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1引言
山東恒昌聚材化工科技股份有限公司是集采煤、煉焦、化工為一體的煤化工企業(yè)。近年來，積極探索循環(huán)經濟發(fā)展模式，建設焦爐氣制甲醇、液氨、三聚氰胺等項目，以獲得附加值較高的甲醇、液氨、三聚氰胺等化工產品。符合環(huán)保、節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經濟的要求。
2焦爐氣的組成
隨著煉焦煤配比和操作條件的不同，焦爐氣的組成略有變化，我公司焦爐氣的組成（體積分數%）如下。COH2CO2CH4O2N211.061.94.020.00.32.8我公司依據焦爐氣的組成及特性，充分利用焦爐氣中高含量的H2、CH4、CO發(fā)展循環(huán)經濟。
3.1用作燃料
焦爐氣具有較高的熱值，是較理想的氣體燃料。粗焦爐氣經過初冷器冷卻，電捕焦脫除焦油，再脫除H2S、NH3、苯等雜質后，成為凈煤氣，少部分凈煤氣及后續(xù)工序的解吸氣用于焦爐自身加熱，富余凈煤氣用來制甲醇、合成氨、聯產三聚氰胺等。
3.2用于回收化工產品
焦爐氣先用循環(huán)氨水噴灑、橫管初冷器進行初冷，再用電捕焦油器脫除煤氣中的焦油霧，然后采用純堿法脫除煤氣中的H2S，采用噴淋式飽和器法回收煤氣中的NH3，采用洗油物理吸收法脫除煤氣中的苯族烴。通過這些技術回收焦油、硫銨、粗苯等產品。焦爐氣在用純堿法脫硫過程中副產粗鹽，其純度較低，外售困難，同時大量儲存也帶來環(huán)境污染風險。我公司建設了一套以焦化脫硫粗鹽生產2000t／a硫氰酸鈉裝置，通過甲醇提取得到質量分數達98%以上的硫氰酸鈉，利用空分裝置副產的氮氣進行壓濾，然后采用甲醇萃取、氮氣壓濾、甲醇精餾回收和廢水處理等新工藝生產硫氰酸鈉，同時再將甲醇萃取之后的廢渣，用蒸汽冷凝液進一步提純獲得硫代硫酸鈉。
3.3用于制甲醇
來自化產車間的焦爐氣進入氣柜儲存，經焦爐氣壓縮機加壓后進入精脫硫工段，將有機硫轉化為硫化氫的同時用中溫氧化鋅脫除，精脫硫氣進入轉化工段，在轉化爐內甲烷與空分送過來的氧氣進行純氧轉化反應，轉化氣經精脫硫合格后送二合一壓縮機加壓進入管殼式合成塔生產甲醇，粗甲醇經三塔精餾后得精甲醇[2]。焦爐氣生產甲醇是富氫反應，生產中采用的辦法是將一部分合成循環(huán)氣作為弛放氣放空（現已將放空的弛放氣作為轉化爐燃料加以利用），多余的回焦爐燃燒，使其達到充分利用。但是，甲醇弛放氣熱值僅為焦爐氣的一半，產生的經濟效益低。以甲醇弛放氣和空分氮氣聯產液氨可以使資源得到有效利用。
3.4用于聯產液氨
甲醇弛放氣的組成（體積分數%）如下。COH2CO2CH4CH4ON28.0071.979.005.500.035.50甲醇弛放氣中含有較高的H2，利用甲醇弛放氣中的H2和空分的N2，在一定溫度、壓力和催化劑存在的條件下合成液氨。來自甲醇裝置的甲醇弛放氣經過減壓后進入8塔PSA提氫裝置，獲得體積分數＞99.99%的合格產品氫氣。空分來的氮氣經壓縮機加壓后與提取的氫氣在氫氮混合罐中混合，再依次進入脫硫槽和脫氧槽脫除微量氣體。提氫裝置運行產生的解吸氣送往煉焦爐作為燃料氣使用。從高壓機來的補充氣在氨分離器前補入合成系統(tǒng)，經冷交換熱后進入循環(huán)機加壓，加壓后進入油水分離器分離油水，然后再進入合成塔進行反應。反應氣體出來入廢熱鍋爐副產蒸汽，然后進入塔前換熱器加熱二進氣體，進入空冷器加熱空氣后再進冷交換器的管外換熱并進行一級分氨，之后進氨冷器與補充氣混合進氨分離器進行二級分氨，在冷交換器管內換熱后入循環(huán)機，又進入下一個循環(huán)。來自合成系統(tǒng)的氨弛放氣進入吸收塔，與脫鹽水逆流接觸制得氨水，洗滌除氨后的氣體送至解吸氣管網。
3.5用于聯產三聚氰胺
我公司開發(fā)的分步降溫結晶一步法生產三聚氰胺項目的建設，依托公司現有的一次水、循環(huán)水、脫鹽水、氮氣公用工程配套設施，節(jié)約建設費用1000多萬元，該項目利用公司的多聯產條件實現了產品間的優(yōu)勢互補：三聚氰胺可產0.5MPa蒸汽4t/h，用于甲醇生產的粗醇精餾。空分裝置副產的氮氣、合成氨系統(tǒng)的脫鹽水、少量氨氣可用作三聚氰胺生產輔助用料，有利于降低各聯產產品的生產成本。
4焦爐氣綜合利用項目的優(yōu)勢
（1）利用煤作為原料的合成氨企業(yè)，噸氨生產成本一般為2200元[4]。而采用焦爐氣為原料醇氨聯產生產工藝可以使合成氨的工藝流程縮短，生產成本降到1000元，年可節(jié)約標煤5.7萬t。從焦化脫硫粗鹽中提純硫氰酸鈉的含稅成本價約為3600元/t，比用合成法降低了4000元/t以上，具有較大的成本優(yōu)勢。
（2）實現了物質閉路循環(huán)和能量多級利用，提高了產業(yè)關聯度，在公司內部形成了供水、供電、供熱、供氣為一體的公用工程島，一體化的公用輔助平臺改變了各個裝置小而散的公用工程傳統(tǒng)配套方式，大大降低了單個裝置的投資成本，解決了只循環(huán)不經濟的困境。
（3）循環(huán)經濟產業(yè)鏈得到延長后，由過去只生產焦炭繼而生產甲醇、液氨、三聚氰胺，使企業(yè)產品結構實現了多樣化，提高了企業(yè)的抗風險能力。在市場前景不好的情況下，可以避免企業(yè)因產品單一而遭受市場的嚴重沖擊，能夠實現企業(yè)利潤的最大化。
5結束語
由煉焦產生的焦爐氣制甲醇，利用甲醇生產過程中排放的弛放氣為原料制液氨、聯產三聚氰胺，對煤化工企業(yè)來說是資源綜合利用的一條新路子，這對循環(huán)經濟的實現和發(fā)展具有重大意義，同時可以為企業(yè)帶來較好的經濟效益和環(huán)保效益。
作者：陳世通 單位：山東恒昌聚材化工科技股份有限公司