顶装与捣固焦炉 | 化产品产率的比对分析
作者：化小北 来源：煤化工信息网 浏览次数：2765次 更新时间：2021-03-24
影响化学产品产率(煤热解)的因素很多，有原料煤的影响，它包括煤化程度、岩相组成、煤 的粒度等，还有外界条件的影响，包括加热条件(升温速度、热解最终温度、压力)、装煤条件(散 装、型煤、捣固、预热等)、添加剂和预处理(氧化、加氢、水解和溶剂抽提)等。
佳华公司顶装焦炉(一期系统)为两座55孔6m顶装焦炉，年生产能力为110万吨；捣固焦 炉(二期系统)为四座46孔6.25m捣固焦炉，年生产能力为220万吨。捣固焦炉化产系统开工初期焦油、粗苯等产品产率与顶装焦炉产品产率相比始终偏低，捣固系统配合煤挥发分Vdaf：29％，顶装系统配合煤挥发分Vdaf：26％，产率如下：
1 净化工艺对化产产率的影响
1.1 焦油产率
捣固系统焦油的平均产率为2.43％，其中9月份焦油产率只有1.81％，与平均产率差距较大的原因：1)由于焦炉导烟系统问题，使煤气含氧高，电捕频繁跳车。2)可能存在顶装、捣固系统焦 油混油现象。10、11月份焦油分离系统及电捕焦油器运行比较稳定，但与项装系统焦油计划产率 3.30％相比仍然存在很大差距。
在生产过程中发现，捣固系统剩余氨水较顶装系统剩余氨水颜色发暗，静置一天后变黑，目前状况有所好转，但颜色依然发暗，含油偏高(顶装系统：128.6mg／l，捣固系统：252 mg／l，每个月 损失焦油约35t，通过目测捣固系统剩余氨水悬浮物较低，剩余氨水分离槽效果较明显。捣固系统 剩余氨水含油相对较高，对焦油产率有一定影响。
1.2 粗苯产率
捣固系统粗苯平均产率0.83％(8月份粗苯生产不满一个月，所以未包含在平均产率内)，粗苯系统从开工至今各指标控制比较稳定，洗苯效果较好。每月洗苯塔后煤气含苯平均值如下：
洗苯塔后煤气含苯量多少反映煤气中苯的洗涤效果，技术指标要求洗苯塔后煤气含苯≤4g／m3。9～11月份实际生产中洗苯塔后煤气含苯平均值为1.59 g／m3，远远好于技术指标要求，但其粗苯产率与顶装系统粗苯计划产率相比较低。捣固系统焦油、粗苯区域自开工以来，其产品产率从未超过顶装系统产率指标，以焦油为例， 11月份捣固系统焦油区域各生产控制点均较正常，电捕运行平稳，其产品产率相对其它各月比较高，但与顶装系统焦油产率指标3.30％相比少480吨，所以还需从源头进行分析。
2 影响化学产品产率的重要因素
2.1 原料煤的影响
2.1.1 挥发分的影响
不同煤种的原料煤含碳量不同，挥发份也不相同，这集中体现在配合煤的挥发份含量，即在焦炉操作条件一定的情况下，挥发份越高，焦油、粗苯的产率越高，但在挥发份相同的情况下，焦炉的操作温度越高，焦油、粗苯的产率越低，而煤气量会增加(煤气中的H2含量增加)。
2.1.2 煤化程度
煤化程度对煤的热解影响很大，它直接影响煤开始热解的温度、热解产物、热解反应活性、粘结性和结焦性。
随着煤化程度的增加，煤中有机质开始热解的温度逐渐升高，见下表：
对加热产物及产率的影响表现为：在同一加热条件下，由于煤化程度不同，其热解产物及产率也不同。煤化程度低的煤(如气煤)热解时，煤气、焦油、粗苯产率高；煤化程度高的煤(贫煤以 上)，煤气量少，基本没有焦油。
从顶装、捣固系统配煤比中不难看出，顶装系统配合煤中煤化程度低的煤高于捣固系统，相应的顶装系统焦油、粗苯等化产产率要高于捣固系统，符合目前生产的实际情况。
2.1.3 岩相组成影响
不同煤岩成分的热解产物及产率也不同，煤气产率以稳定组为最高，丝质组最低，镜质组居中；焦油产率以稳定组为最高，丝质组最低，镜质组焦油产率居中；焦炭产量丝质组最高，镜质组居中， 稳定组最低，所以当焦炭产率高时，焦油、粗苯产率相应降低。
捣固系统由于炼焦塌煤饼及电捕焦油器频繁跳车等因素影响，目前积累的数据还不能有效的反应实际生产情况，但从顶装焦炉焦炭和焦油产率比较可以看出比较符合煤岩组成对化学产品产率影响的理论，焦炭及焦油产率趋势图如下：
2.2 热解最终温度的影响
因煤热解的终点温度不同，热解产品的组成和产率也不同，见下表：
随着热解最终温度的升高，焦油的产率下降，煤气产率增加，但煤气中氢含量增加，而烃类减少，因此热值降低。由此可以看出，由于热解的最终温度不同，煤热解的深度就不同，其产品的 组成和产率也不同。温度越高氢的产率越高，由500℃起石蜡烃开始转变为芳烃，故700～800℃之间最适宜生产芳烃、粗苯，此时产率最高。因此焦炭中心温度过高不利于化学产品的回收。
