第三節(jié)　回收與加工化學(xué)產(chǎn)品的方法及典型流程

從焦?fàn)t炭化室生成的荒煤氣需在化學(xué)產(chǎn)品回收車(chē)間（簡(jiǎn)稱(chēng)化產(chǎn)回收車(chē)間）進(jìn)行冷卻、輸送，回收煤焦油、氨、硫、苯族烴等化學(xué)產(chǎn)品，同時(shí)凈化煤氣。這一方面是為了得到有用的化學(xué)產(chǎn)品，另一方面是為了便于煤氣順利地輸送、儲(chǔ)存和用戶(hù)的使用。

煤氣中除氫、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，其他成分含量雖少，卻會(huì)產(chǎn)生有害的作用。如萘?xí)怨腆w結(jié)晶析出，堵塞設(shè)備及煤氣管道；煤焦油氣存在，有害于氨和苯族烴的回收；氨水溶液會(huì)腐蝕設(shè)備和管路，生成的銨鹽會(huì)引起堵塞，燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOx污染大氣；硫化氫及硫化物會(huì)腐蝕設(shè)備，生成的硫化鐵會(huì)引起堵塞，拆開(kāi)設(shè)備檢修時(shí)遇空氣會(huì)自燃；一氧化氮及過(guò)氧化氮能與煤氣中的丁二烯、苯乙烯、環(huán)戊二烯等聚合成復(fù)雜的化合物——煤氣膠，不利于煤氣輸送和使用；不飽和烴類(lèi)化合物（苯乙烯、茚等）在有機(jī)硫化物的催化劑作用下，能聚合生成“液相膠”而影響使用。對(duì)上述影響使用的物質(zhì)，根據(jù)煤氣的用途不同而有不同程度的清除要求，在選擇凈化方法時(shí)，應(yīng)本著既滿(mǎn)足凈化要求，又符合因地制宜、化害為利的原則，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)確定，使得從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品及精制處理的方法和流程有所不同。

焦化廠一般采用冷卻、冷凝的方法除去煤氣中的煤焦油和水；利用鼓風(fēng)機(jī)抽吸和加壓輸送煤氣；用電捕方法除少量的煤焦油霧；煤氣中其他成分的脫除大多采用吸收法；對(duì)于凈化程度要求高的場(chǎng)合，可采用吸附法或冷凍法。

一、在正壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)

在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，如焦?fàn)t煤氣只用作本企業(yè)冶金燃料時(shí)，除回收煤焦油、氨、苯族烴和硫等外，其余雜質(zhì)只需清除到煤氣在輸送和使用中都不發(fā)生困難的程度即可。比較典型的處理方法和工藝系統(tǒng)有兩大類(lèi)。根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置位置不同分為正壓和半負(fù)壓工藝系統(tǒng)。

1.正壓操作系統(tǒng)

焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在初冷器的后面，如圖1-5所示。

2.半負(fù)壓操作系統(tǒng)

焦?fàn)t煤氣凈化精制處理系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在電捕（煤）焦油器（習(xí)慣稱(chēng)電捕焦油器，下同）的后面，如圖1-6所示。

對(duì)民用焦?fàn)t煤氣，其中的雜質(zhì)必須清除到較徹底的程度，處理系統(tǒng)與上述基本相同，另加干法脫硫以達(dá)到深度脫除硫化氫和氰化氫的目的。如需遠(yuǎn)距離輸送，在煤氣儲(chǔ)柜后需加壓縮機(jī)和深冷脫濕。

經(jīng)處理后的煤氣凈制程度可達(dá)到表1-2所列標(biāo)準(zhǔn)。

在圖1-5、圖1-6所示處理系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機(jī)分別位于初冷器后或電捕焦油器的后面，自鼓風(fēng)機(jī)以后的全系統(tǒng)均處于正壓下操作。由于鼓風(fēng)機(jī)后煤氣溫升到50℃左右，對(duì)選用半直接飽和器法（需55℃左右）或冷弗薩姆法（需55℃）回收氨的系統(tǒng)特別適用。又因在正壓下操作，煤氣體積小，有關(guān)設(shè)備及煤氣管道尺寸相應(yīng)較小；吸收氨、苯族烴等的吸收推動(dòng)力較大，有利于提高吸收速率和回收率。

目前我國(guó)焦化廠廣泛采用在半負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)，如圖1-5所示，采用正壓脫硫，脫硫設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)后，也有些企業(yè)從節(jié)能和提高產(chǎn)品收率及質(zhì)量角度出發(fā)，采用如下方法改進(jìn)流程。

①負(fù)壓脫硫，將脫硫設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)前，電捕焦油器后，脫硫在負(fù)壓下操作，可以省去正壓脫硫系統(tǒng)中的預(yù)冷塔和噴淋式飽和器前的煤氣預(yù)熱器，節(jié)省了設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)。

②真空碳酸鉀法脫硫，裝置設(shè)在洗苯塔后，副產(chǎn)硫黃或硫酸。

③負(fù)壓洗苯，將洗苯設(shè)置在初冷后，可以省去洗苯前終冷洗萘環(huán)節(jié)，個(gè)別小焦化廠采用。

二、在負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)

在采用水洗氨的系統(tǒng)中，因洗氨塔操作溫度盡可能低些（22～25℃）為宜，故鼓風(fēng)機(jī)可設(shè)在煤氣凈化系統(tǒng)的最后，這就是全負(fù)壓工藝流程。負(fù)壓下操作的焦?fàn)t煤氣處理系統(tǒng)如圖1-7所示。

