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摘要：近年来，我国每年焦炭的产量为3亿t，其中有1亿t是由钢铁联合企业所产生的，其余2亿t是焦化企业生产的。据不完全统计，有焦炭副产所得的焦炉煤气，每年约浪费200亿m3。焦炉煤气的成分取决于焦炭质量、炼焦的方法等，焦炉煤气的成分主要包括有：氢气、甲烷、氮气等。除此之外，焦炉煤气中还包含一定的杂质，由于硫化物、苯以及萘等杂质的存在使得催化剂及吸附剂中毒，导致其不能直接应用于工业生产中。
关键词：焦炉气制甲醇；工艺优化；节能方法
1焦炉煤气制甲醇工艺流程
1.1 焦炉煤气成分分析
焦炉煤气的主要组成是（H2、CH4、CO、CO2），在具体的炼焦过程中，随着其工艺参数和配比的不同，焦炉煤气的各成分比例也会发生变化。
1.2 工艺流程
焦炉煤气制甲醇的工艺流程相对比较稳定。首先，把焦炉煤气先进行预处理然后送至储气罐内再做缓冲稳压和压缩增压处理，压强为2.5MPa；再对焦炉煤气进行净化处理，即通过加氢转化精脱硫，此过程要控制总硫体积分数在合适范围，即<=0.1*10-6。其次，使用催化剂或者非催化剂的方法将焦炉煤气内的甲烷和其他烃类化合物转化为一氧化碳和氢气，它们是甲醇合成的有效原料，再通过添加适当的碳来调整原料的碳氢比，使其满足甲醇的合成比要求，再进行气体压缩增压处理，此时压强约为5.5~6.0MPa，然后送至甲醇合成塔内反应制成粗甲醇。最后，粗甲醇通过精馏处理转化为精甲醇。
2焦炉煤气的净化工艺
焦炉煤气制甲醇工艺流程中，净化阶段最为关键。经过预处理的焦炉煤气，仍有苯、氨、萘、微量焦油、硫化氢、COS、CS2、噻吩、硫醇、硫脒、不饱和烯烃、氰化氢、Cl-等杂质，其中杂质苯、萘、焦油、不饱和烯烃在焦炉煤气转化、合成甲醇过程中分解碳对催化剂的活性造成影响；杂质Cl-和有机无机硫混合物以及羧基金属是催化剂的毒物，会引起转化、合成过程中催化剂中毒而永远没有活性。所以，要将杂质完全脱出，对焦炉煤气进行深度净化。焦炉煤气内的少数有机硫和大多数的无机硫杂质可利用湿法脱硫，而有机硫杂质由于化学稳定性比较好，形态也比较复杂，湿法脱硫效果不明显，只能用干法脱硫脱除。干法脱有机硫有热解法、吸收法、加氢转化法和水解法等，其中加氢转化法和水解法目前应用的比较多。
3焦炉气制甲醇工艺优化方法
3.1煤气压缩机的扩能改造
在焦炉气制甲醇过程中，经常会出现压缩机打气量有限的问题，不仅不利于提高甲醇制取的效率，而且还大大降低了甲醇的产量。为了避免这一现象发生，必须要从煤气压缩机入手，对其进行改造和优化，也就是根据实际情况进行煤气压缩机的扩能改造。为了提升扩能的有效性，需要充分发挥煤气冷却器的作用，将其科学地安装在煤气压缩机前，可以促使其逐渐扩能。在这种状态下，煤气的充量会呈上升趋势。实际上，它属于一种降温的有效方法。主要是因为温度与相应的气体密度是息息相关的，而体积与密度成反比，当气体密度小时，其体积会增大，这样煤气中有效的成分就会逐渐减少，进而导致甲醇的实际产量不断降低。所以通过对温度调节的方法，能够减少煤气的浪费，极大提高了煤气利用率，对甲醇产量的提升具有一定的促进作用。通常情况下，增加压缩机打气量的方案主要有两种：第一种是增加一台往复式压缩机。这就需要根据实际条件与要求，选择合适的增加压缩机打气量的方案。另一种方案是对原来的压缩机进行改进，也就是开展扩缸改造的工作，其最主要的目的就是增加打气量，在打气量提升的同时，煤气的利用率也会不断提升。为了以最小的投入获取最高的经济效益与社会效益，需要对这两种方案进行综合对比。
