焦炉煤气是焦炭工业的副产品,除了含有很高H2和CO外,还含有大量的甲烷、苯等碳氢化合物。将焦炉煤气中的甲烷、苯等碳氢化合物转化成H2和CO的合成气,作为冶金还原气,或作为进一步合成甲醇、氨等的原料。是一项具有广阔应用前景的综合利用技术。可以节约资源,且利于环保。
常规焦炉煤气甲烷转化工艺主要有蒸气转化、部分氧化转化,其中氧化转化包括非催化部分氧化转化和催化部分氧化转化。蒸气转化法受限于高要求的温度和压力,对于转化炉材料要求苛刻。非催化部分氧化转化,不采用催化剂,受限于热力学条件,难以工业化。催化部分氧化转化,工艺成熟,反应温度也较低,较为适宜。
催化部分氧化转化是采用圆筒式纯氧转化炉,在炉内装有转化催化剂(如2Cr18Ni9Ti钢屑),由氧气与焦炉煤气中的氢、甲烷燃烧提供反应热量,转化出有效气(CO+H2),作为冶金还原气。实验发现转化炉配给的关键因素配氧量,在反应温度1223-1323K时,以5%-7%之间最佳,在温度900℃时最佳值为6.5%。最佳配氧量值时,产生的有效气(CO+H2)量最大。
另外经济分析数据表明,就甲烷制甲醇而言,采用甲烷部分氧化制合成气,可降低能耗10%-15%,降低基建投资25%-30%。焦炉煤气催化转化为冶金还原气的催化部分氧化转化法,一方面是解决焦炉煤气排放的新途径,一方面为甲醇、氨化工制造业提供了新思路,从另一角度,又有利于保护环境节约资源,可谓一举兼得。