綜合利用剩余焦爐煤氣

黃沖有

（云南省曲靖化學工業有限公司，云南曲靖 655003）

煤化工

綜合利用剩余焦爐煤氣

黃沖有

（云南省曲靖化學工業有限公司，云南曲靖 655003）

介紹了焦化廠剩余焦爐煤氣的5種應用途徑：①生產LNG＼副產液氨；②生產LNG聯產液氨；③生產甲醇；④生產液氨。⑤生產液氨和炭黑。即利用了資源，又不污染環境。

焦爐煤氣；利用；途徑

焦化廠產生的焦爐煤氣除自用外，還有近一半的焦爐煤氣剩余，有些焦化廠將剩余焦爐煤氣發電或作鍋爐燃料，其附加值不高，并造成環境污染、資源浪費。如何使焦爐煤氣產生較好的經濟效益，又不污染環境，必須對剩余焦爐煤氣進行綜合利用。焦爐煤氣組成如下表1：

表1

1 生產LNG、副產液氨

來自焦化廠洗脫苯的剩余焦爐煤氣先入電捕焦油器除去氣體中的固、液態雜質，將焦油和塵脫到20mg／NM3以下，再進入TSA變溫吸附裝置，焦爐煤氣從變溫吸附塔的下部進入，在多種吸附劑的選擇性吸附下，焦爐煤氣中的焦油、萘、苯、重烴等雜質被吸附劑吸附，凈化氣從吸附塔頂部引出，送入脫硫裝置。

焦爐煤氣先進入粗脫硫塔，粗脫硫采用活性鐵氧化物為主要活性組分的新型高效氧化鐵系固體脫硫劑。粗脫硫后氣體H2S含量小于50 mg／m3（標）送入預加氫反應器，出預級加氫反應器的焦爐氣進入中溫ZnO脫硫塔脫除轉化生成的H2S。再進入一級加氫反應器。出一級加氫反應器氣體進中溫ZnO精脫硫塔以脫除生成的H2S及部分有機硫。出口凈化氣總硫小于0．1×106。

來自脫硫的焦爐煤氣依次進入三級甲烷化裝置生產甲烷，第三級甲烷化裝置的甲烷混合氣進入干燥裝置。濕氣從吸附塔的下部進入干燥吸附劑，在多種吸附劑的選擇性吸附下，焦爐煤氣中的H2O、CO2、NH3等雜質被吸附劑吸附，干燥后的氣體進入脫汞塔以保證進入冷箱的氣體中汞含量小于10 mg／m3（標）。脫汞后的氣體進入液化冷箱，經混合冷劑冷卻、冷凝，進入閃蒸罐，閃蒸罐出來富氫尾氣節流后返回液化換熱器復熱后出冷箱，閃蒸罐出來的液體進入精餾塔，經精餾在塔頂得到富氮尾氣節流復熱后出冷箱與閃蒸罐出來的富氫尾氣合并后送出液化界區，塔底得到LNG進入液化換熱器過冷，液體經節流閥節流降到常壓送出冷箱進入LNG貯槽。

富氫尾氣、富氮尾氣混合進入PSA脫甲烷裝置，脫甲烷后的氣體（CH4≤0．5%）與制氮機來的脫氧氮氣（N2：99．995%按H2／N2＝1∶3）混合經升壓送到合成氨裝置生產液氨。

圖1 生產LNG、副產液氨流程框圖

產品：主要生產LNG，副產液氨。

2 生產LNG、聯產液氨

來自焦化廠洗脫苯的剩余焦爐煤氣先入電捕焦油器除去氣體中的固、液態雜質，將焦油和塵脫到20mg／m3（標）以下，進入TSA變溫吸附裝置，焦爐煤氣從吸附塔的下部進入，在多種吸附劑的選擇性吸附下，焦爐煤氣中的焦油、萘、苯、重烴等雜質被吸附劑吸附，凈化氣從吸附塔頂部引出，送入脫硫裝置。

焦爐煤氣先進入粗脫硫塔，粗脫硫采用活性鐵氧化物為主要活性組分的新型高效氧化鐵系固體脫硫劑。粗脫硫后氣體H2S含量小于50 mg／m3（標）送入預加氫反應器，出預級加氫反應器的焦爐氣進入中溫ZnO脫硫塔脫除轉化生成的H2S。再進入一級加氫反應器。出一級加氫反應器氣體進中溫ZnO精脫硫塔以脫除生成的H2S及部分有機硫。出口凈化氣總硫小于0．1×106。

來自脫硫的焦爐煤氣進入脫碳裝置，脫硫后焦爐氣CO2含量≤30×106。出脫碳裝置焦爐氣進入干燥裝置。焦爐氣從吸附塔的下部進入干燥吸附劑，在多種吸附劑的選擇性吸附下，焦爐煤氣中的H2O、CO2、NH3等雜質被吸附劑吸附，干燥后的氣體進入脫汞塔以保證進入冷箱的氣體中汞含量小于10 mg／m3（標）。脫汞后的氣體進入液化冷箱，經混合冷劑冷卻、冷凝，進入閃蒸罐，閃蒸罐出來富氫尾氣節流后返回液化換熱器復熱后出冷箱，閃蒸罐出來的液體進入精餾塔，經精餾在塔頂得到富氮尾氣節流復熱后出冷箱與閃蒸罐出來的富氫尾氣合并后送出液化界區，塔底得到LNG并進入液化換熱器過冷，液體經節流閥節流降到常壓送出冷箱進入LNG貯槽。

