安徽省淮北市临涣焦化股份有限公司 安徽省淮北市 235000
摘要：随着国家的发展越来越好，钢铁工业的发展也不断的进步，导致焦煤燃料的需求量越来越大，对社会发展、经济发展及生态环境带来很大影响。对焦炭产能的无休止扩张是环境进一步恶化的罪魁祸首，严重地影响了人们的日常生活。想要解决焦炉煤气大量燃放的问题，需要从技术层面上来进行，将焦炉煤气转化为一种环保的清洁能源。这样不仅解决了环境问题还可以继续为工业发展提供清洁型能源。
关键词：焦炉气制甲醇；合成催化剂使用
引言
焦炉气制甲醇工艺比较成熟，随着氢动能引擎的启动，在不增加投资的情况下，如何利用现有装置柔性组合生产下游需要的氢气，是增强装置可靠性和降低运行成本的有效途径。通过利用合成驰放气生产氢气的条件变化，总结了其对甲醇合成催化剂的影响和应对措施。
1重整预加氢催化剂类型
（1）氧化态重整预加氢催化剂。传统的重整预加氢催化剂多为氧化态，在制备过程中活性金属组分以氧化物的形式附着在载体的活性点位上。加氢活性组分主要为Ni、Co、W与Mo中二种以上组合，最常见的组合方式为双金属的Ni-Mo、Co-Mo与Ni-W体系，三金属的Ni-Mo-W体系。其中，金属Mo、W为主催化活性中心，金属Ni、Co为助催化活性中心。由于金属氧化物具有很弱的加氢活性，因此氧化态重整预加氢催化剂在工业应用之前需要进行硫化还原，将氧化态的金属转化为硫化态后才有较高的加氢活性与稳定性。国内传统加氢工艺普遍采用的硫化方法是器内预硫化方法。这种方法通常存在催化剂硫化不充分，装置开工时间长，并存在安全生产隐患及环境污染等问题。典型氧化态重整预加氢催化剂有中石化大连石油化工研究院的FH-40系列、中石化石油化工科学研究院RS系列催化剂与中海油天津化工研究设计院有限公司THFS-2系列。（2）氧硫化态预加氢催化剂。为了简化重整预加氢装置开工程序与提高催化剂的硫化度，器外预硫化技术开始大力发展。加氢催化剂的器外预硫化技术是在加入反应器之前就对新鲜或再生催化剂进行相关处理，在特殊有效的工艺方法下，使得硫化剂颗粒的孔隙中充分填充硫化剂，通过硫氧化合物的形式而与催化剂活性金属相结合，在后续催化剂开工过程中经升温活化完成预硫化催化剂的过程。氧硫化态催化剂具有下列优点：①催化剂活性金属已预硫化形成过渡态金属氧硫化物，因而在开工过程中不必担心活性金属被高温氢气还原；②器外预硫化过程属于原位反应，消除了催化剂扩散阻力的影响，因此催化剂的硫化更加充分，提高了催化剂活性金属的利用率；③简化开工程序，节省催化剂的开工时间，免去了硫化使用的配套设施，提高了炼厂经济效益。④开工现场因为避免使用有毒的硫化物，减少环境污染。⑤炼厂催化剂撇头时，更能体现出开工方便的特点。器外预硫化技术始于20世纪80年代，目前该技术日趋完善，但是因其依然存在氧化态，没有本质上实现金属的原位硫化，金属与载体之间还存着较强的作用力，活性金属无法实现100%硫化，因而进一步提高催化剂的加氢性能方面依然存在瓶颈。
2焦炉煤气制甲醇工艺流程
2.1甲醇
甲醇自身是一种无色液体，具有易燃性，有毒，熔点为97.8℃。甲醇蒸汽与空气进行混合时可形成容易爆炸的混合物，遇明火易发生爆炸。甲醇在燃烧过程中可分解为一氧化碳与二氧化碳，基于其性质被广泛应用在各行各业中。
2.2焦炉煤气
焦炉煤气又被称为焦炉气，其主要成分为甲烷与氢气，具有可燃性，属于当前的高热值煤气，是当前炼焦工业形成的衍生产物。
2.3甲醇制造原材料
现阶段，利用焦炉煤气制甲醇的原料主要有两部分：一部分是直接原料，主要包含氢气、二氧化碳与一氧化碳；另一部分是间接原料，主要包含焦煤煤气、水蒸气以及氧气等。
2.4制造工艺流程
在甲醇制造过程中，应首先对来自焦化厂的焦炉煤气进行接收，结合实际情况，对焦炉煤气进行简单的预处理，将其输送至储气罐进行稳压存储，同时控制其压力至2.5MPa。经过压缩净化环节，该环节的主要目的是将当前焦炉煤气中存在的废弃物进行清除，例如，焦油、硫化物、氨气等，该类物质不仅会对甲醇制造过程造成不良影响，还有可能导致催化剂中毒情况，影响制作流程的正常进行。因此，应进行合理的脱硫工序，在该工序中，其首先进行粗脱硫，再进行精脱硫，完成最后的净化。
