焦炉气在发展循环经济中的利用

1引言

山东恒昌聚材化工科技股份有限公司是集采煤、炼焦、化工为一体的煤化工企业。近年来，积极探索循环经济发展模式，建设焦炉气制甲醇、液氨、三聚氰胺等项目，以获得附加值较高的甲醇、液氨、三聚氰胺等化工产品。符合环保、节能减排和发展循环经济的要求。

2焦炉气的组成

随着炼焦煤配比和操作条件的不同，焦炉气的组成略有变化，我公司焦炉气的组成（体积分数%）如下。COH2CO2CH4O2N211.061.94.020.00.32.8我公司依据焦炉气的组成及特性，充分利用焦炉气中高含量的H2、CH4、CO发展循环经济。

3焦炉气在发展循环经济中的联产利用

3.1用作燃料

焦炉气具有较高的热值，是较理想的气体燃料。粗焦炉气经过初冷器冷却，电捕焦脱除焦油，再脱除H2S、NH3、苯等杂质后，成为净煤气，少部分净煤气及后续工序的解吸气用于焦炉自身加热，富余净煤气用来制甲醇、合成氨、联产三聚氰胺等。

3.2用于回收化工产品

焦炉气先用循环氨水喷洒、横管初冷器进行初冷，再用电捕焦油器脱除煤气中的焦油雾，然后采用纯碱法脱除煤气中的H2S，采用喷淋式饱和器法回收煤气中的NH3，采用洗油物理吸收法脱除煤气中的苯族烃。通过这些技术回收焦油、硫铵、粗苯等产品。焦炉气在用纯碱法脱硫过程中副产粗盐，其纯度较低，外售困难，同时大量储存也带来环境污染风险。我公司建设了一套以焦化脱硫粗盐生产2000t／a硫氰酸钠装置，通过甲醇提取得到质量分数达98%以上的硫氰酸钠，利用空分装置副产的氮气进行压滤，然后采用甲醇萃取、氮气压滤、甲醇精馏回收和废水处理等新工艺生产硫氰酸钠，同时再将甲醇萃取之后的废渣，用蒸汽冷凝液进一步提纯获得硫代硫酸钠。

3.3用于制甲醇

来自化产车间的焦炉气进入气柜储存，经焦炉气压缩机加压后进入精脱硫工段，将有机硫转化为硫化氢的同时用中温氧化锌脱除，精脱硫气进入转化工段，在转化炉内甲烷与空分送过来的氧气进行纯氧转化反应，转化气经精脱硫合格后送二合一压缩机加压进入管壳式合成塔生产甲醇，粗甲醇经三塔精馏后得精甲醇[2]。焦炉气生产甲醇是富氢反应，生产中采用的办法是将一部分合成循环气作为弛放气放空（现已将放空的弛放气作为转化炉燃料加以利用），多余的回焦炉燃烧，使其达到充分利用。但是，甲醇弛放气热值仅为焦炉气的一半，产生的经济效益低。以甲醇弛放气和空分氮气联产液氨可以使资源得到有效利用。

3.4用于联产液氨

甲醇弛放气的组成（体积分数%）如下。COH2CO2CH4CH4ON28.0071.979.005.500.035.50甲醇弛放气中含有较高的H2，利用甲醇弛放气中的H2和空分的N2，在一定温度、压力和催化剂存在的条件下合成液氨。来自甲醇装置的甲醇弛放气经过减压后进入8塔PSA提氢装置，获得体积分数＞99.99%的合格产品氢气。空分来的氮气经压缩机加压后与提取的氢气在氢氮混合罐中混合，再依次进入脱硫槽和脱氧槽脱除微量气体。提氢装置运行产生的解吸气送往炼焦炉作为燃料气使用。从高压机来的补充气在氨分离器前补入合成系统，经冷交换热后进入循环机加压，加压后进入油水分离器分离油水，然后再进入合成塔进行反应。反应气体出来入废热锅炉副产蒸汽，然后进入塔前换热器加热二进气体，进入空冷器加热空气后再进冷交换器的管外换热并进行一级分氨，之后进氨冷器与补充气混合进氨分离器进行二级分氨，在冷交换器管内换热后入循环机，又进入下一个循环。来自合成系统的氨弛放气进入吸收塔，与脱盐水逆流接触制得氨水，洗涤除氨后的气体送至解吸气管网。

3.5用于联产三聚氰胺

我公司开发的分步降温结晶一步法生产三聚氰胺项目的建设，依托公司现有的一次水、循环水、脱盐水、氮气公用工程配套设施，节约建设费用1000多万元，该项目利用公司的多联产条件实现了产品间的优势互补：三聚氰胺可产0.5MPa蒸汽4t/h，用于甲醇生产的粗醇精馏。空分装置副产的氮气、合成氨系统的脱盐水、少量氨气可用作三聚氰胺生产辅助用料，有利于降低各联产产品的生产成本。

4焦炉气综合利用项目的优势

（1）利用煤作为原料的合成氨企业，吨氨生产成本一般为2200元[4]。而采用焦炉气为原料醇氨联产生产工艺可以使合成氨的工艺流程缩短，生产成本降到1000元，年可节约标煤5.7万t。从焦化脱硫粗盐中提纯硫氰酸钠的含税成本价约为3600元/t，比用合成法降低了4000元/t以上，具有较大的成本优势。

（2）实现了物质闭路循环和能量多级利用，提高了产业关联度，在公司内部形成了供水、供电、供热、供气为一体的公用工程岛，一体化的公用辅助平台改变了各个装置小而散的公用工程传统配套方式，大大降低了单个装置的投资成本，解决了只循环不经济的困境。

（3）循环经济产业链得到延长后，由过去只生产焦炭继而生产甲醇、液氨、三聚氰胺，使企业产品结构实现了多样化，提高了企业的抗风险能力。在市场前景不好的情况下，可以避免企业因产品单一而遭受市场的严重冲击，能够实现企业利润的最大化。

5结束语

由炼焦产生的焦炉气制甲醇，利用甲醇生产过程中排放的弛放气为原料制液氨、联产三聚氰胺，对煤化工企业来说是资源综合利用的一条新路子，这对循环经济的实现和发展具有重大意义，同时可以为企业带来较好的经济效益和环保效益。

作者：陈世通 单位：山东恒昌聚材化工科技股份有限公司