一種高硫煤制備甲醇的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硫煤制備甲醇的方法，包括利用高硫煤煉焦；利用固定床對制得的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理，氣化處理條件為：以5-55mm焦塊為原料，以水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3～4MPa壓力、1100～1300℃的溫度下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣；利用粗煤氣合成甲醇；本發(fā)明還提供了一種高硫煤的利用方法。本發(fā)明的方法可以對現(xiàn)有的難以利用的高硫煤進(jìn)行充分利用，激活了高硫煤炭資源，提高了企業(yè)效益；另外，本發(fā)明提供的方法對于我國焦化行業(yè)意義重大，使得焦炭生產(chǎn)企業(yè)在鋼鐵行業(yè)不景氣的情況下，其產(chǎn)能可以不至于閑置、浪費，擺脫了鋼鐵行業(yè)對焦炭行業(yè)的影響和束縛。
【專利說明】-種高硫煤制備甲醇的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，尤其涉及一種高硫煤制備甲醇的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，煤的含硫量大于3%的煤稱為高硫煤，目前我國已探明的煤炭資源中有 近8%是高硫煤，按目前全國煤炭資源預(yù)測總量和探明煤炭儲量計算，高硫煤預(yù)測總量和探 明儲量大約分別是4260億噸和620億噸，資源相當(dāng)豐富。但通常高硫煤由于其含硫量高， 在使用過程中會大幅提高煙氣中S化的濃度和S化排放總量，從而對環(huán)境造成惡劣影響，在 目前尚無合適的處理工藝和滿足環(huán)保要求的使用途徑的情況下，為滿足S〇2防治的要求，我 國對高硫煤的生產(chǎn)和使用制訂了許多限制措施，特別在火電廠的燃煤管理上更嚴(yán)格控制使 用高硫煤。但由于近年來煤價的上漲和可開采資源的銳減，因此有必要在不對環(huán)境造成負(fù) 面影響的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)手段實現(xiàn)高硫煤該一長期受限煤種的開發(fā)利用，該也是我國能 源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的一個必然舉措。
[0003] 另外，對于高硫煤煉焦，無論是直接煉焦還是配煤煉焦，由于獲得的焦炭含硫高， 同樣面臨脫硫難題，難W推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高硫煤制備甲醇的方法W及高硫煤的利用方法，W解 決目前高硫煤應(yīng)用面臨諸多難度的問題，充分發(fā)掘高硫煤的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005] 本發(fā)明提供的一種高硫煤制備甲醇的方法，包括：
[0006] a、利用高硫煤煉焦；
[0007] b、利用固定床對步驟a得到的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理，氣化處理條件為：W 5-55mm焦塊為原料，W水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3?4MPa壓力、1100?130(TC的溫度 下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣；
[0008] C、利用粗煤氣合成甲醇。
[0009] 在本發(fā)明中，所述高硫煤為硫含量大于3wt%的煤，優(yōu)選為內(nèi)蒙烏海地區(qū)的高硫 煤，進(jìn)一步優(yōu)選為神華烏海能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高硫煤。根據(jù)本發(fā)明的方法，步驟a中 所述的煉焦為本領(lǐng)域熟知的利用煤炭生產(chǎn)焦炭的過程。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解，在本發(fā) 明中，利用高硫煤煉焦可W是全部利用高硫煤進(jìn)行煉焦，或者利用高硫煤進(jìn)行配煤煉焦，例 如添加其他成本更低的煤種煉焦，W進(jìn)一步降低成本。所述配煤煉焦為本領(lǐng)域所熟知，該里 不再費述。優(yōu)選地，步驟a中，利用高硫煤煉焦時，煉焦原料全部為高硫煤（即不含有任何 其它煤種或添加劑），并且所述高硫煤在煉焦前或煉焦過程中不做脫硫處理。與常規(guī)生產(chǎn)冶 金焦不同，在本發(fā)明中，由于無需對高硫煤中的硫進(jìn)行處理，極大地降低了煉焦成本；進(jìn)一 步優(yōu)選地，步驟a所得焦炭產(chǎn)品的硫含量大于2wt % ;更進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟a所得焦炭產(chǎn) 品的硫含量大于2. 3wt %。
