苏文东
（七台河市吉伟煤焦有限公司甲醇分公司，黑龙江 七台河 154624）
［摘 要］七台河市吉伟煤焦有限公司80 kt/a焦炉气制甲醇装置于2010年9月调试生产，2011年10月正式投产，负荷最高曾达95%；自2020年初以来，上游焦化装置长期处于低负荷（≤60%）运行状态，甲醇装置负荷仅55%左右。鉴于焦炉气氢碳比偏高，合成甲醇时H2过剩，经研究与评估，决定对甲醇装置进行补碳。2017年11月—2022年9月通过外购液体CO2补碳，取得了一定的成效，但外购液体CO2存在诸多不足。2021年10月吉伟集团自备电厂烟道气CO2捕集回收装置立项（利用电厂区域空地建设，毗邻甲醇装置），2022年10月7日CO2捕集回收装置投运，不再外购液体CO2，进一步降低了焦炉气制甲醇的生产成本，不仅实现了增产增效，而且达到了碳捕集回收、节能减排的目的。
［关键词］焦炉气制甲醇装置；氢碳比；补碳背景；外购液体CO2；烟道气CO2捕集回收装置；运行情况；效益分析
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）06-0040-04
0 引 言
七台河市吉伟煤焦有限公司（简称吉伟煤焦）甲醇分公司成立于2009年，其80 kt/a焦炉气制甲醇装置以吉伟煤焦600 kt/a焦化装置副产的焦炉气作为原料，项目由赛鼎工程有限公司设计，由中国化学工程第十三建设有限公司负责建设安装，设计原料焦炉气气量20 340 m3/h（标态，下同），甲醇产量9.47 t/h，年运行时间8 000 h。装置生产工艺为：焦化厂送来的焦炉气进入焦炉气气柜稳压，由罗茨风机抽送入湿法脱硫系统脱除无机硫，保证H2S含量＜20 mg/m3，之后进入焦炉气压缩机增压至2.1 MPa后进入精脱硫系统，将焦炉气中的总硫脱至0.1×10-6以下后进入转化系统；焦炉气中CH4含量约26%，采用纯氧催化部分氧化转化工艺将焦炉气中的CH4和少量多碳烃转化为合成甲醇的有用成分CO、CO2、H2；转化气经合成气压缩机增压至5.3 MPa进入甲醇合成系统，甲醇合成系统采用5.3 MPa低压甲醇合成工艺，甲醇合成系统弛放气一部分用作转化预热炉的燃料气、一部分送出界区用作燃料气；甲醇精馏系统采用三塔流程，产品精甲醇送成品罐区储存（外售）。
吉伟煤焦甲醇装置于2010年9月调试生产，2011年10月正式投产，负荷最高曾达95%。自2020年初以来，受新冠疫情等影响，焦炭市场萎靡不振，吉伟煤焦焦化装置长期处于低负荷（负荷≤60%）运行状态，焦炉气量较低，致甲醇装置负荷仅55%左右，其运行情况大致为：① 原料焦炉气量11 200 m3/h，转化气量16 800 m3/h，甲醇产量5.88 t/h（日产量141 t）；② 原料焦炉气成分为O2 0.14%、N2 2.70%、CH4 27.82%、CO 8.39%、CO2 1.55%、C2H4 1.78%、C2H6 0.43%、H2 57.19%；③ 转化气（即甲醇合成新鲜气）成分为O2 0.08%、N2 1.53%、CH4 0.67%、CO 14.46%、CO2 9.95%、H2 73.31%；④ 循环气成分为O2 0.20%、N2 8.11%、CH4 8.13%、CO 0.83%、CO2 1.68%、C2H6 0.01%、H2 81.05%。
焦炉气氢碳比偏高，合成甲醇时H2过剩，为有效消耗掉富余H2，经研究与评估，吉伟煤焦决定对甲醇装置进行补碳——原料焦炉气中补加甲醇合成所需的CO2，以达到合理的氢碳比，从而提高甲醇产量、降低成本、提高经济效益。2017年11月—2022年9月吉伟煤焦通过外购液体CO2补碳，取得成效后，2022年10月吉伟集团自备电厂烟道气CO2捕集回收装置投用，不再外购液体CO2，进一步降低了生产成本，不仅实现了增产增效，而且达到了碳捕集回收、节能减排的目的。以下对有关情况作一简介。
1 焦炉气制甲醇装置补碳背景
自2011年10月正式投产以来，吉伟煤焦甲醇装置各项技术经济指标基本达到设计要求。以焦炉气作为甲醇装置的原料气，甲醇合成系统新鲜气最佳氢碳比（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05～2.15；吉伟煤焦焦炉气经纯氧转化后的转化气作为甲醇合成的新鲜气，据前述转化气成分数据计算可知，其实际氢碳比为2.59，表明甲醇合成气中H2含量偏高（H2富余），甲醇合成循环气中H2占比81.05%，均随弛放气烧掉或放空排掉，造成资源浪费。此外，由于负荷偏低，甲醇产量低，生产成本居高不下，长此以往，企业经营难以为继。为充分利用这部分富余H2，提高甲醇产量，增加企业效益，吉伟煤焦探讨了如下两种技改方案。
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