唐山佳華煤化工有限公司甲醇馳放氣回焦爐分析

鄭云飛

摘 要：唐山佳華煤化工有限公司甲醇項目投產后，按設計副產馳放氣約7500 m3/h，每個公司對馳放氣的使用也不一樣，比如回爐煤氣配入、合成氨、苯加氫工藝用于提取氫源等，結合佳華公司工藝特點首先選擇馳放氣回焦爐，不僅可以利用馳放氣熱值，而且預計可以改善焦爐加熱制度。首先，確定甲醇馳放氣的來源和組成，根據公司馳放氣特點對回焦爐的可行性及對焦爐的影響進行分析，同時需要對同行業進行實際考察論證，最終確定馳放氣合理的回焦爐方案。

關鍵詞：馳放氣 焦爐加熱制度

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

為了充分利用佳華公司副產的多余焦爐氣，公司選擇多余的焦爐氣生產甲醇，規模為20萬t/y。焦爐煤氣生產甲醇，主要是利用煤氣中的H2、CO及CO2，其在甲醇合成塔的主反應[1]：

2H2+CO=CH3OH+90.7KJ/mol

3H2+CO=CH3OH+H2O+48.0KJ/mol

由于合成反應單程轉化率不是很高，反應后的氣體經冷凝氣液分離后，大部分未反應氣體循環使用。反應后的氣體惰性氣體明顯增高，若反應后的氣體全部循環使用，惰性氣體比例會持續增高，會降低合成反應的轉化率，因此需要少量氣體作為馳放氣的排放，以此控制循環氣中惰性氣體含量。

1 甲醇馳放氣回爐對焦爐加熱制度的影響

根據公司實際運行情況，現選擇馳放氣回爐，出甲醇界區馳放氣設計最大量按10000 m3/h計。

1.1煤氣和甲醇馳放氣的性質比較

可燃成分熱值如下

CO—12730KJ/m3， H2—10840 KJ/m3， CH4—35840 KJ/m3

甲醇馳放氣熱值估算Q馳=10840×77.7%+35840×2.1%+12730×3.3% =9.6MJ/m3

焦爐煤氣熱值按生產實際測量值Q焦=17.0MJ/m3

由甲醇馳放氣和焦爐煤氣熱值可以估算1m3甲醇馳放氣可以替代0.565m3焦爐煤氣

1.2兩種煤氣的燃燒性質[2]

焦爐煤氣可燃成分濃度大，熱值高，提供一定熱量需要的煤氣量少，產生廢氣量也少，理論燃燒溫度高。因CH4占1/4以上，而且含有少量的CmHn，故火焰明亮，輻射能力強。用焦爐煤氣加熱時，加熱系統阻力小，煉焦耗熱量低，增減煤氣流量對焦爐燃燒室溫度變化影響較大。甲醇馳放氣可燃成分占80%左右，惰性氣體占15%左右，所以總體熱值不高。馳放氣燃燒產生的廢氣量比焦爐煤氣多（產生相同熱量時），回爐煤氣中可摻入部分馳放氣供焦爐加熱。

1.3馳放氣的回爐對焦爐加熱制度的影響[3]

1.3.1焦爐煤氣流量隨馳放氣的變化的調整

根據甲醇裝置不同生產負荷下馳放氣替換煤氣計量表如表2

上表計算按照馳放氣全部回3-6#焦爐利用，結焦時間26h，回爐煤氣量按58000 m3/h計。

1.3.2空氣過剩系數的調整

改用混合煤氣加熱時，燃燒所需要的空氣量、所產生的廢氣量及其密度都與只使用焦爐煤氣加熱時有所不同。為保證看火孔壓力和空氣過剩系數就必須采用相應的分煙道吸力。

1.3.3標準溫度的調整

標準溫度是根據結焦末期焦餅成熟（1000±50℃）情況確定的，由馳放氣和回爐煤氣的特點分析，馳放氣回爐更有利于焦爐的加熱制度，依據理論分析及在其它公司實踐證明，在相同焦餅中心溫度下，用混合煤氣加熱可降低標溫，實際情況需要在生產中總結。

2 本公司與開灤中潤馳放氣回焦爐對比分析

為了更加安全穩定地將甲醇馳放氣回焦爐利用，現對開灤中潤和本公司做如下對比分析。

中潤年產220萬噸頂裝焦爐按回爐煤氣量55000 m3/h計，由于工藝差別佳華甲醇馳放氣較少，現按回二期焦爐考慮，年產220萬噸搗固焦爐回爐煤氣量58000m3/h。

實際生產中潤公司由于高負荷生產，馳放氣的量按比例增加，最大時馳放氣回配約30%，亦可滿足焦爐生產，但由于配入馳放氣焦爐加熱制度及煙道吸力均已作出調整，如果配入量過大，馳放氣的波動會使焦爐的加熱制度來不及調整，嚴重的會造成局部溫度過高損壞爐體。佳華公司如果按120%負荷生產，馳放氣僅3-6#焦爐回配最高達17%，相對量較小，比較容易控制。如果120%負荷生產時可選擇回配六座焦爐，可降低由于甲醇緊急停產等馳放氣大幅度波動對焦爐的損傷風險，故現考慮馳放氣回六座焦爐回配。

3 結論

由上述分析結果得出公司馳放氣回焦爐煤氣方案從理論計算和實際考察對比都可以滿足公司生產要求，但混合方案需要根據具體情況另行制定。

參考文獻

[1] 趙建軍.甲醇生產工藝.北京：化學工業出版社，2008.6：138～145

[2] 孫德坤、沈文霞、姚天揚等.物理化學.高等教育出版社，2007.3：132～135

[3] 姚昭章、鄭明東.煉焦學.冶金工業出版社，2005.9：256～269