[0010] 在本領(lǐng)域中，在對煤炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理時，可W采用流化床、氣流床等進(jìn)行氣 化。在本發(fā)明中，面對步驟a制備的焦炭產(chǎn)品的氣化需要，經(jīng)過多年研究開發(fā)，從而提出W 下焦炭氣化工藝，即，在步驟b中，利用固定床氣化爐對步驟a得到的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處 理，氣化處理條件為：W 5-55mm焦塊為原料，W水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3?4MPa壓 力、1100?130(TC的溫度下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣。優(yōu)選地，所述氧化劑為氧氣，其中， 所述水蒸氣的用量為1. 7-2. 0噸/噸焦炭，所述氧氣的用量為460-500Nm3/噸焦炭；進(jìn)一步 優(yōu)選地，所述氣化處理條件為；W 5-55mm焦塊為原料，W水蒸氣和氧氣為氣化劑，在3. 4? 3. 8M化壓力、1150?125CTC的溫度下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣，其中，所述水蒸氣的用量 為1. 8-1. 9噸/噸焦炭，所述氧氣的用量為475-485Nm3/噸焦炭，W進(jìn)一步提升氣化效果。
[0011] 在本發(fā)明中，步驟C為利用粗煤氣合成甲醇，其具體過程可W參見本領(lǐng)域眾多的 粗煤氣制甲醇工藝，例如《煤氣化制甲醇技術(shù)》（作者：彭建喜，化學(xué)工業(yè)出版社）中公開的 粗煤氣制甲醇工藝。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，在步驟C中，所述粗煤氣經(jīng)過凈化處 理、變換后送往甲醇合成單元合成甲醇，所述的凈化處理進(jìn)一步包括粗煤氣的水洗和甲醇 洗，用于脫除粗煤氣中的灰塵、焦油W及硫等不利于進(jìn)行甲醇合成的物質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員 可W理解，與煤炭氣化相比，本發(fā)明對焦炭進(jìn)行氣化，從而所產(chǎn)粗煤氣的成分更為簡單，凈 化處理更為容易，其中，所述水洗主要用于脫除粗煤氣中的灰塵和焦油，所述甲醇洗主要用 于脫除粗煤氣中的硫化氨，脫除的硫可W進(jìn)一步經(jīng)克勞斯法回收，由于粗煤氣的水洗、甲醇 洗W及克勞斯硫回收均為本領(lǐng)域所熟知的常用技術(shù)手段，該里不再費述。所述變換處理為 本領(lǐng)域中合成氣制備甲醇常用的處理工序，用于調(diào)節(jié)氣體中的碳氨比，為本領(lǐng)域技術(shù)人員 所熟知，該里不再費述。
[0012] 在本發(fā)明中，合成甲醇時，可W W銅基甲醇合成催化劑作為催化劑，在200? 290°C、4. 0?10. OMPa的條件下進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)；優(yōu)選地，在230-26(TC、6-9MPa的條件 下進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)。由于上述反應(yīng)的單程轉(zhuǎn)化率相對較低，反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷凝分離出 液相產(chǎn)物粗甲醇后，大部分未反應(yīng)氣體繼續(xù)循環(huán)使用，僅將少量氣體作為馳放氣排放，W控 制系統(tǒng)中惰性氣體的含量。粗甲醇經(jīng)進(jìn)一步精制得到精甲醇。
[0013] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，將步驟b得到的粗煤氣經(jīng)過凈化處理后分為兩 部分，其中一部分（例如30%，具體可根據(jù)實際情況確定）替代焦?fàn)t煤氣作為焦?fàn)t回爐煤氣 使用，從而可W節(jié)省出大量的焦?fàn)t煤氣，另一部分用于合成甲醇。
[0014] 本發(fā)明提供的一種高硫煤的利用方法，包括：
[0015] 第一步、利用高硫煤煉焦；
