焦炉气制甲醇原料气净化工艺分析
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摘 要：焦炉气是一种炼焦副产品，主要成分为氢气和一氧化碳，虽然能够通过燃烧放热带来一定的经济效益，但需要配套进行管网建设，甚至还会带来严重的环境污染威胁，探寻其他回收利用方案，具有极高的社会价值。本文主要围绕着焦炉气制甲醇这一方案，深入分析了其中的重要初始环节，即原料气净化工艺，通过实际数据，提出了一些改进意见，观点仅供参考。
关键词：焦炉气 甲醇 脱硫 净化 工艺分析
随着国家基础经济建设的稳步发展，我国对焦炭、甲醇等资源的需求量日益增加，而焦炉气属于炼焦副产物，其成分原子组成比与甲醇原子组成比相近，将其转化为甲醇，必将带来极大的经济及社会效益，目前，我国已探明了详细的工艺，并已开发出了相应的设备。然而焦炉气成分中同样含有一系列有机硫及其他杂质，如果不经过有效处理，会给后续工艺带来极大的危害。本文深入探究了焦炉气制甲醇原料气净化工艺。
一、焦炉气净化工艺简介
1.脱硫净化
1.1湿法脱硫
该脱硫工艺主要针对于无机硫、极少部分的有机硫，以及部分氰化物，其工艺步骤包括冷却、电捕、分离、水涤等。通过湿法脱硫，不仅能有效减少无机硫及氰化物对转化装置的腐蚀，经过初步净化后，如果将原料气用作燃烧发热，产物对环境的污染也能大幅下降，最重要的是，经过湿法脱硫，能够回收大量的焦油、氨等具备经济价值的化工产品。一般而言，经过此工艺，
最常用的湿法脱硫工艺为NHD溶剂加压处理，仅需在常温下，保持2.55MPa系统压力，即可有效降低混合气体中总硫含量。且吸收硫化物等杂质的NHD溶液可以通过加热、降压、蒸汽热再生等环节进行硫磺回收。
1.2干法脱硫
表1 焦炉气成分在NHD溶剂中的溶解度
从上表中不难看出，经过NHD溶剂处理后，混合气体中还包含有大量的COS，因此还应进行干法脱硫。目前实验可行的干法脱硫包括吸收法、热解法以及应用较为广泛的水解法和加氢转化法。水解法虽然具备反应温度低的优点，但目前的催化剂对噻吩、硫醚等其他硫化物的敏感度不高，难以适应焦炉气制甲醇的要求，因而现阶段还是以加氢转化法为主要工艺。
加氢转化法主要分为三个步骤：第一步，有机硫加氢，在催化剂的作用下，生成H2S；第二步，以铁-锰脱硫剂脱除H2S；第三步，以中温氧化锌脱除总硫。
该工艺的意义不仅在于脱除了有机硫，同时还通过加氢，调节了混合气体中的碳氢比，并对烯烃等不利于转化正常发生的杂质进行了饱和。与此同时，焦炉煤气中还存在着部分油类、苯及焦油，加入氢后，会出现裂解、饱和、析出，从而保证混合气体的纯度。
2.氯及羟基金属的脱除
焦炉煤气中的氯离子是导致催化剂活性降低的主要因素，虽然其含量较低，但对催化剂的综合危害甚至要超过总硫，还可能腐蚀设备管道。同时，氯离子的迁移性直接导致其可能引发全床性的催化剂中毒。而羟基金属（主要是铁系、镍系羟基金属）也会与催化剂发生不可逆转的反应，导致催化剂失去活性。因此，需要通过脱氯剂、羟基金属吸附剂来将这类杂质。
二、焦炉气净化工艺的发展方向
1.长时间运行下，净化装置的常规问题分析
首先，加氢催化剂的使用寿命一般非常有效，不超过1年，难以满足长时间无人控制下运行的要求；其次，二级加氢出口可能生成COS；再次，中温催化剂可能导致RSH和COS的生成。
2.改进方法分析
首先，在加氢深度脱硫之前，有必要设置耐硫除氧环节。可以选用的耐硫除氧剂，以湖北某研究院研制的DJ-1为代表，不仅能严格限制加氢环节的环境氧含量，保护催化剂，还能使还原态脱硫剂工作在稳定状态。
其次，可以设置防放硫副生产线。通过设置一条联通脱硫剂出口和氧化锌入口的浮现，可以有效解决放硫反应问题。
再次，还应该深入研究催化剂，并探寻其他有价值的脱硫工艺。如上文提及的水解工艺，如果能在深度净化前，有效去除混合气体中的噻吩等有机硫，其实用性更优于加氢脱硫，是一条值得探究的路线。
结束语：
焦炉气制备甲醇既满足了当前对燃气环境污染的控制需求，又满足了社会发展对工业原料甲醇的需求，是一项利国利民的事业，然而其起步较晚，面对其中的重难点工艺，如原料气净化、烷烃转化等，还是存在着诸多不足。本文主要分析了现阶段原料气净化的重要工艺，进而指出了其中可能出现的问题，就其发展方向、解决措施给出了些许参考意见。
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