[福建三钢(集团)三明化工有限责任公司, 福建 三明365000]
[中图分类号] TQ 113.24+2[文献标志码]B[文章编号] 1004-9932(2014)
我公司以粉煤型煤化间歇制气和部分富氧制气为主生产合成氨原料气,原料煤以本地煤为主。由于福建本地煤活性差、机械强度低、熔点低,造成煤耗高,成本居高不下,困扰着企业的生存与发展。我公司整体划入福建三钢(集团)有限责任公司后,把三钢集团焦化厂富余的焦炉气和炼钢富余的转炉气引入我公司作为制合成气的原料气,淘汰部分落后的型煤间歇制气炉,成为公司新的发展机遇。
1 工艺方案的对比选择
1.1 催化转化工艺
三钢集团焦化厂来的焦炉气中CH4含量为23%~28%(体积分数),可采用转化工艺将烃类转化成合成气的有效成分CO和H2。传统的转化工艺反应在镍催化剂作用下进行,反应速度加快,反应温度降低。传统的催化转化工艺有2种流程[1]:一是蒸汽催化转化工艺流程;二是纯氧催化部分氧化转化工艺流程。
蒸汽催化转化工艺流程有以下特点:总投资低,但需要消耗大量的蒸汽,操作费用高;对焦炉气气质要求很高,要将焦炉气中带来的有机物(焦油、萘、苯、酚及有机硫化合物)全部脱除,脱硫是其中的难点,包括脱硫和精脱硫(要求总硫低于0.1×10-6),脱硫系统投资大,操作费用高;焦炉气中的氧含量高达0.7%,对脱硫溶液会产生不利影响;汽气比一般达到3.5以上,产出的转化气中CO2含量较高。
纯氧催化部分氧化转化工艺流程在国内目前应用最多,其特点如下:不需要特殊钢材制造转化炉管,其结构类似于传统蒸汽转化的二段炉,结构简单;反应速度比蒸汽转化快,炉温比非催化氧化转化低,有利强化生产,预热焦炉气的燃料气消耗低,焦炉气利用率高;但同样对原料气的净化度要求非常高,要求原料气中的总硫低于0.1×10-6,投资较大;汽气比介于蒸汽催化和非催化氧化之间,产出的转化气中CO2含量为8%~10%。
1.2 常压非催化部分氧化转化工艺
非催化部分氧化转化工艺最早用于重油转化,此法不需要对原料气进行进一步净化,原料气可直接进入转化,转化在无催化剂的转化炉内进行,转化后的转化气再进行净化。经过工艺优化,该技术目前已成熟,其消耗优于催化氧化工艺,转化温度高于催化转化工艺。 采用常压非催化部分氧化转化工艺,焦炉气不需要净化,常压下直接进行转化,在1 300~1 400 ℃的温度条件下,可将焦炉气中带来的有机物(焦油、萘、苯、酚及有机硫化合物)全部裂解转化,其中的有机硫转化为无机硫,降低脱硫难度和费用,与催化转化工艺相比省去催化转化前的净化工序,投资大大降低。
1.3 工艺方案的选择
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更多内容请见《中氮肥》2014年第6期