炼焦化学产品回收流程的优化分析

炼焦化学产品回收流程的优化分析

孟勇 张志国

河北中煤旭阳能源有限公司 河北邢台 054001

【摘要】目前，焦化厂在发展过程中，主要采用的是对焦炉煤气进行冷却和净化，但该方法不能确保焦化化工产品的最佳回收率，而且对技术经济和区域生产指标都有很大的影响。针对目前焦化化工产品回收流程、工艺指导体系、工艺管理体系等方面，简要地分析了焦化化工产品回收流程的优化问题。

【关键词】炼焦化学产品；回收流程；优化策略

一般来说，受生产规模、产品市场和建设资金等因素的影响，焦化厂的系统组成和生产的工艺流程都存在着很大的差别，这就造成了在生产流程的确定上存在着一些差异。一般情况下，焦化厂的系统组成包括：煤的准备、炼焦和化工产品的回收，有些焦化厂也将与粗苯精炼设备相配套，通过对焦炉气制取 LNG、煤焦油精深加工、干熄焦废热发电等过程的分析，进一步延长焦化厂的产业链。所以，要使焦化化工产品的回收过程达到最优，是一个需要多个部门共同参与的比较复杂的工作。

1煤气的初冷和焦油氨水的分离

对煤气进行一次冷处理，其主要作用是对煤气进行冷却，将焦油与氨水进行分离，同时除去焦油残渣。

焦化工艺中，从焦炉碳化室内通过提升管排出的粗气温度在650-750摄氏度之间，先进行一次冷却，使气体的温度下降到25-35摄氏度，除去了大部分的水蒸气、焦油气、萘及固体颗粒，还有一些硫化氢和氰化氢等腐蚀性物质溶解在冷凝液中，因此，可以降低回收装置和管线的阻塞与腐蚀。经过一次冷却后，气体体积减小，使得鼓风机能以很少的功率将气体输送到下一步的纯化过程；出冷却后，煤气的降温过程是确保焦化化工品回收与品质的前提。

1.1煤气在集气管内的冷却

通过喷嘴强力喷射表压力147～196Kpa、温度70～75℃的循环氨水来冷却桥管和集气管。当有细小的雾状氨水与气体充分接触后，在较高的温度和较低的湿度下，气体会释放出大量的显热，使氨水迅速地蒸发，从而使整个过程迅速地进行。由气体和氨气之间的温差来实现的，是由气体和氨气之间的温差来实现的。气体在循环氨水中的分压与气体中水蒸气的分压之间的差异，使氨水被部分汽化，使气体的温度迅速下降，从而为氨水的汽化提供所需要的潜热，这一部分热占了气体制冷释出的75%~80%。另外，大约10%的热量是从收集管的表面散发出去的。

在此条件下，烟气温度从约800℃下降到82-86℃，同时，约60%的焦油被凝结为重质组分。实践证明，该工艺可以使煤气的温度降到25℃以下。（比它最终获得的露点温度高1-3℃）。

1.2煤气在初冷器内的冷却

焦炉气通过集气管沿着进气干线流到初级冷却器。抽气总管是将焦炉气从焦炉引出，送至化工产品回收设备，同时也是一种空气冷却器，使气体温度降低1-3℃。

燃气在初冷却器内的温度仍较高，约82℃，且含大量水蒸气及焦油气体，需先在初冷器内将其冷却至25-35摄氏度，并凝结出绝大部分的焦油气体及水蒸气。

初冷后气体的出口温度是煤气初冷过程控制的一个重要的运行指标。

（1）由于煤气中蒸汽的增加和容积的增大，造成了送风机容量的下降，从而影响了燃气的正常输送。

（2）初冷后，焦油浓度增加，会对后续生产造成影响。

（3）随着出风温度的升高，烟气中萘量的增加更加明显。

所以，冷却后的总温不能超过规定值，同时尽量降低烟气中萘的脱除。

2化学产品回收问题

2.1炼焦化学产品回收问题

在焦化化工产品回收过程中，如果按照预先设定的电捕焦程序操作，其内部将生成以萘为主的大量烟炱煤焦油。萘在装置和管线中的操作过程中，由于其析出物的存在，造成了装置和管线的堵塞。