富氫尾氣、富氮尾氣混合進入PSA脫甲烷裝置，脫甲烷后的氣體（CH4≤0．4%）再進入PSA脫一氧化碳裝置。脫出一氧化碳的氣體與制氮機來的氮氣（N2：99．995%按H2／N2＝1∶3）混合經升壓送到甲烷化裝置。將少量的一氧化碳、二氧化碳與氫轉化為甲烷。精制的原料氣（CO＋CO2≤10×106）送合成氨裝置生產液氨。

圖2 生產LNG、聯產液氨流程框圖

產品：LNG和液氨。兩種產品產量各占一半。

3 生產甲醇

焦爐煤氣凈化工藝同前，凈化后焦爐煤氣的總硫小于0．1×106。

凈化后的焦爐氣經加壓換熱約310℃進轉化裝置。為防止焦爐氣在高溫下析碳，在焦爐氣中加入飽和蒸汽，蒸汽流量根據焦爐氣的流量來調節。加入蒸汽后的焦爐氣經焦爐氣預熱器加熱至520℃后，再經預熱爐預熱至660℃進入轉化爐上部。預熱爐用燃料氣作為熱源。

來自空分工段的氧氣（O2≥99．0%），溫度100℃，加入蒸汽后進入預熱爐預熱至300℃進入轉化爐上部，氧氣流量根據轉化爐出口溫度和焦爐氣流量來調節。焦爐氣和氧氣分別進入轉化爐上部后立即進行氧化反應放出熱量，并很快進入催化床層，進行反應，轉化氣（甲烷含量≤0．6%）由轉化爐底部引出降溫后經氣液分離器分離工藝冷凝液。分離后的氣體經氧化鋅脫硫槽脫除氣體中殘余的微量硫，送往甲醇合成生產粗甲醇。

圖3 生產甲醇流程框圖

4 生產液氨

焦爐煤氣凈化工藝同前，凈化后的焦爐煤氣總硫小于0．1×106。

凈化后的焦爐氣和蒸汽混合，再與空分工段來的富氧進入催化氧化轉化，將氣體中的甲烷、碳烴轉化為氫氣、一氧化碳。轉化氣降溫入等溫變換工段，在變換工段，氣體中的一氧化碳與蒸汽在催化劑的作用下轉化成二氧化碳和氫氣。變換氣（CO≤0．4%）再進脫碳裝置，脫碳后的氣體（CO2≤0．2%）經壓縮升壓送到甲烷化裝置。將少量的一氧化碳、二氧化碳與氫轉化為甲烷。精制的原料氣（CO＋CO2≤10×106）送合成氨裝置生產液氨。

圖4 生產液氨流程框圖

5 生產液氨和炭黑

來自焦化廠洗脫苯的剩余焦爐煤氣先入電捕焦油器除去氣體中的固、液態雜質，將焦油和塵脫到20 mg／m3（標）以下，進入TSA變溫吸附裝置，焦爐煤氣在多種吸附劑的選擇性吸附下，焦爐煤氣中的焦油、萘、苯、重烴等雜質被吸附劑吸附，凈化氣從吸附塔頂部引出，送入PSA脫甲烷裝置脫甲烷，再進PSA脫一氧化碳裝置脫一氧化碳。凈化后的焦爐煤氣與脫碳后的炭黑尾氣混合進入多功能精脫硫。

PSA脫甲烷裝置產生的富甲烷混合氣送炭黑裝置產炭黑；PSA脫一氧化碳裝置產生的富一氧化碳混合氣與炭黑尾氣（或高爐煤氣）混合進等溫變換工段，在變換工段，一氧化碳與蒸汽在催化劑的作用下轉化成二氧化碳和氫氣。變換氣（CO≤0．4%）再進脫碳裝置，脫碳后的氣體（CO2≤0．2%）與凈化后的焦爐煤氣混合進入多功能精脫硫。脫硫后的氣體升壓送到甲烷化裝置。將少量的一氧化碳、二氧化碳與氫轉化為甲烷。精制的原料氣（CO＋CO2≤10×106）送合成氨裝置生產液氨。

Comprehensive utilization of surplus coke oven gas

Huang Chong-you
（Qujing Yunnan Chemical Industry Co．，Ltd．，Qujing Yunnan 655003，China）

The five way of applying of surplus coke oven gas in Coking Factory：（1）production LNG／by-product ammonia；（2）II production generation LNG liquid ammonia；（3）the production of methanol；（4）production of liquid ammonia；（5）The production of liquid ammonia and carbon black．That use the resources，and not pollute the environment．

coke oven gas；utilization；way

圖5 生產液氨和炭黑流程框圖

TQ542

B

1003-6490（2015）05-0021-03

2015－02－03

黃沖有（1963－），男，漢族，云南曲靖人，工程師，主要從事化工生產技術工作。