孫建偉

摘 要：煤氣的質(zhì)量與甲醇生產(chǎn)的質(zhì)量密切相關(guān)。煤氣質(zhì)量對甲醇的生產(chǎn)質(zhì)量起著決定性的作用。一旦煤氣質(zhì)量出現(xiàn)問題，甲醇的生產(chǎn)就會受到影響，從而減少甲醇的產(chǎn)量。為了避免這種情況，有必要改進和完善現(xiàn)有技術(shù)，開發(fā)新的氣體處理技術(shù)，在一定程度上提高氣體質(zhì)量，滿足甲醇生產(chǎn)的需求，實現(xiàn)甲醇的增加生產(chǎn)。本文介紹了甲醇生產(chǎn)氣體的過程，分析了煤氣生產(chǎn)對甲醇生產(chǎn)的影響，并提出了增加煤氣產(chǎn)量的方法。

關(guān)鍵詞：煤氣;質(zhì)量;甲醇生產(chǎn);影響;解決對策

近年來，我國許多甲醇生產(chǎn)企業(yè)普遍面臨著煤氣質(zhì)量不能滿足高質(zhì)量甲醇生產(chǎn)要求的問題，從而造成甲醇生產(chǎn)的產(chǎn)率穩(wěn)定性得不到維持。在這種情況下，有關(guān)部門必須分析當前所存在的問題，并將工作重點放在提高煤氣質(zhì)量上，另外，針對實際情況來制定一套相應(yīng)完善的解決方案，改善煤氣處理技術(shù)，力爭確保所產(chǎn)煤氣質(zhì)量能夠達到滿足于甲醇生產(chǎn)的標準需求，進一步提高甲醇生產(chǎn)產(chǎn)率。只有這樣，才能從根本上改善煤氣處理環(huán)節(jié)，提高煤氣質(zhì)量，保證甲醇的生產(chǎn)標準，確保更好地滿足甲醇生產(chǎn)要求，提高甲醇生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)量的穩(wěn)定性。

一、主要問題分析

第一，煤氣質(zhì)量主要是由煉焦生產(chǎn)引起的，具體表現(xiàn)為：大小爐門沒有按時換新與維修，爐門存在縫隙，不具備良好的密封條件，集氣管道沒有足夠的壓力、攔焦機清門與清框功能沒有恢復(fù)——這些項目都會導(dǎo)致爐門密封性，炭化室里面有空氣滲透現(xiàn)象，煤氣中的氮氣含量過高，比原本的設(shè)計值多出幾倍以上，標準指標為在4%范圍內(nèi)，然而實際數(shù)值達到了15%到18%，所以，導(dǎo)致了荒煤氣量高處了原本的設(shè)計范圍，空氣的滲入是導(dǎo)致爐頂溫度高的根本因素，由此又造成了荒煤氣質(zhì)量與成分的變化，萘、CO、CO2、N2——的含量都遠遠超過一般的焦爐，其中的有效組成成分例如：CH4、H2的含量也會在很大程度上減少，焦油多數(shù)不含有輕質(zhì)成分，但是具有很大粘度，煤氣由于內(nèi)部含有太多的萘，會導(dǎo)致初冷器具有很高的阻力，需要多次沖洗。

第二，電捕焦油器不具備良好的除油作用，例如：來自于世界知名國家的電捕焦油器在維修后不能達到標準要求，在電捕以后，煤氣內(nèi)部會含有過量的焦油。

第三，煤氣中含有的一些雜質(zhì)例如，H2S、HCN、NH等無法被有效清除，化產(chǎn)洗滌所利用的脫硫脫氰方法功能與作用十分有限，無法將荒煤氣或者氨水里面的各類雜質(zhì)完全排放出去，內(nèi)部雜志日積月累后，會導(dǎo)致內(nèi)部氨水質(zhì)量出現(xiàn)惡化，帶來不良影響，同時也有可能導(dǎo)致?lián)Q熱器、塔器塔板發(fā)生堵塞現(xiàn)象，從而帶來導(dǎo)熱慢的現(xiàn)象。由于受到諸多因素的不良影響，硫化氫或者氨洗滌塔出口指標波動較大，在洗滌后內(nèi)部的H2SNH3都超出了常規(guī)標準。前者的含量達到500-1000毫克每立方米，后者含量達到0.5克每立方米，已經(jīng)嚴重超出了規(guī)范標準。

