焦爐摻燒甲醇弛放氣提高甲醇產量的工藝裝備改造

摘 要：通過改造甲醇弛放氣及焦爐回爐煤氣管道，從設備角度保證甲醇弛放氣回摻焦爐的可行性；通過實際改變煤氣管道孔板，保證了焦爐按照周轉時間制定的加熱制度；通過改變甲醇馳放氣的摻入量，研究其對焦爐標準溫度的變化影響，通過跟蹤測量焦爐焦餅中心溫度，發現其對焦炭成熟情況沒有影響；通過技術改造甲醇弛放氣得以全部利用，能夠在實現在焦爐中摻燒，對焦爐的正常加熱制度沒有影響，同時實現了更多的焦爐煤氣制甲醇，實現了甲醇的增產。

關鍵詞：焦爐 焦爐煤氣 甲醇弛放氣 甲醇產量

中圖分類號：TQ22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0082-01

我公司擁有200萬噸焦化、20萬噸焦爐煤氣制甲醇、10萬噸粗苯加氫精制產業鏈。為了實現能源利用最大化，同時降低設備投入。將甲醇弛放氣摻入回爐煤氣管道引回焦爐摻燒，面臨以下問題[1-2]：（1）甲醇弛放氣是否可以在焦爐中得以摻燒；（2）焦爐摻燒甲醇弛放氣對焦炭成熟情況的影響；（3）通過焦爐摻燒甲醇弛放氣，甲醇產量提高情況。

1 摻燒前的設備結構及工藝

來自焦爐的荒煤氣與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，氣液分離后荒煤氣由上部出來，進入橫管初冷器。由橫管初冷器下部排出的煤氣，進入電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油，再由煤氣鼓風機壓送至脫硫工段。脫硫后煤氣送入硫銨工段。由脫硫工段來的煤氣經煤氣預熱器進入飽和器。煤氣在飽和器的前室分兩股入環形室經循環母液噴灑，其中的氨被母液中的硫酸吸收，然后煤氣合并成一股進入后室經母液最后一次噴淋進飽和器內旋風式除酸器，以便分離煤氣所夾帶的酸霧，再經捕霧器捕集下煤氣中的微量酸霧后，送至終冷洗苯工段。煤氣經貧油洗滌脫除粗苯后，其余送往焦爐燃燒加熱和氣柜[3]。

2 摻燒后的設備結構及工藝改造

為了引入甲醇弛放氣，我們在回爐煤氣管道預留口處與甲醇弛放氣引入管道連接，通過加壓使得甲醇弛放氣與焦爐煤氣混合盡量均勻，通過更換地下室煤氣支管上孔板盒孔板調節煤氣主管壓力。摻燒甲醇弛放氣前后工藝及設備的改變主要有以下兩方面。

（1）回爐煤氣管道預留口處與甲醇弛放氣引入管道連接。管道的對接是關鍵，甲醇弛放氣必須引入到焦爐煤氣管道內才能實現甲醇弛放氣的利用。

（2）通過實踐中摸索甲醇弛放氣流量變化調整孔板盒孔板孔徑，是實現甲醇弛放氣的合理利用的途徑。

3 焦爐摻燒甲醇弛放氣提高甲醇產量的結果與分析

甲醇弛放氣平均產量25000Nm3/h，一小部分甲醇弛放氣974.1Nm3/h經過PSA制氫為10萬噸苯加氫裝置提供原料，剩余的甲醇弛放氣經過加壓引入焦爐煤氣管線中平均流量為24000 Nm3/h。甲醇弛放氣平均熱值11000KJ/m3，焦爐煤氣平均熱值16800KJ/m3，每小時21000Nm3甲醇弛放氣的熱值相當于每小時13750Nm3焦爐煤氣的熱值[4]。

4 弛放氣的摻入對焦爐的影響及采取的措施

由于甲醇弛放氣的引入，造成回爐煤氣即混合煤氣熱值變低，平均混合煤氣熱值為15000kJ/m3，為了保證焦爐正常溫度，需要的煤氣流量變大，導致焦爐地下室煤氣主管壓力變大，煤氣泄漏率增大，每座焦爐地下室安裝12個CO報警儀，超過50PPM為一級報警，超過100 PPM為二級報警，超過150 PPM為三級報警，報警的點數增加。為了克服焦爐地下室煤氣主管壓力大的困難，實際上我公司3#4#焦爐地下室煤氣主管壓力達到過1950Pa，我們采取加大孔板盒孔板降低地下室煤氣主管壓力，減少煤氣泄漏率。

以4#焦爐為例，未摻入甲醇弛放氣前孔板盒孔板平均Φ47mm，主管壓力為1250Pa，12個地下室CO報警儀基本不報警。根據理論計算得出甲醇弛放氣流量變化與孔板盒孔板及主管壓力的關系如表1所示。

在調節煤氣流量時，壓力和流量以一個參數為準，另一個參數為參考。以最終滿足焦炭成熟，溫度在合理范圍內為標準。摻入24000Nm3/h甲醇弛放氣，通過更換平均為Φ54 mm孔板盒孔板，主管壓力由1950 Pa降到1500 Pa，12個地下室CO固定報警儀基本不報警。

19 h周轉時間機側標準溫度1300℃，焦側標準溫度1350℃，偏差±7℃為合格。通過對摻入前后測量焦餅中心溫度，未摻弛放氣前高向加熱溫差為100℃，摻入弛放氣后高向加熱溫差為90℃，溫度差越小說明高向加熱越好，高向加熱有所改善。甲醇弛放氣引入焦爐摻燒，替換出部分焦爐煤氣，2009年甲醇產量提高了8%，有效降低了生產成本。

2010年煉焦車間為實現公司利潤最大化，配合甲醇分廠生產過程中甲醇弛放氣的變化，及時調整煤氣流量，保證焦爐正常加熱。做到弛放氣最大量時焦爐也能全部接入，2010年1～12月份弛放氣最大值曾達到33600m3/h并全部接入。

按照四座焦爐回用弛放氣計算，通過熱值轉換計算1m3弛放氣熱值相當于0.655 m3焦爐煤氣熱值，可以替換出=176757995×0.655≈115776486 m3焦爐煤氣進行生產甲醇。按照2150 m3焦爐煤氣生產1噸甲醇計算理論上可多生產近53800噸甲醇。通過技術改造甲醇弛放氣得以全部利用，能夠在實現在焦爐中摻燒，對焦爐的正常加熱制度沒有影響，實現了甲醇的增產。

5 結論

（1）通過改造甲醇弛放氣及焦爐回爐煤氣管道，從設備角度保證甲醇弛放氣回摻焦爐的可行性。

（2）通過實際改變煤氣管道孔板，保證了焦爐按照周轉時間制定的加熱制度。

（3）通過技術改造甲醇弛放氣得以全部利用，能夠在實現在焦爐中摻燒，對焦爐的正常加熱制度沒有影響，實現了甲醇的增產。

參考文獻

[1]李殿君，王柱勇.獨立焦化廠焦爐煤氣綜合利用途徑及經濟分析[J].潔凈煤技術，2007，13（6）：40-44.

[2]楊祥生.焦爐煤氣發電——焦化企業節能減排的一種途徑[J].科技情報開發與經濟，2007，17（33）：285-286.

[3]姚維學，付再華.劉同飛，等.焦爐煤氣的綜合利用[J].河北化工，2009（12）：34-36.

[4]吳波.焦爐煤氣制甲醇裝置運行探討[J].煤化工，2012（1）：40-42.