煤化工行业中焦炉气制甲醇的工艺路线选择

２０１１年第３３期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０科教前沿０　科技信息　

煤化工行业中焦炉气制甲醇的工艺路线选择　

曹新宁　

（神宁集团安监局煤化工分局　宁夏灵武７５０４１　１）　

【摘要】聚集《国家中长期科学和技术发展规划纲要（２００６—２０２０））中的６８项优先主题之一——“煤的清洁高效开发利用、液化及多联　

产”．确定开发的中长期目标和近期重点工作目标，开展“以煤气化为龙头，以一碳化学为基础，合成各种燃料油和化工产品并向其他行业提供　清洁、高热值燃气的煤炭洁净利用技术”的新一代煤（能源）化工技术的开发与应用。在煤的气化、液化、热解、制烯烃、等离子法乙炔、煤和生物　

质联合循环等方面．研究开发一批产业的关键、共性技术和重大前沿技术．并形成相应的产业标准。对缓解因煤炭粗放利用带来的严重资源和　

环境压力．调整煤化工产业结构具有重大意义。　

【关键词】煤化工；煤制甲醇；工艺路线；经济性；安全性；可靠性；甲醇弛放气　

０引言　

我国是一个多煤、少油、缺气的国家。天然气利用水平很低，能源　

消费仍以煤为主．占７６％，天然气仅占１．８％，远低于２４％的世界平均　

水平和８．８％的亚洲平均水平。我国甲醇装置目前有约１００多套，原料　

以煤（焦炭）和重油为主，以天然气为原料的约占２０％左右．以天然气　为原料生产甲醇的装置较少。因此。在生产甲醇的原料上以煤气化、利　

用焦炉煤气转化两者并用为主有重要意义。　

１　我国焦炉气制甲醇的现状　

全球甲醇生产主要集中在天然气、煤炭为资源利用方式上。几十　

年来．天然气得到迅速发展．天然气在世界一次能源消费中已成为继　油和煤炭后的第三大能源　以天然气为原料生产的甲醇占甲醇总生产　

能力的９０％以上。　

美国休斯敦的ＳＲＩ咨询公司分析指出．截至２００６年底．世界甲醇　

的总生产能力接近４８００万吨，总需求达３６８０万吨。由于下游需求增　

长的推动，预计到２０１０年，世界甲醇产能将达到约６４０ｏ万吨．２０１５　

年达到约７２００万吨　届时全球供应能力将大于市场需求．竞争将加　剧．一些不具竞争力的小装置或原料价格较高地区的甲醇装置将关　

闭　据美国《化学周刊》报道，从未来甲醇装置建设趋势看，世界甲醇的　

生产中心正在向南美、沙特、伊朗和中国转移，而这些国家和地区甲醇　

装置的目标市场主要针对亚太地区和中国。目前全球甲醇生产主要集　中在天然气资源比较丰富的国家。中国已成为甲醇主要生产国．但甲　

醇生产主要以煤炭为原料　

焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭干馏出来的气体。近年来，我国　炼焦工业发展迅速，按国内机焦生产规模计算．每年产生的焦炉气　

