焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整

摘" " " 要： 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的需求越來越大。焦化行業(yè)作為能源消耗大戶，在當前的市場形勢下，不斷推進焦爐煤氣的利用。對此，在利用焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨方面進行了分析研究，提出了優(yōu)化與調(diào)整措施，實現(xiàn)了經(jīng)濟、環(huán)保、節(jié)能的協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)" 鍵" 詞：焦化行業(yè)；甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨；優(yōu)化調(diào)整

中圖分類號：TQ53" " "文獻標識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2023）05-0750-04

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的需求越來越大，特別是以焦爐煤氣為主的化學工業(yè)。然而，在焦化行業(yè)中，存在著較多問題。如果把焦化行業(yè)作為能源消耗大戶和污染嚴重的產(chǎn)業(yè)來看，實現(xiàn)焦爐煤氣聯(lián)產(chǎn)合成氨是大勢所趨[1-2]，同時也是焦化行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。對此，相關(guān)企業(yè)應當積極推進焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整工作。這樣不僅可以使焦爐煤氣得到合理利用，還可以降低二氧化碳排放量，提高資源利用率；同時可以節(jié)約水資源；提升企業(yè)經(jīng)濟效益等。對此，本文對焦化行業(yè)在甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨方面進行了分析與探討。

1" 優(yōu)化結(jié)構(gòu)與調(diào)整措施

焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨技術(shù)在我國發(fā)展比較早，應用到焦化行業(yè)中，并取得了非常好的成

效[3]。在當前的市場形勢下，焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，仍然存在一些問題需要解決，由此在文章中提出了優(yōu)化與調(diào)整措施。

在焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，生產(chǎn)工藝比較復雜，在生產(chǎn)過程中需要對各方面進行優(yōu)化與調(diào)整[4]。針對這一現(xiàn)象，為了提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，在文章中提出了優(yōu)化與調(diào)整措施，使企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。具體措施如下：

1.1" 優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，合理使用焦爐煤氣

首先，要做好原料的篩選工作。對于焦爐煤氣的產(chǎn)量和品質(zhì)要做好分析工作，根據(jù)生產(chǎn)需要進行合理選擇和使用，防止出現(xiàn)浪費現(xiàn)象。對于質(zhì)量較差的原料，不能使用，這會導致產(chǎn)品不合格；對于質(zhì)量較好的原料，可以作為生產(chǎn)所用。其次，要確保焦爐煤氣在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定。在焦爐煤氣的生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定因素，如果不能及時解決就會導致產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此，在生產(chǎn)過程中要確保焦爐煤氣的穩(wěn)定性和可靠性。

1.2" 加強對天然氣的利用

天然氣是一種清潔能源，不僅價格比較低，而且還可以充分利用焦爐煤氣。將天然氣作為原料時，能夠?qū)範t煤氣進行綜合利用；同時還可以節(jié)約大量的能源；在生產(chǎn)過程中，能夠減少對環(huán)境污染。但是在用天然氣作為原料時必須要符合標準和要求才行。只有滿足這些要求才能進行利用，才能從根本上節(jié)約資源和能源。

1.3" 加強生產(chǎn)工藝研究與改進工作

目前我國對焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整工作仍處于初步階段，很多企業(yè)都還未應用相關(guān)技術(shù)。因此需要相關(guān)部門對此項工作進行重點研究與推廣工作?？梢圆扇】萍汲晒D(zhuǎn)化、引進先進技術(shù)、制定相關(guān)標準等方法來推進此項工作的開展。同時，還需要相關(guān)部門與科研院所進一步研究此項技術(shù)，對其進行優(yōu)化和調(diào)整，從而使此項技術(shù)的應用價值得到充分體現(xiàn)，并提高企業(yè)的經(jīng)濟效益?？傊?，在實際的工作中需要通過多方面的努力才能實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1.4" 強化管理與培訓

在焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整工作中，還存在一定問題需要解決，尤其是企業(yè)內(nèi)部管理和生產(chǎn)人員的技術(shù)水平以及服務質(zhì)量等方面都有待提高[5]。為了提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，需要加強內(nèi)部管理工作，提高人員的技術(shù)水平，通過專業(yè)培訓提高服務質(zhì)量。同時，要對企業(yè)生產(chǎn)人員進行技術(shù)培訓，使其能夠更好地應用到生產(chǎn)工作中，這樣才能不斷提高企業(yè)的綜合實力。對于企業(yè)內(nèi)部管理工作，需要將各部門之間的關(guān)系進行協(xié)調(diào)，使各個部門之間能夠配合得更好，使生產(chǎn)管理工作能夠有序地開展。同時，還需要將生產(chǎn)技術(shù)人員和管理人員進行合理配備，使企業(yè)的綜合實力得到提高。

2" 工藝流程及工藝指標

焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨是一種資源綜合利用，通過對焦爐煤氣進行加熱，可以將其中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲醇，而其中的氮元素則可以在生產(chǎn)過程中被合成氨所利用[6-7]。具體工藝流程為（如圖1、圖2所示）。

由焦爐煤氣中回收二氧化碳，然后將其通過干燥器進行干燥，然后由干燥塔對其進行加壓處理，在其中加入水蒸氣，使其成為飽和蒸汽。將飽和蒸汽送入反應器后，與二氧化碳充分接觸，在二氧化碳的作用下被轉(zhuǎn)化成甲醇[8]。在催化劑的作用下生成氨氣，與氫氣進行反應生成氮氣。將二氧化碳用氮氣進行置換之后，利用氮氣對焦爐煤氣進行置換，在這個過程中可以進一步降低二氧化碳濃度，實現(xiàn)了焦爐煤氣的有效利用。通過此工藝可以生產(chǎn)出多種甲醇、氨產(chǎn)品。

此工藝的主要特點：一是生產(chǎn)工藝簡單，投入的資金少，沒有廢水和廢渣的產(chǎn)生；二是能夠?qū)崿F(xiàn)資源的綜合利用，可提高資源利用率；三是對焦爐煤氣進行利用，可以降低二氧化碳排放量，減少環(huán)境污染；四是可以提升經(jīng)濟效益[9]。

3" 操作過程優(yōu)化

在焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨過程中，操作過程是其中一個重要環(huán)節(jié)，直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在實際操作過程中，一定要做好參數(shù)調(diào)整。

1）降低焦爐煤氣中 CO含量。通過控制爐頂溫度以及調(diào)節(jié)焦爐煤氣中組分等，使一氧化碳含量在0.5%以下。

2）提高空冷塔的凈化能力，減少凈化塔熱損失。通過空冷塔的冷卻方式，降低對系統(tǒng)的影響。空冷塔冷卻后進入精餾塔的氣體溫度在80 ℃以上。

3）適當提高精餾段操作壓力和溫度，減少精餾段內(nèi)的冷凝水量，使精餾段內(nèi)壓力保持在1.0～1.2 MPa左右，并通過降低操作壓力來減少精餾段內(nèi)的蒸汽消耗。

4）降低甲醇合成塔頂溫度，當甲醇合成塔頂溫度超過100 ℃時，甲醇合成塔不能再繼續(xù)運行。

（5）定期測定甲醇合成塔頂氣液平衡數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)對工藝參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。

4" 聯(lián)產(chǎn)條件的選擇

當前，我國的焦爐煤氣產(chǎn)量比較大，每座焦爐都是年產(chǎn)10萬t級以上的大型焦爐，煤氣中的可燃組分比較多，約占總量的70%～80%，并且焦爐煤氣中有20%～30%是無水煤氣。而從經(jīng)濟效益方面來看，煤氣中含水分很高，約占70%～80%，從節(jié)約資源和減少環(huán)境污染等方面考慮，都不適宜進行甲醇生產(chǎn)[10]。因此從長遠發(fā)展角度來看，進行焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨是大勢所趨。隨著國家環(huán)保標準的提高，以及當前清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟等理念的推廣與應用，為焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機遇。但在實際發(fā)展中仍存在一些問題，為此在文章中針對這些問題進行了分析研究。

