淺談我國焦?fàn)t氣化工的利用與發(fā)展

鄭健雄 張冰(東華工程科技股份有限公司)

一、我國焦?fàn)t氣化工的利用現(xiàn)狀

焦?fàn)t氣是由焦炭燃燒轉(zhuǎn)換而來的，目前已成為焦炭產(chǎn)業(yè)的主要副產(chǎn)品和化工產(chǎn)業(yè)鏈上的重要組成部分。每燃燒一噸焦炭就會有四百立方厘米左右的焦?fàn)t氣產(chǎn)生，產(chǎn)生的焦?fàn)t氣大約有一半將用于回爐，作為燃料再次進(jìn)行利用，剩下的一部分焦?fàn)t氣將會使用專門的回收裝置進(jìn)行回收，有些化工廠則通過燃燒的方式進(jìn)行排放[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近年來我國的焦炭產(chǎn)量大幅度增加，焦?fàn)t氣也隨之增加，而在我國的焦?fàn)t氣利用中，目前主要用于焦?fàn)t裝置自用和城市的煤氣供應(yīng)，也就是說，大部分的焦?fàn)t氣沒有得到很好的利用，有些焦化廠甚至是直接把焦?fàn)t氣通過燃燒排放到空氣當(dāng)中，既是對資源的浪費，還會對環(huán)境照成嚴(yán)重的污染，人類生存的環(huán)境會為此付出慘重的代價。

據(jù)目前我國焦化廠的發(fā)展規(guī)模來看，大型的企業(yè)由于具備完備的基礎(chǔ)設(shè)施和完善的生產(chǎn)鏈，加上技術(shù)的實力，能夠?qū)⒔範(fàn)t氣很好地利用起來，進(jìn)行一系列的回收加工和生產(chǎn)，但是這只是相對于大型的焦化企業(yè)而言，對于那些小規(guī)模生產(chǎn)的焦化廠來說，設(shè)施不完備，技術(shù)不達(dá)標(biāo)，他們只能追求經(jīng)濟(jì)上的效益，導(dǎo)致焦?fàn)t氣利用不到位，而且還污染環(huán)境，加重了政府和社會的負(fù)擔(dān)。另外，我國的焦化廠相對分散，大部分都是獨立存在的，數(shù)量多規(guī)模還比較小集中難度加大，產(chǎn)業(yè)鏈難以延伸。

二、焦?fàn)t氣的延伸工藝

1.焦?fàn)t氣制甲醇工藝

焦?fàn)t氣制甲醇是目前我國焦?fàn)t氣主要的利用方式，通過多焦?fàn)t氣進(jìn)行加工轉(zhuǎn)化成甲醇，轉(zhuǎn)化技術(shù)的高會低直接影響到氣體成分，進(jìn)而影響到甲醇產(chǎn)量[2]。從目前我國的焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化工藝來看，甲醇生產(chǎn)分為純氧催化和非催化部分氧化工藝，國內(nèi)大部分焦?fàn)t氣甲醇生產(chǎn)技術(shù)，大都采用的是純氧催化部分氧化工藝，這種生產(chǎn)方式可有效提高甲醇產(chǎn)能和降低碳排放量。焦?fàn)t氣制甲醇的基本要求是氫高碳低，為了控制甲烷含量，應(yīng)提高一氧化碳的成分，還需要防止結(jié)碳現(xiàn)象的出現(xiàn)。這些有甲醇工藝觸發(fā)的產(chǎn)業(yè)延伸，不僅可以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，還可以在實踐中開發(fā)潛在的能源。

2.焦?fàn)t氣制合成氨

焦?fàn)t氣合成氨在我國有較高的利用率，產(chǎn)能相對大，國內(nèi)的氨合成技術(shù)也有較大的發(fā)展和提高。氨合成工藝是指將氫氮氣在催化劑的作用下生成氨，這種工藝主要是對焦?fàn)t煤氣的甲烷進(jìn)行氧化作用，使其轉(zhuǎn)化成CO和H等有效成分，與此同時在空氣中加入氮氣，進(jìn)而將生產(chǎn)合成CO轉(zhuǎn)換為CO2，這主要是提供給尿素的；尿素一旦生成，但焦?fàn)t氣碳低，缺乏CO2的補(bǔ)充，那么可以用配套的造氣爐進(jìn)行補(bǔ)碳作用，從而實現(xiàn)焦?fàn)t氣的充分利用，而且還可以提高產(chǎn)量。

3.焦?fàn)t氣生產(chǎn)LNG技術(shù)