3.2新增合成塔
在焦炉气制甲醇过程中，由于合成塔负荷大、转换率较低，所以造成了很大一部分碳源流失，不仅在一定程度上增加了生产成本，而且还严重阻碍了甲醇质量的提升。针对这种情况，采用焦炉气制甲醇时，必须要对其合成进行优化，对其负荷进行有效的控制。因此，可以采用新增合成塔的方式，降低其负荷，提高有效成分的转化率，进而增加甲醇的产量。在实际优化中，需要将新增合成塔与原来的合成塔进行科学的连接。比较常用的连接方式主要有两种，一种是串联另一种是并联。串联连接方式，在连接新合成塔与原来合成塔时，需要发挥合成催化剂的作用，并对其空速进行合理的把控，最好将其控制在6000~20000h-1之间，进而可为其新增合成塔的运行创造良好的环境。如果合成催化剂的空速超过了20000h-1，虽然催化剂会处理大量的原料，提升处理效率，但同时也会使原料气停留时间缩短，很难实现深度的反应目标，所以会对其转化率造成不良的影响。因此，对其空速进行严格的控制是十分必要的。并联连接的方式，不同连接方式所应用的原料处理方法也存在一定的差异。在并联系统中，需要将所要处理的原料分为两部分，一部分放入新增的合成塔中，另一部分放在老合成塔中，这样就促使二者负荷不断降低，对CO转化率的提高具有重要意义。
4焦炉气制甲醇节能方法
4.1合成过程各系统的应用
在焦炉气制甲醇中，精脱硫转化系统，主要是把来自焦炉气压缩机的焦炉气进行精脱硫和转换。焦炉气、蒸汽和氧气按一定配比经过转化工序得到新鲜气，新鲜气再送到合成单元，合成粗甲醇再至精馏工序。在这一过程中，对精馏塔塔顶温度与塔釜温度进行有效控制，在一定程度上也减少轻组分流失，并且还能对生产甲醇过程中的副产蒸汽进行合理的利用，不仅极大降低了生产成本，减少了进料，而且对其残液污染程度的降低也具有重要意义，符合当前节能的需求。
4.2合理应用补碳工艺
补碳工艺是焦炉气制甲醇节能最有效的途径之一，也是在生产甲醇中比较常用的一种方法。主要是因为补碳工艺具有促使甲醇产量提升的功能。在补碳后，不仅一氧化碳含量有所增加，而且循环气中的二氧化碳含量也逐渐呈上升趋势。与此同时，将补碳工艺与焦炉气制甲醇工艺结合起来，还有效加大了气体的密度，提高了原料的利用率。但是在补碳过程中，虽然甲醇的产量会大幅提高，但是也致使压缩机的功耗上升，会使其用电不断增加，不符合节能需求。这就需要对氢碳比进行合理的配置与调节，这样才会有效降低能源的消耗，在确保甲醇产量提高的同时，也会降低其能耗，实现了良好的经济效益、社会效益与环境效益的实现具有重要意义，与当前节能环保要求相适应。
5结论
在甲醇生产中，焦炉气制甲醇是最有效的方法之一。为了提升甲醇的产量，必须对其相关工艺进行优化。不仅要对煤气压缩机的扩能进行优化与改造，而且还要新增合成塔，提升有效成分转化率。并且在新时期，要注重甲醇生产的环保性与节能性，合理应用补碳工艺与精脱硫转化、合成、精馏系统，进而降低能耗，减少原料浪费，增加甲醇产量。
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