[0016] 第二步、利用固定床對步驟a得到的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理，氣化處理條件為：W 5-55mm焦塊為原料，W水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3?4MPa壓力、1100?130(TC的溫度 下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣；
[0017] 第H步、將第二步得到的粗煤氣經(jīng)過凈化處理后分為兩部分，其中一部分替代焦 爐煤氣作為焦?fàn)t回爐煤氣使用，另一部分用于合成甲醇。
[0018] 優(yōu)選地，所述利用方法中，所述氧化劑為氧氣，所述水蒸氣的用量為1. 7-2. 0噸/ 噸焦炭，所述氧氣的用量為460-500Nm^噸焦炭。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述利用方法中，所述水 蒸氣的用量為1. 8-1. 9噸/噸焦炭，所述氧氣的用量為475-485N mV噸焦炭。
[0019] 優(yōu)選地，所述利用方法中，所述氣化處理條件為壓力3. 4?3. 8MPa、溫度1150? 125(TC。
[0020] 優(yōu)選地，所述利用方法中，所述高硫煤為內(nèi)蒙烏海地區(qū)的高硫煤。進(jìn)一步優(yōu)選為神 華烏海能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高硫煤。
[0021] 優(yōu)選地，所述利用方法中，利用高硫煤煉焦時，煉焦原料全部為高硫煤，并且所述 高硫煤在煉焦前或煉焦過程中不做脫硫處理。
[0022] 優(yōu)選地，所述利用方法中，第一步所得焦炭產(chǎn)品的硫含量大于2wt%。
[0023] 優(yōu)選地，所述利用方法中，第H步中，所述粗煤氣經(jīng)過凈化處理后，用于合成甲醇 的部分繼續(xù)經(jīng)過變換后送往甲醇合成單元合成甲醇，其中，所述的凈化處理包括粗煤氣的 水洗和甲醇洗，用于脫除粗煤氣中的灰塵、焦油W及硫等不利于進(jìn)行甲醇合成的物質(zhì)。其 中，所述水洗主要用于脫除粗煤氣中的灰塵和焦油，所述甲醇洗主要用于脫除粗煤氣中的 硫化氨。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[00巧]1、本發(fā)明可W對現(xiàn)有的難W利用的高硫煤進(jìn)行充分利用，激活了高硫煤炭資源， 提高了企業(yè)效益，特別是對于內(nèi)蒙烏海地區(qū)的高硫煤，由于其粘結(jié)指數(shù)較高，直接氣化時， 在氣化干觸階段易形成膠質(zhì)體，惡化氣化條件，操作難度大。烏海煤高硫煤儲量大、G值高
[0026] 2、本發(fā)明的方法對于我國焦化行業(yè)意義重大，由于我國鋼鐵行業(yè)目前存在嚴(yán)重的 產(chǎn)能過剩，從而使得焦炭行業(yè)相應(yīng)的存在產(chǎn)能過剩問題，本發(fā)明給出的高硫煤煉焦、焦炭氣 化技術(shù)路線，使得焦炭生產(chǎn)企業(yè)在鋼鐵行業(yè)不景氣的情況下，其產(chǎn)能可W不至于閑置、浪 費，擺脫了鋼鐵行業(yè)對焦炭行業(yè)的影響和束縛，扭轉(zhuǎn)焦化行業(yè)目前普遍虧損的局面，帶動焦 炭行業(yè)的發(fā)展，同時使W焦化廠為核也的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的后續(xù)裝置得W滿負(fù)荷運行，增 加利潤增長點和市場競爭力。
[0027] 3、針對我國目前焦化廠普遍設(shè)有甲醇合成單元的現(xiàn)狀（焦?fàn)t氣制甲醇單元），本 發(fā)明進(jìn)一步提出利用焦炭氣化所得產(chǎn)品氣經(jīng)過凈化、變換調(diào)節(jié)碳氨比后可W直接合成甲 醇，由于產(chǎn)品氣甲焼含量低，合成甲醇無需對甲焼進(jìn)行純氧轉(zhuǎn)化，有利于簡化甲醇生產(chǎn)過 程；另外，本發(fā)明中焦炭氣化所得粗煤氣經(jīng)過凈化處理后還可W部分用于替代焦?fàn)t氣作為 焦?fàn)t回爐氣，節(jié)省出大量焦?fàn)t氣，即使在焦炭根據(jù)市場行情減產(chǎn)的情況下，依然可W保證后 續(xù)焦?fàn)t氣分離單元和甲醇合成單元的焦?fàn)t氣供應(yīng)，保持系統(tǒng)的運行負(fù)荷，帶來大量經(jīng)濟(jì)效 益，幾乎不用對生產(chǎn)裝置進(jìn)行大的變動，使得現(xiàn)有裝置可W得到充分利用，非常合適。