全負(fù)壓流程中的設(shè)備均處于負(fù)壓下操作，鼓風(fēng)機(jī)入口壓力為-7～-10kPa，機(jī)后壓力為15～17kPa。此種系統(tǒng)發(fā)展于德、法等國(guó)，目前中國(guó)也有采用。

全負(fù)壓處理系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

①不必設(shè)置煤氣終冷系統(tǒng)和黃血鹽系統(tǒng)。

②可減少低溫水用量，總能耗亦有所降低。

③凈煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓縮升溫后，成為過(guò)熱煤氣，遠(yuǎn)距離輸送時(shí)，冷凝液甚少，減輕了管道腐蝕。

全負(fù)壓處理系統(tǒng)也存在如下缺點(diǎn)：

①負(fù)壓狀態(tài)下，煤氣體積增大，有關(guān)設(shè)備及煤氣管道相應(yīng)增大。例如洗苯塔直徑增加7％～8％。

②負(fù)壓設(shè)備與管道越多，漏入空氣的可能性越大，需特別加強(qiáng)密封。

③在較大的負(fù)壓下，煤氣中硫化氫、氨和苯族烴的分壓也低，減少了吸收推動(dòng)力。據(jù)計(jì)算，負(fù)壓操作下苯族烴回收率比正壓操作時(shí)降低2.4％。

綜上所述，全負(fù)壓回收工藝可供采用水洗氨工藝或弗薩姆法生產(chǎn)無(wú)水氨工藝的回收系統(tǒng)選用。

化產(chǎn)回收車(chē)間回收的煤焦油和粗苯，均是組成復(fù)雜的液體混合物，進(jìn)一步加工精制可得到各種有用產(chǎn)品，也可作為商品出售。

三、粗苯加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)

粗苯工段生產(chǎn)的粗苯，經(jīng)兩苯塔分餾為輕苯和重苯。苯、甲苯、二甲苯的絕大部分和硫化物的大部分及50％的不飽和化合物聚集于輕苯中，苯乙烯、古馬隆和茚等高沸點(diǎn)不飽和化合物聚集于重苯中。輕苯和重苯分別加工。粗苯精制加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)見(jiàn)圖1-8。

四、煤焦油加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)

冷凝工段生產(chǎn)的煤焦油是具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體，其中含有上萬(wàn)種的物質(zhì)，需經(jīng)過(guò)預(yù)處理蒸餾切取組分集中的各種餾分，再對(duì)各種餾分用酸堿洗滌、蒸餾、聚合、結(jié)晶等方法進(jìn)行處理提取純產(chǎn)品。煤焦油加工生產(chǎn)流程系統(tǒng)見(jiàn)圖1-9和圖1-10。

煤焦油和粗苯的精制車(chē)間一般設(shè)于同一焦化廠內(nèi)，這樣使生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)品種及技術(shù)發(fā)展等均受到限制。

近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是將焦化廠生產(chǎn)的粗煤焦油和粗苯集中加工。目前有些國(guó)家的煤焦油加工廠的處理能力達(dá)到每年150萬(wàn)噸煤焦油以上，產(chǎn)品品種超過(guò)200種，質(zhì)量?jī)?yōu)良。粗苯的集中加工處理能力也達(dá)到了每年28萬(wàn)噸，且采用加氫精制技術(shù)，可生產(chǎn)出多種優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。集中加工可合理利用新技術(shù)，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，有利于環(huán)境保護(hù)，特別是可以從中提取出濃度很低，產(chǎn)量不大，而價(jià)值卻較高的物質(zhì)。現(xiàn)已逐步在許多國(guó)家得到利用。目前中國(guó)已投產(chǎn)的煤焦油加工機(jī)組能力達(dá)到每年30萬(wàn)噸，粗苯加工機(jī)組能力達(dá)到每年10萬(wàn)噸。

五、焦?fàn)t煤氣的資源化利用

焦?fàn)t煤氣的利用目前主要是作為燃料用于城市煤氣、工業(yè)窯爐或發(fā)電。焦?fàn)t煤氣作為城市煤氣具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，但隨著我國(guó)的天然氣和石油液化氣的開(kāi)發(fā)利用，逐漸取代了焦?fàn)t煤氣；作為工業(yè)窯爐的燃料，適合于產(chǎn)品具有較高附加值的企業(yè)；發(fā)電則效率較低，經(jīng)濟(jì)效益較差。因此，將焦?fàn)t煤氣作為原料氣，進(jìn)一步深加工則是其綜合利用的較好途徑。焦?fàn)t煤氣作為原料氣，可以生產(chǎn)合成氨、尿素，可以生產(chǎn)甲醇，甲醇是一碳工業(yè)原料，可以作為很多重要化工產(chǎn)品的原料，同時(shí)還可以作為汽車(chē)燃料，以解決汽油的緊缺；還可以用焦?fàn)t煤氣制氫用于燃料電池；用焦?fàn)t煤氣制壓縮天然氣（CNG），制液化天然氣（LNG），這些工業(yè)化生產(chǎn)在我國(guó)已被應(yīng)用。焦?fàn)t煤氣熱裂解為還原性氣體，可以用來(lái)生產(chǎn)海綿鐵，這將是當(dāng)今鋼鐵生產(chǎn)中的一場(chǎng)重大革命。所以焦?fàn)t煤氣作為原料氣利用，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)還是戰(zhàn)略需要來(lái)看，都有著不可估量的前景。