【摘 要】
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焦炉煤气是炼焦过程的副产品,是一种复杂的气体混合物,主要包括氢气、甲烷还有少量的一氧化碳和二氧化碳等,利用焦炉煤气制甲醇是焦炉煤气重要的综合利用方式,利用废气生产甲醇,提高其附加值。甲醇是一种重要的基础有机化工原料,甲醇用途极为广泛,可于生产甲醛、二甲醚、高品质汽油（MTG技术）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等化工产品,又是一种高效的中间储能化学品和新型清洁燃料,可以作为内燃机的燃料,燃烧后产生的尾气
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焦炉煤气是炼焦过程的副产品,是一种复杂的气体混合物,主要包括氢气、甲烷还有少量的一氧化碳和二氧化碳等,利用焦炉煤气制甲醇是焦炉煤气重要的综合利用方式,利用废气生产甲醇,提高其附加值。甲醇是一种重要的基础有机化工原料,甲醇用途极为广泛,可于生产甲醛、二甲醚、高品质汽油（MTG技术）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等化工产品,又是一种高效的中间储能化学品和新型清洁燃料,可以作为内燃机的燃料,燃烧后产生的尾气对环境友好。实现“碳中和”和“碳达峰”是全人类的共同目标,在现阶段的技术水平下,对现有化工企业的节能增效的优化是首要任务,本文以某年产20万吨焦炉煤气制甲醇装置为研究背景,利用夹点技术对其现行换热网络进行用能情况分析并找出用能不合理的地方并给出了优化方案,以及针对焦炉煤气制甲醇工艺中驰放气存在氢碳资源浪费的问题,对驰放气的氢碳资源回收利用给出了优化方案。本文的主要工作内容可用以下几点概括:（一）借助Aspen Plus平台对焦炉煤气制甲醇工艺的脱硫净化工段、甲烷的催化重整工段、甲醇合成工段、甲醇精馏工段进行了模拟计算,得到计算结果与现场装置数据进行对比验证,基本一致,为后续的研究夯实基础。（二）将整套装置看作是一个系统,提取冷热物流数据,利用夹点技术对现行换热网络进行分析,找出其用能不合理之处进行优化改进,改进之后整个过程系统无需额外蒸汽提供能量,节约了2.36MW的蒸汽用量和0.6MW的循环水用量。（三）针对焦炉煤气制甲醇驰放气存在氢碳资源浪费的问题,提出了一种新的优化工艺,利用膜分离回收驰放气中的H2和CO2用于甲醇合成,同时进料处补入CO2调优氢碳比,解决碳不足的问题。计算结果表明:在不增加气体循环量的前提下,新工艺可实现甲醇年增产4.7万吨;H2的浪费减少1.1亿Nm~3/a,CO2的排放减少604万Nm~3/a,CO2和H2基本可全部回收利用,有效解决了氢碳资源的浪费问题;CO2和CO的单程转化率均提高,CO2资源化利用4121万Nm~3/a,助力实现“碳中和”。
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