焦炉煤气制甲醇联产合成氨结构优化与调整

摘" " " 要： 随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大。焦化行业作为能源消耗大户，在当前的市场形势下，不断推进焦炉煤气的利用。对此，在利用焦炉煤气制甲醇联产合成氨方面进行了分析研究，提出了优化与调整措施，实现了经济、环保、节能的协调发展。

关" 键" 词：焦化行业；甲醇联产合成氨；优化调整

中图分类号：TQ53" " "文献标识码： A" " "文章编号： 1004-0935（2023）05-0750-04

随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大，特别是以焦炉煤气为主的化学工业。然而，在焦化行业中，存在着较多问题。如果把焦化行业作为能源消耗大户和污染严重的产业来看，实现焦炉煤气联产合成氨是大势所趋[1-2]，同时也是焦化行业发展的必然趋势。对此，相关企业应当积极推进焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构优化与调整工作。这样不仅可以使焦炉煤气得到合理利用，还可以降低二氧化碳排放量，提高资源利用率；同时可以节约水资源；提升企业经济效益等。对此，本文对焦化行业在甲醇联产合成氨方面进行了分析与探讨。

1" 优化结构与调整措施

焦炉煤气制甲醇联产合成氨技术在我国发展比较早，应用到焦化行业中，并取得了非常好的成

效[3]。在当前的市场形势下，焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构中，仍然存在一些问题需要解决，由此在文章中提出了优化与调整措施。

在焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构中，生产工艺比较复杂，在生产过程中需要对各方面进行优化与调整[4]。针对这一现象，为了提高企业的经济效益和社会效益，在文章中提出了优化与调整措施，使企业能够实现可持续发展。具体措施如下：

1.1" 优化原料结构，合理使用焦炉煤气

首先，要做好原料的筛选工作。对于焦炉煤气的产量和品质要做好分析工作，根据生产需要进行合理选择和使用，防止出现浪费现象。对于质量较差的原料，不能使用，这会导致产品不合格；对于质量较好的原料，可以作为生产所用。其次，要确保焦炉煤气在生产过程中的稳定。在焦炉煤气的生产过程中，会出现一些不稳定因素，如果不能及时解决就会导致产品出现质量问题。因此，在生产过程中要确保焦炉煤气的稳定性和可靠性。

1.2" 加强对天然气的利用

天然气是一种清洁能源，不仅价格比较低，而且还可以充分利用焦炉煤气。将天然气作为原料时，能够对焦炉煤气进行综合利用；同时还可以节约大量的能源；在生产过程中，能够减少对环境污染。但是在用天然气作为原料时必须要符合标准和要求才行。只有满足这些要求才能进行利用，才能从根本上节约资源和能源。

1.3" 加强生产工艺研究与改进工作

目前我国对焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构优化与调整工作仍处于初步阶段，很多企业都还未应用相关技术。因此需要相关部门对此项工作进行重点研究与推广工作。可以采取科技成果转化、引进先进技术、制定相关标准等方法来推进此项工作的开展。同时，还需要相关部门与科研院所进一步研究此项技术，对其进行优化和调整，从而使此项技术的应用价值得到充分体现，并提高企业的经济效益。总之，在实际的工作中需要通过多方面的努力才能实现企业可持续发展。

1.4" 强化管理与培训

在焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构优化与调整工作中，还存在一定问题需要解决，尤其是企业内部管理和生产人员的技术水平以及服务质量等方面都有待提高[5]。为了提高企业的经济效益和社会效益，需要加强内部管理工作，提高人员的技术水平，通过专业培训提高服务质量。同时，要对企业生产人员进行技术培训，使其能够更好地应用到生产工作中，这样才能不断提高企业的综合实力。对于企业内部管理工作，需要将各部门之间的关系进行协调，使各个部门之间能够配合得更好，使生产管理工作能够有序地开展。同时，还需要将生产技术人员和管理人员进行合理配备，使企业的综合实力得到提高。

2" 工艺流程及工艺指标

焦炉煤气制甲醇联产合成氨是一种资源综合利用，通过对焦炉煤气进行加热，可以将其中的二氧化碳转化成甲醇，而其中的氮元素则可以在生产过程中被合成氨所利用[6-7]。具体工艺流程为（如图1、图2所示）。

由焦炉煤气中回收二氧化碳，然后将其通过干燥器进行干燥，然后由干燥塔对其进行加压处理，在其中加入水蒸气，使其成为饱和蒸汽。将饱和蒸汽送入反应器后，与二氧化碳充分接触，在二氧化碳的作用下被转化成甲醇[8]。在催化剂的作用下生成氨气，与氢气进行反应生成氮气。将二氧化碳用氮气进行置换之后，利用氮气对焦炉煤气进行置换，在这个过程中可以进一步降低二氧化碳浓度，实现了焦炉煤气的有效利用。通过此工艺可以生产出多种甲醇、氨产品。

此工艺的主要特点：一是生产工艺简单，投入的资金少，没有废水和废渣的产生；二是能够实现资源的综合利用，可提高资源利用率；三是对焦炉煤气进行利用，可以降低二氧化碳排放量，减少环境污染；四是可以提升经济效益[9]。

