论述焦炉煤气生产合成氨、尿素项目的关键问题

李恩平

（安徽金禾实业股份有限公司四公司，安徽滁州 239200）

论述焦炉煤气生产合成氨、尿素项目的关键问题

李恩平

（安徽金禾实业股份有限公司四公司，安徽滁州 239200）

想要充分应用焦炉煤气进行氨和尿素的合成，相关人员对其中存在的关键问题必须不断加强研究力度，其中包括焦炉煤气量以及组分的确定、主要设备选择等。只有对这些关键问题进行深入分析，才能保证项目建设取得良好成效，使得项目生产安全、稳定进行。

焦炉煤气；生产合成；氨、尿素项目；关键问题

焦炉煤气的应用范围较为广泛，不仅可以作为燃料直接性的影响，同时还可以将其作为化工原料综合性的应用。焦炉煤气作为化工原料，可以利用它进行甲醇、尿素等物质生产。应用焦炉煤气进行氨、尿素合成具有较为广阔的发展前景，同时也是焦炉煤气合理应用的方式之一。对焦炉煤气生产合成氨、尿素项目的关键问题进行探究是具有重要意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。

1 焦炉煤气气量以及组分确定

炼焦过程中产生的挥发性物质，称其为粗煤气，经过多重工艺处理，对其中存在的焦油、粗苯等物质进行回收，最终净化得到煤气，这些煤气除了可以进行发电，满足人们日常生活对煤气的需求之外，还就可以利用这些煤气作为化工原料进行相关产品的生产。

1.1 煤气气量分析

利用焦炉煤气生产、合成氨、尿素项目，在项目可行性研究阶段就需要了解焦化厂剩余煤气量，从而确定氨、尿素的生产合成能力，对项目建设的成本投入、经济效益进行合理预测。要结合焦化厂现阶段发展的实际情况，分析焦化厂原料煤资源的质量、焦炭产品的市场定位，在避免对焦炭生产质量造成任何不良影响的前提下，对配煤进行优化和改良，尽可能的提升配合煤挥发分，加强煤气生产量。根据焦炉煤气生产、合成氨、尿素项目建设规模了解到，不能将焦炉气没有应用时产生的剩余煤气量作为设计工作开展的重要依据。需要特别注重的焦化厂与尿素厂二者工作制度存在一定的差异性，焦化厂是一年365d每天都在运行生产的，但是尿素厂一年大约有330d处于生产运行状态中，所以需要将焦化厂每天可以提供的煤气量作为设计依据，只有这样才能保证设计的规范性、严谨性。

1.2 焦炉气组分确定

煤气量确定之后需要开展的工作就是确定焦炉气的组分，从而了解在实际生产合成过程中是否需要进行补碳处理。除了需要进行焦炉气组分确定，还需要明确焦炉气中硫的含量，焦炉气中存在一定量的有机硫。有机硫形态非常的复杂，特别是焦炉气中存在的硫醚、噻吩，只有通过有针对性的脱硫方法才能将其去除，应用传统的粗脱硫方法，是很难将其有效去除的，目前工艺设计人员主要是应用干法脱硫对有机硫进行去除。干法脱硫流程设计、催化剂选择方面，不仅需要满足脱硫处理工作开展的需求，同时还需要考虑到焦炉气中氧气的含量，以及氧气的燃烧反应，为后续转化炉设计工作开展做好铺垫。设计人员不能将焦化厂输送的煤气量与煤气组分作为转化炉设计的依据，这样会导致设计与生产合成实际需求存在差异。精脱硫前后焦炉气成分对比见表1。

表1 精脱硫前后焦炉气成分体积积分数

2 主要设备选择

2.1 动设备的选择分析

动设备在化工企业生产中占据着非常重要地位，如果动设备发生不良问题，化工厂整个生产系统都会被迫停止，工作人员对压缩机类型选择必须要给予高度重视。应用焦炉煤气进行氨、尿素生产合成项目中，关键动设备主要包含：焦炉气压缩机、氢气氮气压缩机、二氧化碳压缩机等等，只有对工艺介质特性以及工艺生产需求进行深入了解，才能有针对性、有目的性的进行设备选型工作开展。压缩机可以概括往复式压缩机与离心式压缩机，其中往复式压缩机单台运行能力并不是很强，对于气体的输送存在脉动，压缩机占据的空间较大，但是对气体中苯、油等杂质含量并没有较为苛刻的要求，这种类型的压缩机非常适合高压。偏心式压缩机单台运行性能较强，气体输送过程中也不会出现脉动情况，压缩机设备占据空间较小，但是对气体的洁净程度有着一定要求，这种类型压缩机市场价格要比往复式压缩机市场价格高很多。如果生产规模较小，气体洁净程度并不是很高，在气体压缩过程中都会选用往复式压缩机，并且配置了备用压缩机。如果生产规模较大、气体洁净程度较高那么应用偏心式压缩机更为合理，一般情况下应用偏心式压缩机不会进行备用机组配置。

2.2 甲烷转化炉

富氧催化转化单元是将焦炉煤气中甲烷转化成H2、CO合成气，是焦炉气生产合成氨的核心装置，该装置中的关键设备有转化炉、废锅、烧嘴、加热炉，其中转化炉与烧嘴的匹配性是整个转化装置的重中之重，在整个工艺设备的设计中要综合考虑如下因素：转化炉上部燃烧空间的高度、催化剂的装填量、转化炉上部热偶的测点位置及使用材质；耐火材料）的质量及筑路炉的施工精度；烧嘴端部流体流速及转化炉上部空间的温度场、速度场分布要否与转化炉上部燃烧空间相匹配；转化炉夹套、烧嘴的冷却方式。

[1] 杨永利，陈涛，张朋朋，等.煤化工企业尾气一体化治理的生产实践[J].煤化工，2014，（6）.

[2] 陈世通.焦化废气制合成氨新装置运行总结[J].宁波化工，2014，（4）.

The Key Problems in the Production of Synthetic Ammonia and Urea From Coke Oven Gas are Discussed

Li En-ping

To make full use of coke oven gas of synthetic ammonia and urea production，relevant personnel of the key problems must continue to strengthen research efforts，including the amount of coke oven gas and component determination，main equipment selection etc.Only through in-depth analysis of these key issues in order to ensure that the project construction has achieved good results，so that the project production safety and stability.

coke oven gas；production and synthesis；ammonia and urea project；key problem

TQ113.2

：A

：1003–6490（2017）04–0002–01

2017–04–06

李恩平（1970—），男，安徽滁州人，工程师，主要研究方向为化工。