周 鹏，白雪峰

    (山西丰喜华瑞煤化工有限公司 山西新绛 043100)

    山西省已查明的焦煤储量高达170 Gt左右，约占全国储量的56.8%；2020年山西省焦炭产量为104 937 kt，约占全国产量的25%，全省的机焦产量已超过60 Mt/a。近年来，随着国家环保政策的进一步落实，土法炼焦装置已基本关停，而机械化生产焦炭装置则迅速发展。一般来说，生产1 t焦炭副产的焦炉煤气为400～500 m3(标态)，最少可外排焦炉煤气约200 m3(标态)。机械化生产焦炭技术的发展，必然带来大量副产焦炉煤气的排放，合理、有效利用焦炉煤气成为需关注的问题。

    1 焦炉煤气的利用途径

    焦炉煤气的发热量较高，约为16 700 kJ/m3(标态)，天然气(主要成分为CH4，体积分数约94%)的发热量约为35 000 kJ/m3(标态)，另一方面，焦炉煤气中氢气体积分数高达55%～65%，氢气不但是一种理想的二次能源，也是一种重要的工业原料。特别是在“双碳”背景下，无论从热值还是成分方面考虑，充分利用焦炉煤气具有重要意义。

    1.1 用作发电燃料

    以焦炉煤气为燃料的发电形式主要有蒸汽发电、燃气轮机发电、内燃机发电等。早期山西的一些焦化厂采用焦炉煤气发电，存在的主要问题是发电机组能力小、运行成本高、上电网难、上网费用高，应用受到了较大的限制。

    1.2 用作化工原料

    焦炉煤气是能源，也是生产化工产品的资源，利用焦炉煤气可生产合成氨、氢气、甲醇等多种化工产品。从市场的角度看，约1 720 m3焦炉煤气可生产1 t合成氨，2 000～2 200 m3焦炉煤气可生产1 t甲醇，当甲醇市场供过于求、利润率较低时，生产合成氨制尿素的经济效益应更好。

    2 焦炉煤气生产尿素工艺

    焦炉煤气各组分及其体积分数：氧气55%～65%、甲烷20%～25%、一氧化碳5%～8%、二氧化碳1.9%～2.3%、氮气2%～6%，此外还含有硫化氢、氧硫化碳、二硫化碳、氨、氰化氢、噻吩、硫黄、硫醚、焦油、萘、苯等化学物质。鉴于焦炉煤气自身的气体组成以及氨合成气的成分要求，制定了焦炉煤气合成氨制尿素的工艺路线。

    焦炉煤气含有的氨、苯、硫对合成氨生产中的各种催化剂都有毒害，所以必须除去。焦炉煤气从焦化厂进入山西丰喜华瑞煤化工有限公司(以下简称山西华瑞煤化工公司)后，首先在硫酸铵工段回收氨，然后经洗脱苯工段回收苯族烃后，再进入气柜进行缓冲。焦炉煤气中含有的大量无机硫采用湿法脱硫工艺脱除 ......