鄭云飛

摘 要：唐山佳華煤化工有限公司甲醇項(xiàng)目投產(chǎn)后，按設(shè)計(jì)副產(chǎn)馳放氣約7500 m3/h，每個(gè)公司對(duì)馳放氣的使用也不一樣，比如回爐煤氣配入、合成氨、苯加氫工藝用于提取氫源等，結(jié)合佳華公司工藝特點(diǎn)首先選擇馳放氣回焦?fàn)t，不僅可以利用馳放氣熱值，而且預(yù)計(jì)可以改善焦?fàn)t加熱制度。首先，確定甲醇馳放氣的來(lái)源和組成，根據(jù)公司馳放氣特點(diǎn)對(duì)回焦?fàn)t的可行性及對(duì)焦?fàn)t的影響進(jìn)行分析，同時(shí)需要對(duì)同行業(yè)進(jìn)行實(shí)際考察論證，最終確定馳放氣合理的回焦?fàn)t方案。

關(guān)鍵詞：馳放氣 焦?fàn)t加熱制度

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

為了充分利用佳華公司副產(chǎn)的多余焦?fàn)t氣，公司選擇多余的焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇，規(guī)模為20萬(wàn)t/y。焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)甲醇，主要是利用煤氣中的H2、CO及CO2，其在甲醇合成塔的主反應(yīng)[1]：

2H2+CO=CH3OH+90.7KJ/mol

3H2+CO=CH3OH+H2O+48.0KJ/mol

由于合成反應(yīng)單程轉(zhuǎn)化率不是很高，反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷凝氣液分離后，大部分未反應(yīng)氣體循環(huán)使用。反應(yīng)后的氣體惰性氣體明顯增高，若反應(yīng)后的氣體全部循環(huán)使用，惰性氣體比例會(huì)持續(xù)增高，會(huì)降低合成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，因此需要少量氣體作為馳放氣的排放，以此控制循環(huán)氣中惰性氣體含量。

1 甲醇馳放氣回爐對(duì)焦?fàn)t加熱制度的影響

根據(jù)公司實(shí)際運(yùn)行情況，現(xiàn)選擇馳放氣回爐，出甲醇界區(qū)馳放氣設(shè)計(jì)最大量按10000 m3/h計(jì)。

1.1煤氣和甲醇馳放氣的性質(zhì)比較

可燃成分熱值如下

CO—12730KJ/m3， H2—10840 KJ/m3， CH4—35840 KJ/m3

甲醇馳放氣熱值估算Q馳=10840×77.7%+35840×2.1%+12730×3.3% =9.6MJ/m3

焦?fàn)t煤氣熱值按生產(chǎn)實(shí)際測(cè)量值Q焦=17.0MJ/m3

由甲醇馳放氣和焦?fàn)t煤氣熱值可以估算1m3甲醇馳放氣可以替代0.565m3焦?fàn)t煤氣

1.2兩種煤氣的燃燒性質(zhì)[2]

焦?fàn)t煤氣可燃成分濃度大，熱值高，提供一定熱量需要的煤氣量少，產(chǎn)生廢氣量也少，理論燃燒溫度高。因CH4占1/4以上，而且含有少量的CmHn，故火焰明亮，輻射能力強(qiáng)。用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，加熱系統(tǒng)阻力小，煉焦耗熱量低，增減煤氣流量對(duì)焦?fàn)t燃燒室溫度變化影響較大。甲醇馳放氣可燃成分占80%左右，惰性氣體占15%左右，所以總體熱值不高。馳放氣燃燒產(chǎn)生的廢氣量比焦?fàn)t煤氣多（產(chǎn)生相同熱量時(shí)），回爐煤氣中可摻入部分馳放氣供焦?fàn)t加熱。

1.3馳放氣的回爐對(duì)焦?fàn)t加熱制度的影響[3]

1.3.1焦?fàn)t煤氣流量隨馳放氣的變化的調(diào)整

根據(jù)甲醇裝置不同生產(chǎn)負(fù)荷下馳放氣替換煤氣計(jì)量表如表2

上表計(jì)算按照馳放氣全部回3-6#焦?fàn)t利用，結(jié)焦時(shí)間26h，回爐煤氣量按58000 m3/h計(jì)。

1.3.2空氣過(guò)剩系數(shù)的調(diào)整

改用混合煤氣加熱時(shí)，燃燒所需要的空氣量、所產(chǎn)生的廢氣量及其密度都與只使用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)有所不同。為保證看火孔壓力和空氣過(guò)剩系數(shù)就必須采用相應(yīng)的分煙道吸力。

1.3.3標(biāo)準(zhǔn)溫度的調(diào)整

標(biāo)準(zhǔn)溫度是根據(jù)結(jié)焦末期焦餅成熟（1000±50℃）情況確定的，由馳放氣和回爐煤氣的特點(diǎn)分析，馳放氣回爐更有利于焦?fàn)t的加熱制度，依據(jù)理論分析及在其它公司實(shí)踐證明，在相同焦餅中心溫度下，用混合煤氣加熱可降低標(biāo)溫，實(shí)際情況需要在生產(chǎn)中總結(jié)。

2 本公司與開(kāi)灤中潤(rùn)馳放氣回焦?fàn)t對(duì)比分析

為了更加安全穩(wěn)定地將甲醇馳放氣回焦?fàn)t利用，現(xiàn)對(duì)開(kāi)灤中潤(rùn)和本公司做如下對(duì)比分析。

中潤(rùn)年產(chǎn)220萬(wàn)噸頂裝焦?fàn)t按回爐煤氣量55000 m3/h計(jì)，由于工藝差別佳華甲醇馳放氣較少，現(xiàn)按回二期焦?fàn)t考慮，年產(chǎn)220萬(wàn)噸搗固焦?fàn)t回爐煤氣量58000m3/h。

實(shí)際生產(chǎn)中潤(rùn)公司由于高負(fù)荷生產(chǎn)，馳放氣的量按比例增加，最大時(shí)馳放氣回配約30%，亦可滿足焦?fàn)t生產(chǎn)，但由于配入馳放氣焦?fàn)t加熱制度及煙道吸力均已作出調(diào)整，如果配入量過(guò)大，馳放氣的波動(dòng)會(huì)使焦?fàn)t的加熱制度來(lái)不及調(diào)整，嚴(yán)重的會(huì)造成局部溫度過(guò)高損壞爐體。佳華公司如果按120%負(fù)荷生產(chǎn)，馳放氣僅3-6#焦?fàn)t回配最高達(dá)17%，相對(duì)量較小，比較容易控制。如果120%負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)可選擇回配六座焦?fàn)t，可降低由于甲醇緊急停產(chǎn)等馳放氣大幅度波動(dòng)對(duì)焦?fàn)t的損傷風(fēng)險(xiǎn)，故現(xiàn)考慮馳放氣回六座焦?fàn)t回配。

3 結(jié)論

由上述分析結(jié)果得出公司馳放氣回焦?fàn)t煤氣方案從理論計(jì)算和實(shí)際考察對(duì)比都可以滿足公司生產(chǎn)要求，但混合方案需要根據(jù)具體情況另行制定。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建軍.甲醇生產(chǎn)工藝.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.6：138～145

[2] 孫德坤、沈文霞、姚天揚(yáng)等.物理化學(xué).高等教育出版社，2007.3：132～135

[3] 姚昭章、鄭明東.煉焦學(xué).冶金工業(yè)出版社，2005.9：256～269