将经过脱硫后的焦炉煤气利用现有的催化剂将气体中的甲烷等成分进行转化，转换为一氧化碳与氢气，进而形成构成甲醇的原材料。加入适量的碳，并对碳氢比进行适当的调整，保证其符合甲醇合成的比例，并对气体进行压缩，形成粗甲醇，最后对粗甲醇进行精馏，转换为当前工业需求的甲醇。
3合成系统运行情况
3.1低氢还原操作及指标要求
（1）开启二合一压缩机，用合格N2置换系统，当O2＜0.2%时，在保证空速（1000~3000h-1）的前提下系统充压至所需还原压力（0.5~0.6MPa），系统进行氮气循环，准备升温。（2）开启蒸汽喷射器，按预定的升温程序进行升温，温度升至约65℃后注意出水情况，以后每半小时放水一次，认真称量并做好记录，当温度在65~80℃时，催化剂将开始逐渐释放CO2，根据分析结果，在保证塔压的前提下，采取连补连排的方式，使系统CO2含量保持在3%以下，脱除催化剂的物理水。（3）当催化剂脱除完物理水，并且达到170℃时，便可按预定升温还原程序进行加氢还原，每半小时放水一次，认真称量并做好记录。（4）采取连续加氢方式，加氢量由小逐渐加大，通过调节加氢量及升温速度来控制出水量，从而达到控制还原的进程，一定要控制加氢量和升温速度，防止“飞温”。（5）整个还原过程要求温升平稳，出水均匀，直至还原趋向完成。（6）还原过程中每半时分析一次反应器进出口气体成分并做好记录，出水量出现异常时，随时取样分析，及时调整加氢量和温度。（7）还原过程中要严格执行“提温不提氢，提氢不提温”的原则。（8）严格控制还原温度、压力，保持气体成分、循环量的稳定，当出水量明显减少时可适当提温，出水量高时，减缓配氢量和减缓升温速率或恒温。（9）当温度升至230℃时，逐渐提高氢气浓度，当出水量逐渐减少直至基本消失时，可视为还原结束，恒温2h后转为满负荷生产。
3.2还原结束标志
（1）升温还原的总出水量与理论出水量基本相符，总出水量约为催化剂重量的14%~16%（还原气中含有CO时低于此值）。（2）合成塔进、出口的氢浓度相等。（3）在230℃恒温，提高进塔氢浓度，催化剂床层无温升，可认为还原结束。（4）采用以焦炉气为原料气的低压甲醇合成工艺，催化剂还原过程中，还原气以氢气和一氧化碳为主，根据催化剂还原原理，补氢初期，CO优先参与还原反应。
4控制要点
4.1优化安装流程
在煤化工气化工艺与设备安装中，必须遵循相应的流程、原则与标准，才能充提高工艺精度，发挥设备价值。优化安装流程，就成为了重要的一个步骤。首先，安装人员应严格遵循行业标准与规范，然后参照设备说明书，遵循由内到外、由小到大的原则，展开有计划的安装施工，才能缩短安装时间，降低施工成本，提高设备的质量。其次，作为安装人员，必须与设计人员、施工人员展开定期的交流互动，并且积极主动参与到教育培训中，强化自身的综合实力，保障安装工作的有序进行。最后，对于大型设备的安装，还要借助相应的仪器设备，做好场地布局。在地面构件的表面，还要进行防腐、防潮等材料的涂抹，对于其他设备的表面，还要进行防触电、防火层处理，来保障后期的使用安全。
4.2注重矫正偏差
只有严格遵循相应的安装流程与标准，注重设备的矫正偏差，才能提高工艺的精度。首先，在安装中，需要及时寻找构件中的尺寸偏差，然后分析原因，进行矫正。其次，采用合理的矫正方法。可以采用钢板拼接的方法，来进行矫正，直到符合实际要求。最后，必须遵循相应的标准，进行尺寸的核实对比，还要借助精准的、专业的仪器设备。
结语
在保证外供氢气前提下，增大弛放气流量，也带来了甲醇合成的有效气体成分流失，系统压力降低影响甲醇产量、产率。随着催化剂使用时间延长，转化率降低，甲醇产量下降。为进一步减少对甲醇合成的影响，可以提高合成塔热点温度，维持催化剂使用末期较高活性，生产更多甲醇。从最后的合成塔出口温度可以看出，还有一定的提温空间。
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