石油焦在多喷嘴水煤浆气化装置中的应用
张 涛，赵 岐
（山东兖矿国拓科技工程有限公司，山东 邹城273500）
［摘 要］介绍以石油焦为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化装置的运行情况，对生产中出现的问题进行原因分析，采取相应的改进措施后，收到了一定的效果。应用情况表明，多喷嘴对置式水煤浆气化装置完全可适用于石油焦的气化。
［关键词］石油焦；焦煤浆；多喷嘴对置式水煤浆气化装置；运行情况；改进
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）05-0050-02
多喷嘴对置式水煤浆气化技术是兖矿集团与华东理工大学共同研发的具有自主知识产权的煤气化技术，至2016年5月已推广应用于43家企业，累计114台套，现有21家企业57台套气化炉投入运行。其中一家企业以焦煤浆（石油焦和煤掺混）作为气化原料，在国内尚属第一套以石油焦为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化装置。气流床气化反应温度较高，能使反应活性较低的石油焦充分转化为合成气，提高碳的转化率，起到节能减排的效果，实践证明，气流床气化是石油焦高效清洁利用的方式之一。
1 国内石油焦生产现状
石油焦是渣油经延迟焦化加工制得的一种焦炭，视其质量分别用于制石墨、冶炼和化工等行业。近年来，随着国内炼油能力的提高，石油焦产量增速也较快。我国石油焦市场总体表现为供大于求，少部分出口。目前，国内石油焦生产企业共有30多家，多数石油焦生产企业是中国石油、中国石化两大集团的下属企业，少数为地方石化企业。长期以来，除个别炼油厂外，我国加工的原油硫含量普遍偏低，所以国内市场上石油焦产品以中、低含硫石油焦为主。近年来，随着我国炼油行业加工进口中东等地区高含硫原油数量的增加，国内高含硫石油焦产量增长较快，约占石油焦总产量的20%，如何高效清洁利用这些石油焦成为石化企业持续健康发展的关键。
2 石油焦在多喷嘴对置式气化装置中的应用
2.1 气化装置概况
宁波地区某石化企业气化装置是目前国内第一套低压且使用焦煤浆为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化装置，建有2台气化炉（一开一备），气化炉金属壳体内径3.8 m、高26 m、反应容积32 m3，单炉处理量750 t/d，气化压力1.5 MPa，单炉有效气产量约65 000 m3/h，下游配套产品为芳烃及苯类等。
2.2 工艺流程
石油焦与煤浆在气化界区外按一定比例混合形成焦煤浆，通过泵输送到焦煤浆槽，之后经焦煤浆给料泵加压后计量送至工艺烧嘴。空分装置来的纯氧分别经氧气流量调节阀、氧气切断阀后进入工艺烧嘴的中心通道和外通道。焦煤浆与氧气通过4个对称布置在同一水平面的工艺喷嘴同轴射流进入气化炉内（压力约1.5 MPa，温度约1 300 ℃）进行部分氧化反应。生成的粗合成气、熔渣并流向下进入气化炉洗涤冷却室，粗合成气在洗涤冷却室经洗涤和冷却后出气化炉，通过混合器、旋风分离器 “粗分”入水洗塔进一步除尘实现“细分”；熔渣则在激冷室底部水浴中激冷固化，由锁斗收集，定期排放。
水洗塔中下部含固量较低的黑水经黑水循环泵加压后送入激冷室，作为粗合成气的激冷水使用。气化炉激冷室、旋风分离器、水洗塔的黑水去闪蒸系统。
3股黑水送入蒸发热水塔进行闪蒸，闪蒸出的气体与灰水直接换热，换热后的闪蒸气去变换汽提塔，冷凝液送入灰水槽；初步浓缩后的黑水送入真空闪蒸罐进行真空闪蒸，液体自流入灰水槽，再次浓缩的黑水进入澄清槽；浓缩沉降后的黑水经澄清槽底流泵送入过滤机进行固液分离，滤饼运至界外，滤液则回收利用。澄清槽中的灰水溢流至灰水槽，经低压灰水泵加压后分三路：第一路入蒸发热水塔热水室，加热后经高温热水泵加压后返回水洗塔作为洗涤水；第二路作为锁斗排渣冲洗水；第三路少量灰水送废水处理装置处理。
2.3 气化装置运行情况
2015年5月底A#气化炉一次投料成功，运行70多天后，因系统方面的问题停车。期间气化炉渣口压差较稳定，排渣正常，装置处于稳定运行状态，停车后炉内检查炉壁挂渣良好；运行期间，试烧了不同配比的焦煤浆，石油焦和煤浆的比例分别为3∶7、 4∶6、 5∶5，掺混过程中，石油焦和煤浆的互溶性良好，焦煤浆的稳定性、流动性较好。
生产期间，使用的原料石油焦及焦煤浆（焦∶煤=5∶5）的工业分析数据见表1；焦煤浆浓度57%～60%，黏度950～1 250 mPa·s。气化炉产气量（湿气）约120 000 m3/h，煤气中有效气（CO+H2）含量约79%；灰水中悬浮物＜112 mg/L、（Ca2++Mg2+）＜27 mg/L、COD＜200 mg/L、氨氮＜100 mg/L；1 000 m3有效气（CO+H2）氧耗约415 m3、焦煤浆耗约584 kg。
更多内容详见《中氮肥》2016年第5期