综合利用剩余焦炉煤气

黄冲有

（云南省曲靖化学工业有限公司，云南曲靖 655003）

煤化工

综合利用剩余焦炉煤气

黄冲有

（云南省曲靖化学工业有限公司，云南曲靖 655003）

介绍了焦化厂剩余焦炉煤气的5种应用途径：①生产LNG＼副产液氨；②生产LNG联产液氨；③生产甲醇；④生产液氨。⑤生产液氨和炭黑。即利用了资源，又不污染环境。

焦炉煤气；利用；途径

焦化厂产生的焦炉煤气除自用外，还有近一半的焦炉煤气剩余，有些焦化厂将剩余焦炉煤气发电或作锅炉燃料，其附加值不高，并造成环境污染、资源浪费。如何使焦炉煤气产生较好的经济效益，又不污染环境，必须对剩余焦炉煤气进行综合利用。焦炉煤气组成如下表1：

表1

1 生产LNG、副产液氨

来自焦化厂洗脱苯的剩余焦炉煤气先入电捕焦油器除去气体中的固、液态杂质，将焦油和尘脱到20mg／NM3以下，再进入TSA变温吸附装置，焦炉煤气从变温吸附塔的下部进入，在多种吸附剂的选择性吸附下，焦炉煤气中的焦油、萘、苯、重烃等杂质被吸附剂吸附，净化气从吸附塔顶部引出，送入脱硫装置。

焦炉煤气先进入粗脱硫塔，粗脱硫采用活性铁氧化物为主要活性组分的新型高效氧化铁系固体脱硫剂。粗脱硫后气体H2S含量小于50 mg／m3（标）送入预加氢反应器，出预级加氢反应器的焦炉气进入中温ZnO脱硫塔脱除转化生成的H2S。再进入一级加氢反应器。出一级加氢反应器气体进中温ZnO精脱硫塔以脱除生成的H2S及部分有机硫。出口净化气总硫小于0．1×106。

来自脱硫的焦炉煤气依次进入三级甲烷化装置生产甲烷，第三级甲烷化装置的甲烷混合气进入干燥装置。湿气从吸附塔的下部进入干燥吸附剂，在多种吸附剂的选择性吸附下，焦炉煤气中的H2O、CO2、NH3等杂质被吸附剂吸附，干燥后的气体进入脱汞塔以保证进入冷箱的气体中汞含量小于10 mg／m3（标）。脱汞后的气体进入液化冷箱，经混合冷剂冷却、冷凝，进入闪蒸罐，闪蒸罐出来富氢尾气节流后返回液化换热器复热后出冷箱，闪蒸罐出来的液体进入精馏塔，经精馏在塔顶得到富氮尾气节流复热后出冷箱与闪蒸罐出来的富氢尾气合并后送出液化界区，塔底得到LNG进入液化换热器过冷，液体经节流阀节流降到常压送出冷箱进入LNG贮槽。

富氢尾气、富氮尾气混合进入PSA脱甲烷装置，脱甲烷后的气体（CH4≤0．5%）与制氮机来的脱氧氮气（N2：99．995%按H2／N2＝1∶3）混合经升压送到合成氨装置生产液氨。

图1 生产LNG、副产液氨流程框图

产品：主要生产LNG，副产液氨。

2 生产LNG、联产液氨

来自焦化厂洗脱苯的剩余焦炉煤气先入电捕焦油器除去气体中的固、液态杂质，将焦油和尘脱到20mg／m3（标）以下，进入TSA变温吸附装置，焦炉煤气从吸附塔的下部进入，在多种吸附剂的选择性吸附下，焦炉煤气中的焦油、萘、苯、重烃等杂质被吸附剂吸附，净化气从吸附塔顶部引出，送入脱硫装置。

焦炉煤气先进入粗脱硫塔，粗脱硫采用活性铁氧化物为主要活性组分的新型高效氧化铁系固体脱硫剂。粗脱硫后气体H2S含量小于50 mg／m3（标）送入预加氢反应器，出预级加氢反应器的焦炉气进入中温ZnO脱硫塔脱除转化生成的H2S。再进入一级加氢反应器。出一级加氢反应器气体进中温ZnO精脱硫塔以脱除生成的H2S及部分有机硫。出口净化气总硫小于0．1×106。