二、采用煤氣生產(chǎn)甲醇的流程

煤氣作為甲醇生產(chǎn)的原材料，但是化產(chǎn)之后的煤氣中還有著一定的雜質(zhì)，只有通過相關(guān)措施來進行這些雜質(zhì)的處理，才能夠為后續(xù)的甲醇生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)?；a(chǎn)后的煤氣一般包含有機硫跟硫化氫這兩種雜質(zhì)，如果對這兩種雜質(zhì)沒有進行及時有效的處理，還會導(dǎo)致甲醇生產(chǎn)過程中出現(xiàn)催化劑中毒的問題，并造成大量的經(jīng)濟損失跟社會損失。我國現(xiàn)階段在甲醇生產(chǎn)過程中通過下述流程來進行煤氣的凈化處理。首先將煤氣通過氣柜進行沉降處理，隨后利用濕法脫硫裝置來進行硫化氫的初步排除，使其滿足甲醇生產(chǎn)工作的具體需求。隨后將煤氣輸入到壓縮機的精脫硫裝置中，進行有機硫的清除處理，避免煤氣中含有的硫元素對于催化劑造成的不良影響。完成煤氣脫硫處理之后，需要利用一定量氧氣對其進行轉(zhuǎn)化處理，這樣就能夠?qū)⒚簹庵邪募淄檗D(zhuǎn)化為甲醇中的某一組成部分，借此來獲得良好的甲醇生產(chǎn)效果。

三、提高煤氣質(zhì)量和甲醇生產(chǎn)主要措施

3.1 開展煤氣質(zhì)量調(diào)查分析

在不同的企業(yè)中，由于諸多方面的差異，比如設(shè)備的型號、年限及生產(chǎn)工藝等方面的差別，導(dǎo)致由于煤氣質(zhì)量較差而造成生產(chǎn)甲醇的原因是各不相同的。因此，每個企業(yè)應(yīng)當首先根據(jù)實際情況針對本企業(yè)的煤氣生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)開展煤氣質(zhì)量的調(diào)查。比如，最簡易的方案就是對產(chǎn)出煤氣進行化驗，檢測其中的含有成分，以及各自所占的比率，然后，對于有一些超標的無益雜氣，可以根據(jù)具體的各自處理的方案劃定到相應(yīng)的流程，這樣就可以做到有的放矢，提高工作效率，達到提高煤氣質(zhì)量的目的。另外要對每次的調(diào)查結(jié)果進行匯總和分析之后，應(yīng)及時制定相關(guān)的改進方案并進行備案。

3.2 鼓勵技術(shù)創(chuàng)新

技術(shù)創(chuàng)新是提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵。因此，無論是購買一些新機器還是應(yīng)用其他人開發(fā)的新技術(shù)，都不應(yīng)忽視技術(shù)創(chuàng)新的重要性。在許多生產(chǎn)案例中，有一個用小想法解決大價格的例子。唯一的問題關(guān)鍵是在于我們是否考慮過這個問題，以及我們是否鼓勵員工進行大膽的技術(shù)創(chuàng)新。

3.3 添加電捕焦油器裝置

新型電動焦油捕集器在投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用時，其功效不僅僅可以有效的提高產(chǎn)后廢氣的處理能力，具有高壓優(yōu)勢進而能有效的提高化產(chǎn)后氣體中的焦油去除能力。并且，在生產(chǎn)過程中如果增加相應(yīng)的備用設(shè)備，可以避免因生產(chǎn)的設(shè)備損壞而造成的任何不便現(xiàn)象的發(fā)生。新增加的電動焦油捕集器的標稱處理氣體量為每小時60，000立方米，設(shè)備的入口和出口均配有水封。在日常維護過程中，不再需要進行一些小檢查時加盲板。

3.4 添加常壓脫硫裝置

整個氣體預(yù)處理工程的主要中心技術(shù)是氣體的常壓脫硫，主要發(fā)揮的作用包括除去硫化氫、灰塵以及焦油等有害雜質(zhì)。這些雜質(zhì)會被再生產(chǎn)過程中的硫泡沫吸附包裹，并隨后與硫泡沫一起從整個系統(tǒng)中除去，從而達到有效地凈化氣體的目的。脫硫后的氣體中硫化氫含量可以降至20mg/m3，從而滿足甲醇生產(chǎn)的要求。由于組合式洗滌塔不僅可以洗滌氨氣，還可以洗滌硫化氫，兩種氣體的洗滌塔具有備用塔，能夠有效地提高氣體的洗滌效率。

