谈我国焦化行业发展中装备与工艺及管理方面的技术创新
【摘要】本文以年产120万吨焦炭的焦化厂规模为例，就技术装备和生产工艺及管理技术创新等方面作一较为详尽的阐述。供参考。
【关键词】焦化行业;装备;工艺;管理;技术创新
在中国焦化行业三十年大发展中，在积极引进消化国外先进工艺、装备、信息化技术的同时，也促成开发了高效能源转化及高效用能工艺技术装备、少水或无水工艺技术、高效斜孔塔盘应用技术、粉尘及毒素气体密封回收利用技术、信息自动化智能管控等高效管理技术、适应焦化工艺及环境的新材料，有效促进了焦化工艺过程的清洁化、高效化、信息化。
１．开发寓效能源转化及高效用能工艺技术装备
1.1高压高温自循环全冷凝发电
1.2热导油、电伴热代替蒸汽做工艺热载体
采用热导油、电伴热代替蒸汽做工艺热载体，实现了闭环匹配式高效用能方式，大大降低能源消耗，节省宝贵的水资源，减少废水。
1.3煤调湿
采用对流传热比传导、辐射传热系数高几十至几百倍，使低晶位余热一一焦化烟气的使用成为可能，对年产120万吨焦炭的焦化厂而言(以下均以此规模为例)，采用以焦炉烟道废气为热源的煤调湿工艺，可使配煤水份控制在7％左右，节约高炉煤气8000万m3／a，减少废水6.5万m3／a，提高焦炭产量和改善焦炭质量。
1.4燃气制冷取代蒸汽制冷
可以减少能源转换，提高能源效率。用煤气与用蒸对相比，减少废水，降低运行成本，节水35．04万吨／年，降低能耗12．84kgce／t。
1.5开发使用高效斜孔塔盘
蒸氨塔、蒸苯塔、焦油馏份塔采用高效斜孔塔盘后，处理能力大大提高。蒸氨塔处理能力提高60％，能耗下降50％。
2.提高气体能源转换价值实现多联产
2.1焦炉煤气和转炉煤气制甲醇
利用焦炉煤气提H2，转炉煤气提CO、CO2，可合成精甲醇64．4万吨／年，投资约12．88亿元，仅为煤气化路线的1／3～1／2，生产成本下降30～40％，年产值16．1亿元；尾气可发电270MW，年产值13．6亿元。
2.2钢厂能源优化多联产
利用焦炉煤气、转炉煤气可生产商品甲醇63．47万吨／年、H2l万m3／h、乙二醇20万吨／年、醋酸产品 20万吨／年，投资42亿元，年产值39，6亿元。引入清华炉生产清洁燃气，与化工合成弛放尾气、高炉煤气实施燃气蒸汽联合循环发电，并实现余热余能分布式发电，可实现用电自给及外送。
清华炉(非熔渣一熔渣分级气化技术)
独立焦化厂可用清华炉制气替代焦炉煤气用于焦炉加热，替代出焦炉煤气用于合成甲醇．而且可以用焦化厂的含酚废水制取水煤浆，生产4万m3清华炉煤气可消化25t／h含酚废水，既节水，又减少污染。
3.开发无蒸汽、少废水高效节能蒸馏工艺技术
3.1无蒸汽蒸氨技术
取消直接蒸汽，用热导油加热废水蒸氨工艺。热导油只提高20℃与蒸汽加热至400℃相比，节能明显，且热导油循环使用，效率高，此工艺已在许多焦化厂采用，效果很好，热效率提高54．2％。
3.2煤气加热废水蒸氨工艺
煤气管式炉加热废水的蒸氨工艺是直接利用煤气管式炉加热废水，适合于煤气充裕的厂家。
3.3间接蒸汽加热蒸氨工艺
蒸汽加热废水间接蒸氨工艺流程的开发，也可以达到降低含酚废水的目的。设备制造成本低，适合用在蒸汽充足的厂家。
3.4煤焦油负压精馏技术