来自脱硫的焦炉煤气进入脱碳装置，脱硫后焦炉气CO2含量≤30×106。出脱碳装置焦炉气进入干燥装置。焦炉气从吸附塔的下部进入干燥吸附剂，在多种吸附剂的选择性吸附下，焦炉煤气中的H2O、CO2、NH3等杂质被吸附剂吸附，干燥后的气体进入脱汞塔以保证进入冷箱的气体中汞含量小于10 mg／m3（标）。脱汞后的气体进入液化冷箱，经混合冷剂冷却、冷凝，进入闪蒸罐，闪蒸罐出来富氢尾气节流后返回液化换热器复热后出冷箱，闪蒸罐出来的液体进入精馏塔，经精馏在塔顶得到富氮尾气节流复热后出冷箱与闪蒸罐出来的富氢尾气合并后送出液化界区，塔底得到LNG并进入液化换热器过冷，液体经节流阀节流降到常压送出冷箱进入LNG贮槽。

富氢尾气、富氮尾气混合进入PSA脱甲烷装置，脱甲烷后的气体（CH4≤0．4%）再进入PSA脱一氧化碳装置。脱出一氧化碳的气体与制氮机来的氮气（N2：99．995%按H2／N2＝1∶3）混合经升压送到甲烷化装置。将少量的一氧化碳、二氧化碳与氢转化为甲烷。精制的原料气（CO＋CO2≤10×106）送合成氨装置生产液氨。

图2 生产LNG、联产液氨流程框图

产品：LNG和液氨。两种产品产量各占一半。

3 生产甲醇

焦炉煤气净化工艺同前，净化后焦炉煤气的总硫小于0．1×106。

净化后的焦炉气经加压换热约310℃进转化装置。为防止焦炉气在高温下析碳，在焦炉气中加入饱和蒸汽，蒸汽流量根据焦炉气的流量来调节。加入蒸汽后的焦炉气经焦炉气预热器加热至520℃后，再经预热炉预热至660℃进入转化炉上部。预热炉用燃料气作为热源。

来自空分工段的氧气（O2≥99．0%），温度100℃，加入蒸汽后进入预热炉预热至300℃进入转化炉上部，氧气流量根据转化炉出口温度和焦炉气流量来调节。焦炉气和氧气分别进入转化炉上部后立即进行氧化反应放出热量，并很快进入催化床层，进行反应，转化气（甲烷含量≤0．6%）由转化炉底部引出降温后经气液分离器分离工艺冷凝液。分离后的气体经氧化锌脱硫槽脱除气体中残余的微量硫，送往甲醇合成生产粗甲醇。

图3 生产甲醇流程框图

4 生产液氨

焦炉煤气净化工艺同前，净化后的焦炉煤气总硫小于0．1×106。

净化后的焦炉气和蒸汽混合，再与空分工段来的富氧进入催化氧化转化，将气体中的甲烷、碳烃转化为氢气、一氧化碳。转化气降温入等温变换工段，在变换工段，气体中的一氧化碳与蒸汽在催化剂的作用下转化成二氧化碳和氢气。变换气（CO≤0．4%）再进脱碳装置，脱碳后的气体（CO2≤0．2%）经压缩升压送到甲烷化装置。将少量的一氧化碳、二氧化碳与氢转化为甲烷。精制的原料气（CO＋CO2≤10×106）送合成氨装置生产液氨。

图4 生产液氨流程框图

5 生产液氨和炭黑

来自焦化厂洗脱苯的剩余焦炉煤气先入电捕焦油器除去气体中的固、液态杂质，将焦油和尘脱到20 mg／m3（标）以下，进入TSA变温吸附装置，焦炉煤气在多种吸附剂的选择性吸附下，焦炉煤气中的焦油、萘、苯、重烃等杂质被吸附剂吸附，净化气从吸附塔顶部引出，送入PSA脱甲烷装置脱甲烷，再进PSA脱一氧化碳装置脱一氧化碳。净化后的焦炉煤气与脱碳后的炭黑尾气混合进入多功能精脱硫。

PSA脱甲烷装置产生的富甲烷混合气送炭黑装置产炭黑；PSA脱一氧化碳装置产生的富一氧化碳混合气与炭黑尾气（或高炉煤气）混合进等温变换工段，在变换工段，一氧化碳与蒸汽在催化剂的作用下转化成二氧化碳和氢气。变换气（CO≤0．4%）再进脱碳装置，脱碳后的气体（CO2≤0．2%）与净化后的焦炉煤气混合进入多功能精脱硫。脱硫后的气体升压送到甲烷化装置。将少量的一氧化碳、二氧化碳与氢转化为甲烷。精制的原料气（CO＋CO2≤10×106）送合成氨装置生产液氨。

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

图5 生产液氨和炭黑流程框图

TQ542

B

1003-6490（2015）05-0021-03

2015－02－03

黄冲有（1963－），男，汉族，云南曲靖人，工程师，主要从事化工生产技术工作。