处理 焦炉煤气制甲醇过程产生的废水可与焦化废水混合改善废水可生化性,提高废水处理效果。废水处理首先需进行隔油和气浮处理,去除水中的乳化油及胶状油。后续通过生化法去除氨氮、COD及色度,可采用A/O法,A2/O法,SBR法,UASB法等。进一步深度处理可采用混凝沉淀法、吸附法、生物膜法、超滤、纳滤、反渗透等技术。在厂内处理的废水水可作为熄焦补充水使用。外排废水中污染物的检测与排放限值需满足GB 16171相关要求。 3.3固废处理 焦炉煤气制甲醇过程产生的废催化剂可采用氯化挥发法、熔炼法和重结晶法回收废催化剂中的金属或其他微量元素,也可利用废催化剂重制新的催化剂。锅炉、脱硫过程产生的废渣经集中收集可回用配煤。污水处理剩余污泥经压滤脱水后可掺入煤中炼焦。 四、本标准提出了焦炉煤气制甲醇过程循环利用绩效评价指标与要求 生产规模(万吨甲醇/年) 指标 指标单位 指标基准值 ≤10 甲醇产出率 kg?甲醇/m3?焦炉煤气 5

国内外简要情况说明

国外甲醇生产主要是以天然气为原料,像美国随着页岩气技术成熟,2018年将增加超过1000万吨/年的额外甲醇产能。美国160万吨/年天然气制甲醇项目投资总额约为10亿美元,相比我国煤制甲醇单位车能投资低,生产也更加环保经济。 中国是目前世界上最大的甲醇生产国,占全球甲醇产能51%,并占2013年全球甲醇产量的30%。我国的甲醇生产中70%以煤为原料,传统煤化工领域的煤制甲醇在2012年达到5521万吨,产量为2640.5万吨,落后产能过剩问题非常显著。“十二五”期间,国家计划淘汰甲醇落后产能300万~500万吨。焦炉煤气是炼焦过程的副产物,价格便宜,相比天然气和煤制甲醇工艺具有一定成本优势,同时实现了资源的综合利用。2010年神华集团乌海能源西来峰煤化工公司建成投产了30万吨/年的焦炉煤气制甲醇项目;国内已有和在建焦炉煤气制甲醇产能已达1000万吨.。

国家级科研专项支撑

课题号2016YFF0201602 课题名称:重点行业循环链接关键技术标准研究