1）針對焦爐煤氣的回收與利用問題，首先應當解決的是如何提高焦爐煤氣的利用率，在實際生產(chǎn)過程中，可以通過增加干熄焦、增加脫硫脫硝、改造爐頂爐底加煤方式等措施，實現(xiàn)焦爐煤氣的充分利用。同時應當加快焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整工作，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行合理調(diào)整。

2）在焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨的過程中，要不斷優(yōu)化原料、能源消耗，減少不必要的消耗，不斷提高聯(lián)產(chǎn)技術(shù)水平。在生產(chǎn)過程中，要不斷加大新技術(shù)、新工藝的應用力度，對設備、儀表進行必要的更新改造，同時要對人員進行培訓，提高專業(yè)技能。

3）由于焦爐煤氣中水分較高，在生產(chǎn)過程中需要添加除水劑，將焦爐煤氣中的水分除去，才能進行甲醇生產(chǎn)。因此在實際生產(chǎn)過程中，應當嚴格控制除水劑的添加數(shù)量，同時要根據(jù)實際情況來對除水劑的添加方式進行調(diào)整。在焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨過程中，為了避免焦爐煤氣中的水分含量過高對甲醇生產(chǎn)造成影響，應當適當降低除水劑的添加量以提高甲醇產(chǎn)量。

4）在實際生產(chǎn)過程中，要嚴格控制生產(chǎn)流程，使每一個環(huán)節(jié)都做到規(guī)范化、合理化。在生產(chǎn)過程中應當加強對各崗位操作人員的培訓力度，同時要保證各崗位人員的業(yè)務能力達到國家規(guī)定的要求。

5" 生產(chǎn)設備及工藝條件優(yōu)化

在生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)不同的原料，選擇不同的設備，以取得最好的生產(chǎn)效果。

首先需要對焦爐煤氣凈化處理設施進行改造。由于目前焦爐煤氣中含有大量的焦油、酚等有害雜質(zhì)，如果不經(jīng)過處理就進入甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)，將會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來一定的影響。為了解決這一問題，可以在凈化系統(tǒng)中增加粗煤氣預熱器，將凈化系統(tǒng)中的焦油、酚等雜質(zhì)進行預脫除，經(jīng)過凈化后進入甲醇裝置。

其次要對甲醇合成設備進行改造。由于傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中多采用間歇操作方式，每小時只能生產(chǎn)出幾噸產(chǎn)品。為了提高產(chǎn)品產(chǎn)量，在裝置中采用了間歇操作方式，通過一系列的優(yōu)化操作方式來提高甲醇合成裝置的產(chǎn)能。

最后要對粗苯回收系統(tǒng)進行改造。在粗苯提濃過程中存在著一定的危險性，需要做好監(jiān)測工作，對塔內(nèi)的壓力和溫度進行控制。這樣不僅可以避免出現(xiàn)爆炸事故，還能夠節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。

6" 結(jié)束語

綜上所述，我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，同時也是最大的煤炭和石油消費國，煤炭和石油對我國經(jīng)濟發(fā)展起著決定性作用，因此，實現(xiàn)煤炭清潔高效利用成為當務之急。從目前的焦爐煤氣市場來看，焦爐煤氣具有能源、化工及資源綜合利用等多種價值?？梢哉f焦爐煤氣是一種清潔能源，具有較好的市場前景。隨著我國科學技術(shù)不斷進步，先進的焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨工藝技術(shù)被越來越多的應用到工業(yè)生產(chǎn)中。同時，通過焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產(chǎn)合成氨技術(shù)的推廣和應用，為實現(xiàn)節(jié)能減排、化解產(chǎn)能過剩、提高企業(yè)經(jīng)濟效益、提升企業(yè)環(huán)保水平以及實現(xiàn)節(jié)能減排等目標創(chuàng)造了有利條件。

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Abstract：" With the rapid development of our economy， the demand for energy is more and more large. As a large energy consumer， the coking industry constantly promotes the utilization of coke oven gas under the current market situation. In this paper， the utilization of coke oven gas for synthesis of methanol and ammonia was analyzed and studied， and the optimization and adjustment measures were put forward to realize the coordinated development of economy， environmental protection and energy saving.

Key words： Coking industry; Synthesis of methanol and ammonia; Optimization and adjustment