[0028] 4、由于本發(fā)明的粗煤氣成分較煤炭氣化所得產(chǎn)品氣簡單，本發(fā)明中粗煤氣水洗過 程產(chǎn)生的廢水分離容易，有利于達(dá)標(biāo)處理；另外，洗涂后的粗煤氣可W直接利用本領(lǐng)域非常 成熟的克勞斯脫硫技術(shù)進(jìn)行脫硫處理，脫硫效果穩(wěn)定可靠。
[0029] 5、本發(fā)明采用固定床加壓氣化技術(shù)對焦炭進(jìn)行氣化處理，由于焦炭灰烙點大，因 此，可W實現(xiàn)固體排渣、操作方便，有利于系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行，與流化床、氣流床氣化相 比，可W節(jié)省3倍W上的投資。另外，與煤炭氣化相比，幾乎不含膠質(zhì)體，操作簡單，且粗煤 氣洗涂后廢水處理容易；并且，與常壓氣化相比，占地面積小、投資低、粗煤氣中有效氣成分 (C0、0)2和&)含量高、碳轉(zhuǎn)化率高。

【具體實施方式】
[0030] W下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不僅限于此。
[0031] 高硫煤；神華烏海能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高硫煤，其性質(zhì)見表1 ;
[00礎(chǔ)氣化爐；賽鼎工程有限責(zé)任公司的碎煤加壓氣化爐（q)3.8m，4. OMPa)。
[0033] 表 1
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種高硫煤制備甲醇的方法，所述方法包括： a、 利用1?硫煤煉焦； b、 利用固定床對步驟a得到的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理，氣化處理條件為：以5-55mm焦 塊為原料，以水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3?4MPa壓力、1100?1300°C的溫度下，進(jìn)行氣 化反應(yīng)生成粗煤氣； c、 利用粗煤氣合成甲醇。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑為氧氣，所述水蒸氣的用量為 1. 7-2. 0噸/噸焦炭，所述氧氣的用量為460-500Nm3/噸焦炭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氣化處理條件為壓力3. 4?3. 8MPa、 溫度 1150 ?1250°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水蒸氣的用量為1. 8-1. 9噸/噸焦 炭，所述氧氣的用量為475-485N m3/噸焦炭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述高硫煤為內(nèi)蒙烏海地區(qū) 的1?硫煤。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟a中，利用高硫煤煉焦時，煉焦原料全 部為高硫煤，并且所述高硫煤在煉焦前或煉焦過程中不做脫硫處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟a所得焦炭產(chǎn)品的硫含量大于 2wt % 〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟c中，所述粗煤氣經(jīng)過凈化處理、變 換后送往甲醇合成單元合成甲醇，其中，所述的凈化處理包括粗煤氣的水洗和甲醇洗。
9. 一種高硫煤的利用方法，所述利用方法包括： 第一步、利用高硫煤煉焦； 第二步、利用固定床對步驟a得到的焦炭產(chǎn)品進(jìn)行氣化處理，氣化處理條件為：以 5-55_焦塊為原料，以水蒸氣和氧化劑為氣化劑，在3?4MPa壓力、1100?1300°C的溫度 下，進(jìn)行氣化反應(yīng)生成粗煤氣； 第三步、將第二步得到的粗煤氣經(jīng)過凈化處理后分為兩部分，其中一部分替代焦?fàn)t煤 氣作為焦?fàn)t回爐煤氣使用，另一部分用于合成甲醇。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用方法，其特征在于，第一步中，利用高硫煤煉焦時，煉焦 原料全部為高硫煤，并且所述高硫煤在煉焦前或煉焦過程中不做脫硫處理。
【文檔編號】C07C31/04GK104341267SQ201410536135
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】武振林, 楊吉平, 郭亮東, 王恒曉, 劉云廷, 劉玉龍, 潘瑞卿, 魏里陽, 王永利 申請人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華烏海能源有限責(zé)任公司