采用煤焦油负压精馏技术，可以取消焦油馏份塔直接蒸汽，加热炉用煤气从常压蒸馏的65m3／t焦油降至45m3／t焦油以下；萘收率明显提高，平均达到10.48％，最高达到12.48％，比常压蒸馏平均提高19．1％。沥青的软化点波动范围小，质量稳定。蒸汽用量明显减少，与常压蒸馏相比，每年可节约蒸汽5000吨，降低能耗，减少废水。
3.5使用夹点优化节能技术，优化煤焦油加工过程热物流的能量回收
以焓分析和分析为工具，并采用能源夹点网络技术，系统优化能流网络，实现系统能量高效利用，煤气消耗可降低30％，产品收得率提高20％．根据夹点处无热量传递，按照过程物流匹配的原则及欧拉定律，就可得到以最小能量为优化目标的换热网络。
3.6开发负压苯蒸馏工艺
降低能耗，取消蒸汽，提高粗苯收率，改善环境。每年可减少蒸汽消耗6万吨，相应减少废水6万吨，并降低生产成本。
3.7完善HPF脱硫工艺，实施脱硫废液提盐技术
采用HPF脱硫废液提盐技术，实现脱硫废液零排放，使废物资源化利用．该技术使用前后，煤气含 H2S由平均2．78g／m3降低到0.38／m3。
3.8理顺回收工艺温度梯度，实现负压脱硫、脱苯
减少加热和终冷耗水，降低工序能耗，提高脱硫、脱苯效率．脱硫塔、洗苯塔放在鼓风机前，实现负压洗苯、负压脱硫，已有工业装置投产，这是一个重大工艺结构突破．对回收工艺紧凑、连续、高效调整具历史意义．将大大降低投资和运行成本，提高节能减排效果。
3.9荒煤气带出热量
用于制冷将初冷器第一段高温循环水余热用于余热制冷机，生产出低温水，直接用于初冷器的低温冷却段，实现低温余热的资源化利用。
3.10大力推广导热油及电伴热
油罐、管线伴温用导热油及电伴热，硫铵干燥用热导油，改善环境，消灭废水，降低成本，实施以上各项措施后，酚水量可减少29.35万吨／年。
4.开发除尘及毒素气体密封技术
(1)采用自除尘式装煤车，运行成本低，除尘效率高。
(2)采用高压水清扫炉门，密封效果好，一周只清扫一次。
(3)沥青水下成型，消灭沥青烟．槽缶微负压闭路消化有毒废气。
(4)采用除尘煤粉成型技术，避免二次扬尘，提高资源利用率及焦炭质量。
5.开发高效管理技术
使物质流、能源流、信息流集成匹配，稳定有序运行，提高资源集成效率，实现岗位离线集中操管和一体扁平化运行，煤调湿、干熄焦等主要装置实现智能化控制。120万吨焦化厂定员由原设计的430人减少到 276人，甚至200人以下。且运行稳定，成品率、作业率及系统安全性明显提高。
6.开发适应焦化工艺及环境的新材料
将不锈钢复合板用于脱硫塔、蒸氨塔、蒸苯塔等，运行成本低，耐腐蚀，设备作业串高。
7.结束语
采用创新枝术可提升传统碳素流程产业的运行质量，可大大降低焦化工序能耗；大大降低新水消耗，基本实现用电自给；废水、废渣零排放；建设成资源节约型、环境友好型、自主创新型、城市友好型焦化厂。
解构碳素流程，以“三传—反”的理论开发工程装置的高效化及工艺的协同创新、集成创新，以物质流、能量流、信息流的稳定有序、紧凑连续、高效集成、耦合匹配有效运行为目标，就一定能實现焦化产业的低碳化、清洁化、高效化的目标。中国焦化工业的大发展是一个广阔的创新平台，当代焦化科技工作者有责任、有义务承担焦化工艺创新重任。有了丰富的知识积累、工程创新经验的积累和创新智慧的积累，一定会创造出更多新技术，开创碳素流程优化的新局面。 [科]