3.5 改進煤氣質(zhì)量要秉持實事求是原則

實事求是就是指一切要從實際出發(fā)。比如，在煤氣質(zhì)量調(diào)查中，必須要秉著客觀、科學(xué)的態(tài)度，避免錯誤和漏洞;在制定改進的方案時，要根據(jù)企業(yè)的實際情況有明確的目標去設(shè)計。簡單地說，每個企業(yè)的發(fā)展狀況是不同的，有些企業(yè)比較強大，資金相對比較豐富，而有些企業(yè)相對就比較弱。另外，燃氣質(zhì)量的提高關(guān)系到企業(yè)的發(fā)展，也關(guān)系到企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略與問題，如何選擇也是改進計劃的重點這些都需要經(jīng)過現(xiàn)實、具體地分析問題。最后發(fā)現(xiàn)更多的問題，力爭利用最具成本效益的方式達到提高煤氣質(zhì)量的目的。

3.6 電捕焦油器的應(yīng)用電捕焦油器在煤氣化產(chǎn)過程中有著非常重要的作用，對于煤氣質(zhì)量也有著比較大的影響。因此在進行煤氣處理過程中，還需要進行電捕焦油器數(shù)量的贖當增加，來讓煤氣處理能力能夠得到進一步的提升，借此來獲得良好的煤氣處理質(zhì)量，使得煤氣能夠充分滿足后續(xù)甲醇生產(chǎn)的具體需求。此外電捕焦油器還具備有高壓電的特征，能夠在很大程度上促使煤氣取出焦油的效果得到大幅度提升。此外在電捕焦油器雙適當增加之后，生產(chǎn)廠家還不需要擔心在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了機器損傷等問題，并能夠隨時啟用備用設(shè)備來進行施工，這樣也就可以保障甲醇生產(chǎn)工作的順利進行，并能夠大幅度縮短故障對于生產(chǎn)進度所造成的影響。此外該機器的構(gòu)造口還擁有著一定的優(yōu)勢，也就沒有了過多的維修麻煩。通過新增電捕焦油器的模式，能夠讓煤氣的焦油處理能力得到大幅度的提升，而新增的電捕焦油器的公稱處理沒凄涼達到6000m3/h。因為該設(shè)備的進出口均存在有水封處理，因此在日常維修過程中還不需要進行盲板的加蓋處理，也就使得維修過程變得更加的方便。

3.7 進行洗滌阻力的合理選擇

只有將煤氣洗滌阻力控制在合理范疇內(nèi)，才能夠保障煤氣處理環(huán)節(jié)的順利進行。因此說常壓脫硫塔還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上來進行洗滌阻力的適當增加，而在鼓風(fēng)機不便的情況下，還需要保障現(xiàn)有運行的洗滌塔阻力不能增加。此外在煤氣中還有著非常高的氮氣含量，如果未曾進行氮氣的及時處理，還會對甲醇的合成跟煤氣量造成比較大的影響，這也就需要相關(guān)甲醇生產(chǎn)企業(yè)能夠做好氮氣含量的有效控制，來為后續(xù)的甲醇生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

3.8 化產(chǎn)區(qū)域新增電捕焦油器裝置

新增電捕焦油器投入使用之后可以有效的提升其處理能力，并且具有高電壓的優(yōu)勢，從而有效的增加了煤氣除焦油的效果。而且生產(chǎn)過程中也存在相應(yīng)的備用設(shè)備，不會再出現(xiàn)設(shè)備損壞而影響生產(chǎn)的現(xiàn)象。新增的電捕焦油器的公稱處理煤氣量為60000m3/h，并且該設(shè)備的進出口都加有水封，日常維修過程中一些小的檢修環(huán)節(jié)則不再需要加盲板。

3.9 化產(chǎn)區(qū)域新增常壓脫硫裝置

整個煤氣預(yù)處理項目的核心環(huán)節(jié)就是煤氣的常壓脫硫，主要具有脫硫、除粉塵、除焦油以及其余有害雜質(zhì)的功能。這些雜質(zhì)一般會被再生過程的硫泡沫帶走，然后與硫磺一起被排除整個系統(tǒng)，從而有效的凈化了煤氣。煤氣經(jīng)過脫硫處理之后的硫化氫含量已經(jīng)降至了20mg/m3，從而達到了生產(chǎn)甲醇的要求。由于聯(lián)合洗滌塔不僅洗滌NH3，而且也能洗滌H2S，并且兩種氣體的洗滌塔均有備用塔，有效的提升了煤氣的洗滌效率。