６００亿Ｉｎ，左右，就热值而言，相当于“西气东输”工程天然气的量．其　

潜在的经济效益十分巨大。但目前焦炉气的利用率不到２０％．这不仅　

浪费了资源．还造成了严重的环境污染．因此合理利用焦炉煤气具有　

重要的经济意义和社会意义。据测算．生产１吨焦炭可产生Ｏ．２吨甲　

醇。　

目前国内第一套焦炉气制甲醇项目．己于２００４年１１月份在云南　

曲靖沾化集团煤制气公司投产　该项目包括新建两座７Ｏ万吨／年的　４．３ｍ捣固焦炉．和～套联产５．５万吨，年的甲醇装置．由化工部第二设　

计院进行设计　其中焦炉已于２００３年投产．焦炉气制甲醇装置２００３　

年开工建设．原计划２００４年６月份投产．受建设施工的影响．该装置　

实际于２００４年ｎ月份才化工投料试车　内蒙古庆华集团２Ｏ万吨，年　焦炉煤气制甲醇项目于２００６年５月开工建设．总投资２．４５９亿元　该　

项目安装了２万立方米的煤气柜．每小时可通过煤气５万立方米　该　

工艺由中国化二院与庆华集团合作完成．利用焦化车间输出的煤气送　入煤气柜储存．经过压缩加压．进入精脱硫工序．转化后送入合成压缩　

设备．合成粗甲醇，再经过加压制作精甲醇。　

焦炉煤气制甲醇项目将进一步实现煤化工循环经济产业链的闭　

合　焦炉煤气中含有５０％以上的氢气．只需将焦炉煤气中的甲烷转化　

成一定比例的ＣＯ和｝｛２。即可满足甲醇合成气的氢碳比要求。而从目　前的市场需求和国家的能源状况来看．甲醇的需求还将会有很大的增　

长。　

焦炉气制取甲醇工艺主要由压缩系统、净化系统和转化系统组　

成。焦炉气中含有２５％左右的ＣＨ　，富含Ｈ　。它的组成类似于天然气蒸　汽转化工艺中一段炉出口的气体组成．因此．可以采用天然气蒸汽转　

化工艺中的二段炉的催化部分氧化工艺对其进行转化，前提条件是必　

须脱除焦炉气中含有的大量硫。焦炉气中的硫含量主要由有机硫的形　式存在．一般的脱硫工序无法将其脱除。但是作为甲醇原料气，除需除　

去Ｈ　ｓ、ＮＨ　、萘、焦油外，还需将ＣＯＳ、ＣＳ　、噻吩、硫醇、硫醚等全部脱　

除，否则后序工艺的催化剂就会中毒。在生产过程中焦炉煤气压缩系　

统的故障是困扰整个安全生产的重要原因　在转化过程中涉及纯氧和　焦炉煤气的加热．在转化炉中极易发生过氧反应造成催化剂烧灼甚或　

爆炸等等，为此。焦炉气制甲醇工艺的难点也就集中在净化、压缩和转　

化技术上。焦炉气再转化制甲醇合成气有三种方案路线。　

２蒸汽转化＋水煤气的路线　

通过蒸汽转化将焦炉气中的甲烷转化为Ｈｚ、ＣＯ、ＣＯ：，以降低合　

成气中的惰性气体成分的量，同时增加ＣＯ、ＣＯ：量。合成气中氢碳比，　（Ｈ　一ＣＯ　）／（ＣＯ＋ＣＯ　）达３．８８，虽然可以用于合成甲醇，但很不经济，且　

甲醇驰放气用作燃料将白白烧掉大量的氢　水煤气用于甲醇合成时．　

氢少碳多，单独用水煤气合成甲醇时，是将水煤气部分变换，然后脱掉　

部分ｃ０：，以调整（Ｈ２－ＣＯ：）／（ＣＯ＋ＣＯ：）比例。将氢多碳少和氢少碳多的　

两种气体混合为一种合成气，可以配制出比较理想的甲醇合成气。　

３蒸汽转化＋水煤浆气化路线　

通过纯氧加蒸汽转化将焦炉气中的甲烷转化为Ｈ：、ＣＯ、ＣＯ：，以降　

低合成气中的惰性气体成分的量，同时增加ＣＯ、ＣＯ：量。该合成气中　

氢含量大大过剩。通过水煤浆气化装置变换率降低。将氢多碳少和氢　

少碳多的两种气体混合为一种合成气．配制出比较理想的甲醇合成　气。　

４纯氧一蒸汽转化路线　

采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧　

提供．燃烧后的碳资源没有外排而是直接进入合成原料气中．生产的　

合成气（Ｈ　一ｃｏ￣）／（ｃｏ＋ｃｏ　）比例约为２．６—２．７．比以天然气为原料蒸汽　

转化生产的甲醇合成气（Ｈ２一ＣＯ２）／（ｃｏ＋ｃｏ　）比例（约为２．９）还小，虽　然还没有达到甲醇生产所需的标准（Ｈ　一ＣＯ　）／（ＣＯ＋ＣＯ：）比例，但己经　

是比较理想的甲醇合成气。甲醇弛放气除部分用作本装置加热炉燃料　

外，其余全部返回炼焦炉作燃料．，将用作炼焦炉燃料的那部分焦炉气　

顶替出来用作甲醇生产原料．提高甲醇产量　甲醇弛放气得到了充分　的利用　

５结束语　

目前全球甲醇生产主要集中在天然气、煤炭为资源利用方式上。　

以天然气为原料生产的甲醇占甲醇总生产能力的９０％１）２上。考虑到我　

国是一个多煤、少油、缺气的国家，因此在生产甲醇的原料上应以煤气　

化、利用焦炉煤气转化两者并用为主。　

【参考文献】　［１］董宇涵．煤制甲醇工艺论析［Ｊ】．化学工程与装备，２ｏｏ９（１２）．　［２］谷小虎，曹敏，王兰甫．中国煤制甲醇产业现状［Ｊ］．洁净煤技术，２００８（６）．　

