淺談我國焦爐氣化工的利用與發展

鄭健雄 張冰(東華工程科技股份有限公司)

一、我國焦爐氣化工的利用現狀

焦爐氣是由焦炭燃燒轉換而來的，目前已成為焦炭產業的主要副產品和化工產業鏈上的重要組成部分。每燃燒一噸焦炭就會有四百立方厘米左右的焦爐氣產生，產生的焦爐氣大約有一半將用于回爐，作為燃料再次進行利用，剩下的一部分焦爐氣將會使用專門的回收裝置進行回收，有些化工廠則通過燃燒的方式進行排放[1]。根據國家統計發布的數據顯示，近年來我國的焦炭產量大幅度增加，焦爐氣也隨之增加，而在我國的焦爐氣利用中，目前主要用于焦爐裝置自用和城市的煤氣供應，也就是說，大部分的焦爐氣沒有得到很好的利用，有些焦化廠甚至是直接把焦爐氣通過燃燒排放到空氣當中，既是對資源的浪費，還會對環境照成嚴重的污染，人類生存的環境會為此付出慘重的代價。

據目前我國焦化廠的發展規模來看，大型的企業由于具備完備的基礎設施和完善的生產鏈，加上技術的實力，能夠將焦爐氣很好地利用起來，進行一系列的回收加工和生產，但是這只是相對于大型的焦化企業而言，對于那些小規模生產的焦化廠來說，設施不完備，技術不達標，他們只能追求經濟上的效益，導致焦爐氣利用不到位，而且還污染環境，加重了政府和社會的負擔。另外，我國的焦化廠相對分散，大部分都是獨立存在的，數量多規模還比較小集中難度加大，產業鏈難以延伸。

二、焦爐氣的延伸工藝

1.焦爐氣制甲醇工藝

焦爐氣制甲醇是目前我國焦爐氣主要的利用方式，通過多焦爐氣進行加工轉化成甲醇，轉化技術的高會低直接影響到氣體成分，進而影響到甲醇產量[2]。從目前我國的焦爐氣轉化工藝來看，甲醇生產分為純氧催化和非催化部分氧化工藝，國內大部分焦爐氣甲醇生產技術，大都采用的是純氧催化部分氧化工藝，這種生產方式可有效提高甲醇產能和降低碳排放量。焦爐氣制甲醇的基本要求是氫高碳低，為了控制甲烷含量，應提高一氧化碳的成分，還需要防止結碳現象的出現。這些有甲醇工藝觸發的產業延伸，不僅可以促進技術進步，還可以在實踐中開發潛在的能源。

2.焦爐氣制合成氨

焦爐氣合成氨在我國有較高的利用率，產能相對大，國內的氨合成技術也有較大的發展和提高。氨合成工藝是指將氫氮氣在催化劑的作用下生成氨，這種工藝主要是對焦爐煤氣的甲烷進行氧化作用，使其轉化成CO和H等有效成分，與此同時在空氣中加入氮氣，進而將生產合成CO轉換為CO2，這主要是提供給尿素的；尿素一旦生成，但焦爐氣碳低，缺乏CO2的補充，那么可以用配套的造氣爐進行補碳作用，從而實現焦爐氣的充分利用，而且還可以提高產量。

3.焦爐氣生產LNG技術

這種工藝最早是由中國科學院理化技術研究所開發出來的，主要目的是為了促進焦爐氣利用的多元化，從而提高焦爐氣回收利用的效率，為小規模焦化企業解決投資資金過大的問題。該項技術是根據不同規模的焦化企業各自的生產流程的特點，采用低溫分離生產L N G的最新技術，并通過這種方式來制氫氣[3]。此項技術將低溫分離技術和氫氣技術相結合，分別利用焦化生產而成的甲烷和氫氣，以此來降低空分設備和轉化設備的資金消耗，還可以提高焦爐氣的合理利用，并且在生產過程中還不會產生廢氣。被分離出來的甲烷進行液化天然氣的生產，而氫氣則作為焦化廠的動力參與生產，并為氧化氫裝置和合成氨裝置提供重要的化工原料。目前這種技術在我國也相當完善和成熟，這種技術的普及利用可以節省轉化工序，降低設備的投資成本，在市場競爭中還具備低價格競爭優勢，迅速搶占競爭市場，達到相當大的經濟效益優勢目標。

4.焦爐氣制天然氣工藝

焦爐氣制天然氣是我國化工生產的重要工藝技術之一，而且我國的焦爐氣制天然氣的規模數量比較龐大，說明這種技術易于普及，而且市場需求和經濟效益都比較高，存在一定的開發價值。這種工藝的關鍵技術有甲烷深冷液化技術和原料氣凈化甲烷技術，其中精脫硫和預凈化是原料氣凈化甲烷技術的重要組成部分。在我國城市化進程的發展中，和建設資源節約型和環境友好型社會的指引下，為了加大環境保護的力度，我國天然氣消費將由傳統的將由化工和工業燃料消費為主，向新型的城市燃氣消費為主轉變，進一步優化了我國的天然氣消費模式，使得焦爐氣得到充分的利用，不僅實現了資源的循環利用，還降低了環境污染。

三、焦爐氣利用與發展的改進

焦爐氣作為一種衍生的優質資源，需要政府政策的鼓勵，刺激企業改進生產技術，以便達到經濟效益和設社會效益的統一。首先應對企業進行系統的優勢和劣勢分析，結合市場調查研究結果的分析，進行技術的引進和改造，根據企業的自身實際情況，進行優化選擇合適的引進方案，在選擇時不能急于求成，以免造成不必要的損失，導致產品在市場上的泛濫，缺乏競爭優勢。其次，在利用過程中，應考慮投資成本，最好是節約成本，利用已有的設備進行產業化生產，依靠企業自身的力量完善生產技術，避免因企業分散導致資源利用低的情況；最后一點，也就是最關鍵的一點，那就是創新，不管是哪種技術項目的引進，都必須要有自身東西在里面，依賴大部分企業都有的技術只能是被市場所淘汰，只有不斷進行創新才能夠擁有自己的核心技術，在競爭中搶占市場，從而促進技術的進步，提高資源利用率。

總結

焦爐氣的利用和發展，關鍵在于技術的改進，不僅僅是生產技術的改進，還在于資源循環利用技術的改進，尤其是在物質充足的社會發展情況下，人類生存環境的保護更加重要和突出，因此，企業和政府應共同致力于生產技術的研發和環境保護的結合。

[1]姚占強,任小坤,史紅兵,孫郁,何秋菊,張武.焦爐氣綜合利用技術新發展[J].中國煤炭,2009,03:71-75.

[2]齊景麗,孔繁榮.我國焦爐氣化工利用現狀及前景展望[J].天然氣化工(C1化學與化工),2013,01:60-64.

[3]張新波,楊寬輝,劉玉成,李澤軍,古共偉.焦爐氣高效利用技術開發進展[J].化工進展,2010,S1:322-324.