3" 操作过程优化

在焦炉煤气制甲醇联产合成氨过程中，操作过程是其中一个重要环节，直接影响到最终产品的质量。因此，在实际操作过程中，一定要做好参数调整。

1）降低焦炉煤气中 CO含量。通过控制炉顶温度以及调节焦炉煤气中组分等，使一氧化碳含量在0.5%以下。

2）提高空冷塔的净化能力，减少净化塔热损失。通过空冷塔的冷却方式，降低对系统的影响。空冷塔冷却后进入精馏塔的气体温度在80 ℃以上。

3）适当提高精馏段操作压力和温度，减少精馏段内的冷凝水量，使精馏段内压力保持在1.0～1.2 MPa左右，并通过降低操作压力来减少精馏段内的蒸汽消耗。

4）降低甲醇合成塔顶温度，当甲醇合成塔顶温度超过100 ℃时，甲醇合成塔不能再继续运行。

（5）定期测定甲醇合成塔顶气液平衡数据，根据数据对工艺参数进行调整和优化。

4" 联产条件的选择

当前，我国的焦炉煤气产量比较大，每座焦炉都是年产10万t级以上的大型焦炉，煤气中的可燃组分比较多，约占总量的70%～80%，并且焦炉煤气中有20%～30%是无水煤气。而从经济效益方面来看，煤气中含水分很高，约占70%～80%，从节约资源和减少环境污染等方面考虑，都不适宜进行甲醇生产[10]。因此从长远发展角度来看，进行焦炉煤气制甲醇联产合成氨是大势所趋。随着国家环保标准的提高，以及当前清洁生产、循环经济等理念的推广与应用，为焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业发展提供了良好的机遇。但在实际发展中仍存在一些问题，为此在文章中针对这些问题进行了分析研究。

1）针对焦炉煤气的回收与利用问题，首先应当解决的是如何提高焦炉煤气的利用率，在实际生产过程中，可以通过增加干熄焦、增加脱硫脱硝、改造炉顶炉底加煤方式等措施，实现焦炉煤气的充分利用。同时应当加快焦炉煤气制甲醇联产合成氨产业结构优化与调整工作，对产品结构进行合理调整。

2）在焦炉煤气制甲醇联产合成氨的过程中，要不断优化原料、能源消耗，减少不必要的消耗，不断提高联产技术水平。在生产过程中，要不断加大新技术、新工艺的应用力度，对设备、仪表进行必要的更新改造，同时要对人员进行培训，提高专业技能。

3）由于焦炉煤气中水分较高，在生产过程中需要添加除水剂，将焦炉煤气中的水分除去，才能进行甲醇生产。因此在实际生产过程中，应当严格控制除水剂的添加数量，同时要根据实际情况来对除水剂的添加方式进行调整。在焦炉煤气制甲醇联产合成氨过程中，为了避免焦炉煤气中的水分含量过高对甲醇生产造成影响，应当适当降低除水剂的添加量以提高甲醇产量。

4）在实际生产过程中，要严格控制生产流程，使每一个环节都做到规范化、合理化。在生产过程中应当加强对各岗位操作人员的培训力度，同时要保证各岗位人员的业务能力达到国家规定的要求。

5" 生产设备及工艺条件优化

在生产过程中，需要根据不同的原料，选择不同的设备，以取得最好的生产效果。

首先需要对焦炉煤气净化处理设施进行改造。由于目前焦炉煤气中含有大量的焦油、酚等有害杂质，如果不经过处理就进入甲醇生产系统，将会对产品质量带来一定的影响。为了解决这一问题，可以在净化系统中增加粗煤气预热器，将净化系统中的焦油、酚等杂质进行预脱除，经过净化后进入甲醇装置。

其次要对甲醇合成设备进行改造。由于传统生产过程中多采用间歇操作方式，每小时只能生产出几吨产品。为了提高产品产量，在装置中采用了间歇操作方式，通过一系列的优化操作方式来提高甲醇合成装置的产能。

最后要对粗苯回收系统进行改造。在粗苯提浓过程中存在着一定的危险性，需要做好监测工作，对塔内的压力和温度进行控制。这样不仅可以避免出现爆炸事故，还能够节约成本，提高经济效益。

6" 结束语

综上所述，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，同时也是最大的煤炭和石油消费国，煤炭和石油对我国经济发展起着决定性作用，因此，实现煤炭清洁高效利用成为当务之急。从目前的焦炉煤气市场来看，焦炉煤气具有能源、化工及资源综合利用等多种价值。可以说焦炉煤气是一种清洁能源，具有较好的市场前景。随着我国科学技术不断进步，先进的焦炉煤气制甲醇联产合成氨工艺技术被越来越多的应用到工业生产中。同时，通过焦炉煤气制甲醇联产合成氨技术的推广和应用，为实现节能减排、化解产能过剩、提高企业经济效益、提升企业环保水平以及实现节能减排等目标创造了有利条件。

参考文献：

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［10］张志峰. 焦炉煤气制甲醇联产合成氨结构优化与调整[J]. 云南化工， 2021，48（6）：117-119.

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