2.2粗苯回收问题

在粗苯回收过程中，由于其内循环过程中容易产生大量的煤焦油，这既增加了整个流程的运行难度，也使得系统的循环量大大增加，从而影响了整个流程的经济效益。

2.3砷碱脱硫问题

在砷碱脱硫过程中，主要是萘和焦油在塔内产生了悬浮。此外，在焦化产物回收车间作业过程中，也会释放出氰化氢气体，这些气体会对设备和管线内外造成不同程度的破坏，严重时还会造成设备穿孔、管道断裂等现象。

3炼焦化学产品回收流程优化

3.1萘清除机制优化

在过去的萘净化设备中，大部分采用的是化学品吸附法，总体上来说，吸附效率并不高。所以，与已有的萘脱除工艺相结合，可以采取增压沉淀法和离心法联合使用，以提高总体萘的脱除效率。其中，增压沉淀法主要是将总净化温度升高至135℃，当整个焦油中的水分全部挥发完毕后，它的粘度会相应地降低，有利于整体的焦油沉降与分离。而离心氨洗法是在增压离心后，利用氨水来反应吸附焦油中的油渣。该方法不仅能有效地解决高粘度焦油的析出和分离问题，而且还能利用焦油中含有的萘类物质（如萘等）与水反应生成乳液，克服了焦油中残渣密度与液态焦油密度相近所造成的析出和分离困难的问题。在这个基础上，针对萘吸附过程中存在的问题，提出采用鼓风机、电捕焦和冷却冲洗等措施来去除萘的方法。建立一套高效的萘净化方式，既能防止后处理过程中的溶液污染，又能确保回收装置和管线的稳定运行。

3.2粗苯回收优化

焦化化工产品经脱氨处理后，会产生大量的粗苯化合物。在前期工作的基础上，利用活性碳、硅胶等固态吸附剂，对水蒸气中所含的粗苯进行吸附，再将气体增压至8.0大气压，保持-44.9摄氏度，使粗苯类化合物冻结成固态，有利于与气体的分离。在燃气冷却工艺实施时，因沉池体大，再循环冷却组件需消耗大量蒸汽，导致其除焦油效率低，且对周围环境产生不良影响。为此，可以采取煤气冷却和焦油净化工艺相分离的运行措施。即利用低温燃气设备的工作原理，利用富油对烟气中的焦油进行吸附。通过分别安装煤气冷却塔和焦油回收塔两座循环塔，可以在不改变循环水使用量的前提下，完全去除煤气中含有的高抗燃焦油的焦油。

3.3砷碱脱硫优化

在含砷碱脱硫过程中，如果煤气终端冷却器的开路水循环化工组件中存在氰化氢，氰化氢与水蒸汽发生反应，并经冷水设备向周围空气中扩散，对周围的生态环境产生重大影响。针对以上问题，在具体的生产过程中，可以对焦化化工产品的流程和流程进行相应的调整，在沉降槽、焦油洗涤塔等设备的基础上，采取完全负压焦化化工产品的回收方式。焦化化工产品的回收流程包括：粗煤气、横管初冷、焦油电捕、氨脱硫及氨、洗萃、鼓风机、净化煤气等。在整个过程中，取消了最后一道冷却过程，大大提高了整个流程的操作效率。而在工艺执行的晚期，则可使整个施工过程一直保持负压，防止因降温后升温造成的区域温度波动太大。

4 结语

总之，现阶段焦化化工品回收过程存在着诸多危险因子，其中以萘脱除、粗苯回收和含砷-碱脱硫组件最为突出。所以，对于对应的回收过程，在具体的流程建设中，对应的焦化企业应该根据自己的工艺特征，对其回收设备进行优化配置。同时，通过引进和研发先进工艺装备，提升焦化化工产品循环利用过程的环保和经济效益，为实现焦化化工产品循环利用的平稳运行奠定基础。

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