這種工藝最早是由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所開發(fā)出來的，主要目的是為了促進(jìn)焦?fàn)t氣利用的多元化，從而提高焦?fàn)t氣回收利用的效率，為小規(guī)模焦化企業(yè)解決投資資金過大的問題。該項技術(shù)是根據(jù)不同規(guī)模的焦化企業(yè)各自的生產(chǎn)流程的特點，采用低溫分離生產(chǎn)L N G的最新技術(shù)，并通過這種方式來制氫氣[3]。此項技術(shù)將低溫分離技術(shù)和氫氣技術(shù)相結(jié)合，分別利用焦化生產(chǎn)而成的甲烷和氫氣，以此來降低空分設(shè)備和轉(zhuǎn)化設(shè)備的資金消耗，還可以提高焦?fàn)t氣的合理利用，并且在生產(chǎn)過程中還不會產(chǎn)生廢氣。被分離出來的甲烷進(jìn)行液化天然氣的生產(chǎn)，而氫氣則作為焦化廠的動力參與生產(chǎn)，并為氧化氫裝置和合成氨裝置提供重要的化工原料。目前這種技術(shù)在我國也相當(dāng)完善和成熟，這種技術(shù)的普及利用可以節(jié)省轉(zhuǎn)化工序，降低設(shè)備的投資成本，在市場競爭中還具備低價格競爭優(yōu)勢，迅速搶占競爭市場，達(dá)到相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢目標(biāo)。

4.焦?fàn)t氣制天然氣工藝

焦?fàn)t氣制天然氣是我國化工生產(chǎn)的重要工藝技術(shù)之一，而且我國的焦?fàn)t氣制天然氣的規(guī)模數(shù)量比較龐大，說明這種技術(shù)易于普及，而且市場需求和經(jīng)濟(jì)效益都比較高，存在一定的開發(fā)價值。這種工藝的關(guān)鍵技術(shù)有甲烷深冷液化技術(shù)和原料氣凈化甲烷技術(shù)，其中精脫硫和預(yù)凈化是原料氣凈化甲烷技術(shù)的重要組成部分。在我國城市化進(jìn)程的發(fā)展中，和建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的指引下，為了加大環(huán)境保護(hù)的力度，我國天然氣消費將由傳統(tǒng)的將由化工和工業(yè)燃料消費為主，向新型的城市燃?xì)庀M為主轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步優(yōu)化了我國的天然氣消費模式，使得焦?fàn)t氣得到充分的利用，不僅實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，還降低了環(huán)境污染。

三、焦?fàn)t氣利用與發(fā)展的改進(jìn)

焦?fàn)t氣作為一種衍生的優(yōu)質(zhì)資源，需要政府政策的鼓勵，刺激企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，以便達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)社會效益的統(tǒng)一。首先應(yīng)對企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)勢和劣勢分析，結(jié)合市場調(diào)查研究結(jié)果的分析，進(jìn)行技術(shù)的引進(jìn)和改造，根據(jù)企業(yè)的自身實際情況，進(jìn)行優(yōu)化選擇合適的引進(jìn)方案，在選擇時不能急于求成，以免造成不必要的損失，導(dǎo)致產(chǎn)品在市場上的泛濫，缺乏競爭優(yōu)勢。其次，在利用過程中，應(yīng)考慮投資成本，最好是節(jié)約成本，利用已有的設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，依靠企業(yè)自身的力量完善生產(chǎn)技術(shù)，避免因企業(yè)分散導(dǎo)致資源利用低的情況；最后一點，也就是最關(guān)鍵的一點，那就是創(chuàng)新，不管是哪種技術(shù)項目的引進(jìn)，都必須要有自身東西在里面，依賴大部分企業(yè)都有的技術(shù)只能是被市場所淘汰，只有不斷進(jìn)行創(chuàng)新才能夠擁有自己的核心技術(shù)，在競爭中搶占市場，從而促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，提高資源利用率。

總結(jié)

焦?fàn)t氣的利用和發(fā)展，關(guān)鍵在于技術(shù)的改進(jìn)，不僅僅是生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，還在于資源循環(huán)利用技術(shù)的改進(jìn)，尤其是在物質(zhì)充足的社會發(fā)展情況下，人類生存環(huán)境的保護(hù)更加重要和突出，因此，企業(yè)和政府應(yīng)共同致力于生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和環(huán)境保護(hù)的結(jié)合。

[1]姚占強(qiáng),任小坤,史紅兵,孫郁,何秋菊,張武.焦?fàn)t氣綜合利用技術(shù)新發(fā)展[J].中國煤炭,2009,03:71-75.

[2]齊景麗,孔繁榮.我國焦?fàn)t氣化工利用現(xiàn)狀及前景展望[J].天然氣化工(C1化學(xué)與化工),2013,01:60-64.

[3]張新波,楊寬輝,劉玉成,李澤軍,古共偉.焦?fàn)t氣高效利用技術(shù)開發(fā)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2010,S1:322-324.