焦化脱水剂

　　1. 概述

　　除了焦炉煤气之外，焦炉煤气喷淋冷凝产生的氨水和焦油是炼焦工艺中两个最主要的副产品。

　　焦油所产生的经济效益可以帮助焦化厂弥补煤气洗涤所带来的成本的压力。

　　循环氨水虽然不象焦油那样为客户带来可观的经济效益，但是如果不进行妥善的处理，不仅会对焦化生产工艺带来影响，而且还会遇到环保排放方面的压力。

　　很多方面来看，焦油和石油都很相似，是一种日趋减少的资源。现代西方的炼焦工业越来越注重于无回收的炼焦工艺，未来焦油市场必将出现供小于求的市场格局。所以，优化回收工艺，最大可能的回收炼焦工艺产生的焦油无论是在当前还是在未来都将为焦化厂带来可观的经济效益。

　　由于工艺问题和场地的因素，依靠增加设备的手段来改进焦油氨水质量受到限制，在国外企业应对此问题的方法是在生产过程中添加化学药剂，提高焦油和氨水的分离程度，降低焦油粘度，这样既达到焦油脱水的目的又降低氨水中的焦油含量，防止循环氨水中所含焦油在系统设备中的沉积。

　　2.      技术方案发展历程      

　　目前，国际上已有一些化学方法可以提高焦油质量，其中主要包括以下两种:水基技术方案和油基技术方案。

　　·         水基技术方案

　　水基技术方案（破乳剂）通常是将化学药剂加入焦油产品中，从而进入到储罐中，通过一段时间的停留，水基药剂将破坏这些乳液，使氨水从中分离出来并重新流回到系统当中。

　　这种技术能够有效地达到降低焦油含水率的目的，但它对循环氨水质量的改善作用很小甚至没有作用。

　　·         油基技术方案

　　这种技术是在集气管和桥管喷淋回路中加入焦油减粘剂和破乳剂，通过这种方法，不仅能够提高焦油脱水率，而且对循环氨水的质量也有积极的影响。

　　嘉能公司焦油脱水剂同时也是一种优秀的减粘结剂，它会在焦油的表面生成一层膜，增加焦油的流动性，使得焦油的粘结性大大降低。

　　另一个影响焦油脱水率和循环氨水质量的因素是喹啉不溶物的含量，这是因为喹啉不溶物与焦油和氨水形成稳定的乳状液。在通常条件下，喹啉不溶物对焦油和氨水的分离不会有重大影响，但考虑到焦油和氨水的质量问题，它却是一个不容忽视的因素。而这种化学解决方案则能够降低因喹啉不溶物造成的焦油氨水分离问题。

　　目前采用这些化学技术来增强焦油氨水分离工艺的国家有:加拿大、美国、日本、巴西、智利和欧盟一些国家。尤其是在日本和南美，近年来很多国际性的大钢铁公司的焦化厂都在采用这些技术。

　　3. 焦油和氨水质量管理的重要性

　　氨水和焦油是同时产生的，随后他们被同时处理，经过气液分离器之后它们被分开处理。但是因为煤气洗涤操作设计的原因，在很多工序里面他们是结合在一起的。这种有时分开有时结合在一起的特性对整个生产工艺造成了许多问题。

　　为了既满足环保排放要求又保证焦油氨水分离工艺、焦油回收工艺的要求，焦化厂必须关注氨水和焦油质量的管理。严格正确的氨水焦油质量管理可以在降低操作成本的同时使得经济效益最大化。

　　3.1 氨水

　　即便是把氨水里面的焦油全部分离出来，氨水本身的性质依然会对生产工艺和操作成本带来直接的影响。我们认为清洁的氨水依然会造成生产系统的腐蚀和结垢。

　　氨水导致腐蚀产生的主要原因是因为在氨水中存在氨、氰化物，H2S, CO2和其他污染物。基本上杜绝腐蚀产生的措施很少。

　　理论上来讲氨水中不应该有钙的存在。但是实际操作上氨水中往往会检测到少量钙的存在（300m3/天

　　年创造经济效益1500万元。

　　3）河北某大型钢铁企业焦化厂7m焦炉

　　v      在装煤量上升23.4 ％的前提下，氨水中的悬浮物不仅没有随之上升反而下降了 54 ％。(按平均值计算)

　　v      试验稳定后氨水中油最高含量为:343ppm，最低为:147ppm,平均为229ppm。在装煤量上升 23.4 ％的前提下，氨水中油的含量不仅没有随之增加反而下降了54.9 ％。(按平均值计算)

　　v      投加药剂后焦油回收率提高了 0.35 ％,年创造经济效益1400万元

　　背景

　　某国有大型钢厂的焦化厂拥有7.63米焦炉2座,2008年投入运行。相对于传统的6米焦炉和4.3米焦炉，这种大焦炉产生的焦油重质成分较多，氨水和焦油更加难以分离。

　　该焦化厂于2009年5月采用煤调湿技术，将煤的水分由 10%降低到6.5%左右。在煤调湿实施过程中，由于灰分夹带增加，造成焦油含水率较高、循环氨水浊度高并含有大量的焦油等一系列问题。

　　煤调湿技术是通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分，使得入炉煤密度增大，焦炭和化工产品增产，焦炉煤气生产效率提高。许多焦化厂采用煤调湿来解决日趋紧张的煤气量不足的问题。但是，采用煤调湿后，煤的水分减少给煤气排送和化工工艺也带来了更多挑战，主要表现在:

　　• 焦炉煤气中焦粉夹带增加

　　• 焦油质量下降

　　• 喹啉不溶物增加

　　• 水分增加

　　• 焦油粘度增加

　　• 循环氨水质量下降，主要表现在固体悬浮物含量增加

　　• 初冷器热负荷增加

　　• 焦油、NH3、BTX和H2S产量增加

　　问题分析

　　入炉煤水分降低，导致焦油含水率高，氨水焦油的分离效果不好，使循环氨水的质量同步下降，同时焦炉氨水喷嘴堵塞及其系统内设备结垢堵塞，影响荒煤气冷却效果；剩余氨水质量也同步下降，导致蒸氨塔、脱酚塔堵塞，同时影响氨、酚的回收，也会使焦油含水率过高，大幅增加蒸馏系统的热耗，降低设备生产能力。

　　解决方案

　　为了应对焦油含水率和提高氨水品质的目的，该焦化厂与嘉能公司相关技术人员进行了详细的调查和探讨，决定采用嘉能工程化学技术加强现场工艺，在循环氨水投加焦油脱水剂JN-5301来改进焦油氨水分离效果。

　　1. JN-5301焦油脱水剂有着优异的破乳功能，能够破坏机械化澄清槽中焦油和循环氨水形成的乳化层的平衡状态，加强分离效果，从而得到更小的乳化层，使机械化澄清槽里面氨水和焦油可以比较容易分离开来。

　　2. 该焦油脱水剂同时也是一种优秀的减粘结剂，它会在焦油的表面生成一层膜，降低焦油的表面张力，使得焦油的粘度大大降低，这也使得焦油的流动性增强，更不易于粘结在设备