論述焦爐煤氣生產合成氨、尿素項目的關鍵問題

李恩平

（安徽金禾實業股份有限公司四公司，安徽滁州 239200）

論述焦爐煤氣生產合成氨、尿素項目的關鍵問題

李恩平

（安徽金禾實業股份有限公司四公司，安徽滁州 239200）

想要充分應用焦爐煤氣進行氨和尿素的合成，相關人員對其中存在的關鍵問題必須不斷加強研究力度，其中包括焦爐煤氣量以及組分的確定、主要設備選擇等。只有對這些關鍵問題進行深入分析，才能保證項目建設取得良好成效，使得項目生產安全、穩定進行。

焦爐煤氣；生產合成；氨、尿素項目；關鍵問題

焦爐煤氣的應用范圍較為廣泛，不僅可以作為燃料直接性的影響，同時還可以將其作為化工原料綜合性的應用。焦爐煤氣作為化工原料，可以利用它進行甲醇、尿素等物質生產。應用焦爐煤氣進行氨、尿素合成具有較為廣闊的發展前景，同時也是焦爐煤氣合理應用的方式之一。對焦爐煤氣生產合成氨、尿素項目的關鍵問題進行探究是具有重要意義的，下面就對相關內容進行詳細闡述。

1 焦爐煤氣氣量以及組分確定

煉焦過程中產生的揮發性物質，稱其為粗煤氣，經過多重工藝處理，對其中存在的焦油、粗苯等物質進行回收，最終凈化得到煤氣，這些煤氣除了可以進行發電，滿足人們日常生活對煤氣的需求之外，還就可以利用這些煤氣作為化工原料進行相關產品的生產。

1.1 煤氣氣量分析

利用焦爐煤氣生產、合成氨、尿素項目，在項目可行性研究階段就需要了解焦化廠剩余煤氣量，從而確定氨、尿素的生產合成能力，對項目建設的成本投入、經濟效益進行合理預測。要結合焦化廠現階段發展的實際情況，分析焦化廠原料煤資源的質量、焦炭產品的市場定位，在避免對焦炭生產質量造成任何不良影響的前提下，對配煤進行優化和改良，盡可能的提升配合煤揮發分，加強煤氣生產量。根據焦爐煤氣生產、合成氨、尿素項目建設規模了解到，不能將焦爐氣沒有應用時產生的剩余煤氣量作為設計工作開展的重要依據。需要特別注重的焦化廠與尿素廠二者工作制度存在一定的差異性，焦化廠是一年365d每天都在運行生產的，但是尿素廠一年大約有330d處于生產運行狀態中，所以需要將焦化廠每天可以提供的煤氣量作為設計依據，只有這樣才能保證設計的規范性、嚴謹性。

1.2 焦爐氣組分確定

煤氣量確定之后需要開展的工作就是確定焦爐氣的組分，從而了解在實際生產合成過程中是否需要進行補碳處理。除了需要進行焦爐氣組分確定，還需要明確焦爐氣中硫的含量，焦爐氣中存在一定量的有機硫。有機硫形態非常的復雜，特別是焦爐氣中存在的硫醚、噻吩，只有通過有針對性的脫硫方法才能將其去除，應用傳統的粗脫硫方法，是很難將其有效去除的，目前工藝設計人員主要是應用干法脫硫對有機硫進行去除。干法脫硫流程設計、催化劑選擇方面，不僅需要滿足脫硫處理工作開展的需求，同時還需要考慮到焦爐氣中氧氣的含量，以及氧氣的燃燒反應，為后續轉化爐設計工作開展做好鋪墊。設計人員不能將焦化廠輸送的煤氣量與煤氣組分作為轉化爐設計的依據，這樣會導致設計與生產合成實際需求存在差異。精脫硫前后焦爐氣成分對比見表1。

表1 精脫硫前后焦爐氣成分體積積分數

2 主要設備選擇

2.1 動設備的選擇分析

動設備在化工企業生產中占據著非常重要地位，如果動設備發生不良問題，化工廠整個生產系統都會被迫停止，工作人員對壓縮機類型選擇必須要給予高度重視。應用焦爐煤氣進行氨、尿素生產合成項目中，關鍵動設備主要包含：焦爐氣壓縮機、氫氣氮氣壓縮機、二氧化碳壓縮機等等，只有對工藝介質特性以及工藝生產需求進行深入了解，才能有針對性、有目的性的進行設備選型工作開展。壓縮機可以概括往復式壓縮機與離心式壓縮機，其中往復式壓縮機單臺運行能力并不是很強，對于氣體的輸送存在脈動，壓縮機占據的空間較大，但是對氣體中苯、油等雜質含量并沒有較為苛刻的要求，這種類型的壓縮機非常適合高壓。偏心式壓縮機單臺運行性能較強，氣體輸送過程中也不會出現脈動情況，壓縮機設備占據空間較小，但是對氣體的潔凈程度有著一定要求，這種類型壓縮機市場價格要比往復式壓縮機市場價格高很多。如果生產規模較小，氣體潔凈程度并不是很高，在氣體壓縮過程中都會選用往復式壓縮機，并且配置了備用壓縮機。如果生產規模較大、氣體潔凈程度較高那么應用偏心式壓縮機更為合理，一般情況下應用偏心式壓縮機不會進行備用機組配置。

2.2 甲烷轉化爐

富氧催化轉化單元是將焦爐煤氣中甲烷轉化成H2、CO合成氣，是焦爐氣生產合成氨的核心裝置，該裝置中的關鍵設備有轉化爐、廢鍋、燒嘴、加熱爐，其中轉化爐與燒嘴的匹配性是整個轉化裝置的重中之重，在整個工藝設備的設計中要綜合考慮如下因素：轉化爐上部燃燒空間的高度、催化劑的裝填量、轉化爐上部熱偶的測點位置及使用材質；耐火材料）的質量及筑路爐的施工精度；燒嘴端部流體流速及轉化爐上部空間的溫度場、速度場分布要否與轉化爐上部燃燒空間相匹配；轉化爐夾套、燒嘴的冷卻方式。

[1] 楊永利，陳濤，張朋朋，等.煤化工企業尾氣一體化治理的生產實踐[J].煤化工，2014，（6）.

[2] 陳世通.焦化廢氣制合成氨新裝置運行總結[J].寧波化工，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，工程師，主要研究方向為化工。