焦?fàn)t氣制甲醇的部分氧化工藝

焦?fàn)t氣中甲烷轉(zhuǎn)化成CO和H₂的工藝，可分為催化部分氧化法，非催化部分氧化法二種：

1)催化部分氧化工藝：

      純氧（或富氧）自熱式部分氧化轉(zhuǎn)化，反應(yīng)速度比蒸氣轉(zhuǎn)化快，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，流程短。

          ①常壓式：體積大，轉(zhuǎn)化后體積成倍增大，整個(gè)壓縮功增加，易析炭。 

          ②加壓式：利用內(nèi)熱進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，不需外加熱。
          綜合反應(yīng)式：CH₄+ 0₂ ---- CO+2H₂+Q
         甲烷部分氧化法通常加入一定蒸汽，在有鎳催化劑作用下，反應(yīng)速度可加快，反應(yīng)溫度可降低到960－1100⁰C ，反應(yīng)后殘余CH4　＜0.4% ，采用圓筒式純氧轉(zhuǎn)化爐，爐內(nèi)裝鎳基轉(zhuǎn)化催化劑和熱保護(hù)劑。爐體為鋼結(jié)構(gòu)+耐火絕熱材料十冷卻夾套，爐內(nèi)裝二段轉(zhuǎn)化催化劑，爐頂為混合燒嘴。轉(zhuǎn)化所需熱量通過氧氣與焦?fàn)t氣中的氫氣發(fā)生部分燃燒反應(yīng)提供，燃燒后的高溫氣體在催化床層發(fā)生甲烷與蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。轉(zhuǎn)化爐出口溫度約960℃，殘余甲烷含量約0.4%V-0.6%V。

     焦?fàn)t氣進(jìn)轉(zhuǎn)化爐前須經(jīng)干法脫硫，使入爐焦?fàn)t氣中總硫控制0.5ppm以下，焦?fàn)t氣干法脫硫采用鐵鉬催化劑加氫轉(zhuǎn)化使有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后將總硫脫至0.5ppm以下，再進(jìn)轉(zhuǎn)化爐，焦?fàn)t氣和氧氣入爐前須與蒸汽按一定比例混配，為了防止水蒸汽冷凝，焦?fàn)t氣和氧氣均需加熱到蒸汽露點(diǎn)以上，因而系統(tǒng)中必須設(shè)焦?fàn)t氣和氧氣加熱設(shè)備(加熱爐通常以焦?fàn)t氣或甲醇弛放氣為燃料)。

    轉(zhuǎn)化過程中應(yīng)嚴(yán)格控制入爐水蒸汽/焦?fàn)t氣比和氧氣/焦?fàn)t氣比，轉(zhuǎn)化爐出口溫度960-980℃，出爐轉(zhuǎn)化氣(折干氣)中甲烷含量約0.6%。    
     該法技術(shù)成熟可靠，反應(yīng)溫度低，有成功的先例借鑒，轉(zhuǎn)化爐燒嘴使用周期長(一年以上)。主要問題是焦?fàn)t煤氣入爐前凈化要求高，需用加氫轉(zhuǎn)化催化劑和氧化鋅脫硫劑，出塔氣氫碳比不理想，且工藝過程復(fù)雜，投資大，成本較高。
2)焦?fàn)t氣非催化部分氧化工藝:
    采用圓筒式純氧轉(zhuǎn)化爐，爐內(nèi)勿需裝填催化劑，過程主要是烴類的部分氧化過程，即CH₄+0₂--2H₂+CO+Q
    由于轉(zhuǎn)化爐中無催化劑，焦?fàn)t氣進(jìn)轉(zhuǎn)化爐前不必轉(zhuǎn)化并脫除有機(jī)硫，入爐焦?fàn)t氣和氧氣中不需預(yù)配水蒸汽，原料氣可不加熱(只要保持焦?fàn)t氣和壓縮機(jī)末級(jí)出口溫度)，故可不設(shè)加熱爐；轉(zhuǎn)化過程中嚴(yán)格控制入爐氧氣/焦?fàn)t氣比，轉(zhuǎn)化爐出口溫度1200～1300℃，出爐轉(zhuǎn)化氣(折干氣)中甲烷含量約0.6%。轉(zhuǎn)化氣中氫/碳比(H2-C02)/(C0+C02)約為1.9～2.1（甲醇合成現(xiàn)理想比例為2.05～2.1）。經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化后，焦?fàn)t氣中復(fù)雜的有機(jī)硫(C0S、CS2、硫醇、硫醚、噻吩等)已絕大部分轉(zhuǎn)化為易于脫除的硫化氫，便于后續(xù)工序脫除。這是焦?fàn)t氣采用非催化純氧轉(zhuǎn)化最大優(yōu)點(diǎn)。
    該法優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡單、投資省。由于轉(zhuǎn)化爐溫度高又處于臨氫還原態(tài)氣氛下，后續(xù)合成氣凈化方便。雖然氧耗偏高，但由于凈化簡單，省掉變換，且無催化劑壓降損失，可降低動(dòng)力消耗，熱量也可經(jīng)廢熱鍋爐充分回收，因而生產(chǎn)成本低于催化轉(zhuǎn)化法。

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