四、效果評價

截止最近這幾年，不僅有水洗裝置已經(jīng)被運用，也有其他的裝置被運用，到了現(xiàn)今時代，純煤氣無論在工藝指標、還是在技術(shù)水平方面都獲得了很大程度上的發(fā)展，在甲醇生產(chǎn)方面也逐漸解決了技術(shù)改革之前的問題，例如：壓縮機脫硫的缺乏主動局面。煤氣在被處理以及使用以后，其質(zhì)量獲得了很大的提高，多項指標都已經(jīng)達到標準，因此也就免除了由于煤氣質(zhì)量低下對甲醇生產(chǎn)帶來的不良影響。因為經(jīng)過潔凈后的煤氣其含硫量達到30到50毫克每立方米，能夠達到干法脫硫原料氣的需要，因此，在這樣的技術(shù)條件下大大節(jié)省了NHD含水脫硫的資金投入，而且干燥脫硫的催化劑的也能夠長時間使用。因為煤氣具有良好的凈化功能，焦爐煤氣壓縮機無需多次檢測，而且其工作時間也大大延長，沒有經(jīng)過技術(shù)改革的壓縮機工作周期只有幾天，改造后的機器工作能夠達到一個月以上，極大地減少了修護費用，控制了勞動強度，甲醇壓縮機的活門也無需多次更換，在將這一設(shè)備進行拆開后，就會發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的氣缸、與活門等都很干凈，不會再有焦油粘連，或者結(jié)焦的現(xiàn)象出現(xiàn)，保證焦爐氣壓縮機能夠按照常規(guī)程序運轉(zhuǎn)。經(jīng)過這一技術(shù)改造后，甲醇的產(chǎn)量有了很大的提高，從而控制了甲醇事故的出現(xiàn)，保證了甲醇的生產(chǎn)效率。

五、煤氣質(zhì)量對甲醇生產(chǎn)的主要影響

5.1 煤氣質(zhì)量比較差不能滿足甲醇生產(chǎn)要求

在煉焦生產(chǎn)過程中由于設(shè)備的大小爐門未得到及時維修，導(dǎo)致部分爐門的密封性出現(xiàn)問題，降低了集氣管的壓力，導(dǎo)致攔焦機、推焦機等清框功能不能很好的恢復(fù)，致使爐門出現(xiàn)密封不嚴的問題，甚至炭化室內(nèi)部漏氣比較嚴重，使煤氣中氮氣的濃度高出標準值的2-3倍，這嚴重影響了煤氣的質(zhì)量。空氣的進入也會導(dǎo)致爐頂溫度升高，進而改變了煤氣的質(zhì)量及組分，一氧化碳、二氧化碳、萘、氮氣的濃度遠遠高于一般的煤氣，而有效氫氣、甲烷的濃度卻大大降低。

5.2 煤氣中H2S、NH3、HCN的脫除率比較低

煤氣的化產(chǎn)洗滌一把采用了AS循環(huán)的方法完成脫氰脫硫、工作，我國煤氣的質(zhì)量很難與德國相比，并且要想保證H2S、NH3長期滿足生產(chǎn)標準是比較困難的。AS流程本身存在一定的缺陷，其中最主要的缺陷就是通過煤氣及氨水中帶來的各種雜質(zhì)經(jīng)過溶液洗滌之后其中的一些雜質(zhì)無法完全排出，進而積累下來，導(dǎo)致汽提水、脫酸貧液以及剩余氨水質(zhì)量惡化。除此之外還會造成塔器塔板、換熱器、填料堵塞，影響了傳質(zhì)傳熱的效果。如今脫酸貧液、汽提水以及剩余氨水換熱器等的運行周期比較短，因此每隔半個月左右就要對其進行清理。AS脫硫工藝自身存在的主要弱點是HCN的脫硫效率比較低，理論值為60%，但是實際值中HCN卻高達0.95g/m。HCN在較高的溫度下，還會腐蝕設(shè)備，尤其是溶液NHD對再生塔的腐蝕更為嚴重，直接影響到了脫硫工作的順利進行。

六、工藝裝置介紹

6.1 化產(chǎn)區(qū)域新增電捕焦油器。新電捕投用后可以充分發(fā)揮其處理能力大、電壓高的優(yōu)勢，以增加除焦油的效果。同時也有了備用設(shè)備，不至于對生產(chǎn)造成大的影響。新增的電捕焦油器，規(guī)格為準5200×H14230，公稱處理氣量60000m3/h。進出口加水封，日常小的檢修不需要再加盲板。

6.2 化產(chǎn)區(qū)域新增洗苯塔系統(tǒng)。目前在洗滌工段，H2S洗滌塔和NH3洗滌塔均有備用塔。因為聯(lián)合洗滌塔既能用作H2S洗滌塔使用，又能作為NH3洗滌塔使用。但洗苯塔卻沒有備用塔，最終新洗苯塔比原洗苯塔直徑加粗250mm，高度增加3m。把德國原設(shè)計的4層填料改為3層，填料總高度由11750mm加高到15000mm。如果粗苯再生效果好，改造后單塔粗苯含量可降到4g/m3以下。