［３］李英．大型甲醇生产厂废水治理措施【Ｊ］．山西煤炭管理干部（下转第５９页）

　科技信息　０　ＩＴ论坛ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１１年第３３期　

基于ＯＬＡＰ的型企业数据分析系统的研究　

郭倩含　

（长春工程学院吉林长春１３００１２）　

【摘￣］ＯＬＡＰ系统适应范围可以应用到电信、金融、税务等大中型企业的数据分析处理业务中，为企业构建多维数据分析模型，以图表　的方式展现数据之间的关联关系。为适应全球化竞争形势的需要，利用设计一个基于ＯＬＡＰ的数据分析系统。为企业进行技术创新和技术选　

择提供决策依据。并对其中的关键问题进行研究。　

【关键词】关系型联机分析处理；模型　

１　ＯＬＡＰ系统国内外研究现状　

当前对ＯＬＡＰ系统的研究热点主要集中在多维数据建模与多维　

查询形式化等方面．重点在于优化ＯＬＡＰ系统的性能．优化索引和缓　

存，优化查询和实现并行处理，以便为用户提供更快捷、更全面的分析　服务．相应的研究成果与产品应用于金融、电信、保险等主要传统数据　

处理密集型行业　

国外许多计算机公司在数据仓库和ＯＬＡＰ领域的研究与开发投　

入很大．有些还成立了相应的研究中心进行这方面的研究。Ｏｒａｃｌｅ在　

数据仓库上的研究集中在ＯＬＡＰ多维分析上．以多维数据库Ｅｘｐｒｅｓｓ　

实现联机分析．提供了基于Ｗｅｂ的　ＯＬＡＰ工具．研究领域还包含了数　据挖掘和商业智能等方面　Ｉｎｆｏｒｍｉｘ提供了ＭｅｔａＣｕｂｅ　ＯＬＡＰ中间件．　

以多层客户／服务器结构实现基于关系数据库的ＯＬＡＰ解决方案．并　

在其中集成了基于汇总和采样的查询优化机制。微软以关系数据库　

ＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ为核心．集成了ＯＬＡＰ服务器和数据转换服务．提供　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ这样一个数据分析工具，可以与Ｗｅｂ应用结合在一　

起．同时微软兴起了对数据集市（面向部门应用的小型数据仓库模型）　

的研究。Ｓｙｂａｓｅ的研究重点集中在数据库的大规模并行联机备份、数　

据复制、异构数据库互连等方面，数据垂直存储与Ｂｉｔ—Ｗｉｓｅ索引技术　

可以提供系统效率　目前国内的ＢＩ系统基本上是由ＩＴ部门提出并进行建设的．业务　

部门或决策部门只是象征性地参与进来．这让整个ＢＩ系统过于技术　

化，而最终使用者（数据的使用者）是被动的。过于独立于建设一个ＢＩ　

系统．而没有形成一个信息闭环，实现整个信息系统的智能化。在ＢＩ　

系统的建设中．许多企业习惯将业务运作系统（ＯＬＴＰ）与联机分析处　理系统（ＯＬＡＰ）分开．无法真正发挥ＢＩ系统的作用。在国内，ＢＩ系统的　

建设往往没有达到分析与预测的效果．因为从建设开始，所有的依据　

就是报表　国内企业的决策人员已习惯于通过静态的报表来实现业务　

分析．数据仓库的建设往往都是依据每个部门的业务报表来实现的　个良好的数据仓库系统首先是以数据为中心，把企业需要的数据按　

照一定的规范存储起来．利用各类前端的展示工具实现动态数据的分　

析。另外．从系统的设计技术来看，系统设计目标针对性很强，与现有　

系统的衔接性差．不易扩展。　

２　ＯＬＡＰ系统模块构成　

“基于构件的ＯＬＡＰ系统”将业务运作系统与联机分析系统紧密　

结合，在提供各种查询、分析以及报表的基础上，根据实际的业务模型　对数据进行重新整合．形成各种分析模型，产生各类分析型报表提供　

给信息消费者。系统将数据仓库或者数据库中的数据组织成包含预先　

计算聚合数据的多维数据集．以便为复杂的分析、查询提供快速的解　决方案．系统提供针对多维数据集的基于浏览器的快速查询和分析访　

问　同时系统提供可扩展的开放接口　方便基于应用的项目开发。系统　

采用Ｊ２ＥＥ核心技术．与平台无关，符合Ｊ２ＥＥ规范，可在各种ＷＥＢ服　务器上运行，提供符合ＭＶＣ结构的开发框架。提供针对多维数据集的　

基于浏览器的快速查询和分析访问．将Ｗｅｂ技术与ＯＬＡＰ技术结合．　

大大扩展了０ＬＡＰ的应用范围　综合统计报表系统ＯＬＡＰ模块能更好的解决其通用性需求．可以