6.4 化產(chǎn)區(qū)域新增常壓脫硫。常壓脫硫是整個煤氣預(yù)處理項目的核心，具有脫硫、除焦油、粉塵及其他有害雜質(zhì)的功能。這些雜質(zhì)通過再生過程中的硫泡沫帶出，最終與硫磺一起排出系統(tǒng)，起著凈化氣體的作用。脫硫后的硫化氫含量由600mg/m3左右降到20mg/m3以下，能夠徹底改變煤氣中硫化氫高的局面。

6.5 水洗。本工段的主要任務(wù)是將常壓脫硫來的焦爐煤氣進行脫苯脫焦油及降塵處理，然后送入氣柜。從常壓脫硫來的焦爐煤氣，在此經(jīng)過洗滌塔再次洗滌。洗滌塔分為上下兩段，在下段采用空塔噴淋常溫水洗，以洗掉焦爐煤氣中的灰塵;上段采用18℃的低溫水洗，洗滌大部分萘、苯、焦油和塵等。洗滌塔塔徑為5.2m，上段填料為對邊距220mm、高65mm的七連環(huán)陶瓷填料，層高6m，下塔采用空塔。5）甲醇電捕焦油器。電捕焦油器是焦爐煤氣進壓縮機前最后的凈化設(shè)備。電捕的作用非常關(guān)鍵。除焦油外，還起著凈化粉塵等作用，除油和塵粒效率達90%以上，使焦爐煤氣中焦油和灰塵含量降至10ppm以下。2臺電捕焦油器直徑5200mm，單臺處理公稱能力為60000m3/（h·臺）。經(jīng)處理后，出電捕焦油器的焦爐煤氣中焦油含量≤5mg/m3，含塵量≤5mg/m3，送至壓縮工段。6）新增氧化鋅脫硫槽。甲醇工程原設(shè)計焦爐煤氣出干法脫硫后，總硫?qū)⒔档?.1ppm以下。但實際操作過程中，干法出口分析總硫為零，而轉(zhuǎn)化出口H2S經(jīng)常超標。本次改造在轉(zhuǎn)化工段后新增加1臺常溫氧化鋅脫硫槽，作為合成催化劑保護措施。氧化鋅槽裝置為VK=60m3，催化劑硫容大于10%，更換周期為2年。脫硫后硫化氫在0.1ppm以下

七、注意事項

7.1 煤氣洗滌阻力是項目運行成功的關(guān)鍵，因為常壓脫硫塔在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加了500～1000Pa的阻力。在鼓風(fēng)機不變的情況下，必須保證目前運行的洗滌塔阻力不能增加。在投用前如果阻力升高需提前倒塔處理。

7.2 粗苯洗油蒸餾再生要順行，否則洗苯投用后效果不明顯，仍然還會堵塔，增加阻力。

7.3 煤氣中的氮氣含量依然較高，氮氣的存在對甲醇的合成和煤氣量影響比較大，現(xiàn)正在積極采取措施解決煉焦生產(chǎn)中存在的問題，以降低煤氣中氮氣含量。

總結(jié)

綜上所言，用煤氣生產(chǎn)甲醇的方案不僅實現(xiàn)了煤氣的充分利用價值，減少了空氣的污染，而且有效地促進了甲醇的生產(chǎn)過程的發(fā)展。然而，在利用煤氣生產(chǎn)甲醇時，煤氣質(zhì)量水平的高低直接影響著甲醇的生產(chǎn)效率，因此，應(yīng)當根據(jù)實際問題采取相應(yīng)的措施，要積極改善煤氣質(zhì)量，提高煤氣的生產(chǎn)水平，利用科學(xué)的技術(shù)手段來完善生產(chǎn)設(shè)備，達到對煤氣純度的提高的目的，進而保證了甲醇的生產(chǎn)質(zhì)量，達到提高甲醇的生產(chǎn)質(zhì)量和效率目的。

參考文獻

[1]于詠梅.甲醇裝置三塔精餾節(jié)能技術(shù)[J].石油和化工節(jié)能，20l7（2）

[2]國家環(huán)境保護局《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編寫組.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2018

[3]朱曉霞，李劍峰.膜分離技術(shù)在化丁公司甲醇裝置中的應(yīng)用[J].石油和化丁節(jié)能，2018，4.