摘要：煤制氣工藝操作過程中由于粗煤氣中含有NH3、H2O和CO2這三種物質，當粗煤氣溫度低于70℃的溫度下會產生NH4HCO3結晶，堵塞管道，產生壓差，嚴重時造成停車。中煤龍化凈化分廠粗煤氣冷卻工段在十幾年的操作運行中多次出現過NH4HCO3結晶現象，進過多年的操作經驗對其進行了工藝技改，在換熱器W01/02/03/04前增加了酚水雙向噴頭，解決結晶問題。
　　關鍵詞：結晶，噴酚水，噴頭，煤氣
　　引言：
　　德國PKM加壓煤氣化技術制取凈煤氣生產過程當中，需要將粗煤氣降溫后利用低溫甲醇將粗煤氣凈化，粗煤氣冷卻工藝是主工藝流程中的重要組成部分，其任務是將高溫的粗煤氣進行冷卻：氣化爐生產出的粗煤氣，經一氧化碳變換工段變換后，離開變換工段，溫度較高的粗煤氣（約250℃～290℃）進入粗煤氣冷卻工段進行逐級冷卻，直至冷卻到25℃～30℃，粗煤氣離開冷卻工段進入低溫甲醇洗工段。但是粗煤氣冷卻工段實際運行當中一直存在結晶堵塞而產生阻力壓差的問題。為了解決這一問題，煤化工領頭行業在換熱器W01/02/03/04前增加了酚水雙向噴頭，解決結晶問題。
　　一、 工藝流程敘述
　　從23#來的粗煤氣溫度為250～290℃。經本工號時首先通過酚水蒸發段，將煤氣溫度降至160～220℃；然后再經過一個NH3解吸段，將粗煤氣溫度降至124℃，再通過列管換熱器，利用軟水將煤氣冷卻到45℃；最后利用循環水將煤氣降至25～50℃，以適應25#的要求。此過程均為物理過程，有對流換熱，潛熱換熱及增濕溶解過程。
　　5.工藝流程敘述
　　1）酚水蒸發段：用來自工號32液態產品分離工段的酚水噴煤氣，使兩者得到良好的混合，酚水迅速氣化，使粗煤氣溫度由250-290℃。（正常260℃）降到接近飽和的溫度180-200℃。
　　2）氨蒸發段：
　　這段冷卻在工號26吸收制冷工段進行。
　　粗煤氣溫度由180-200℃降到85-160℃
　　3）軟水冷卻段：
　　來自工號26的粗煤氣在W01中由85-160℃降到75℃后，在W02被軟水冷卻到45℃而軟水在W02中由40℃升到49℃，在WO1中由49℃升到80℃然后送到界區。
　　4）循環水冷卻段：
　　粗煤氣在W03、W04中由45℃降到25℃，循環水溫度由28℃升到38℃送往循環水系統。
　　在冷卻過程中，為了防止粗煤氣中夾帶的碳酸氫銨由于溫度降低而析出造成的管路堵塞，在必要時向冷凝器內噴入酚水，防止結晶析出。
　　二、粗煤氣冷卻工段在生產運行過程中存在的主要問題及產生原因
　　阻力大，產生壓差：粗煤氣在冷卻過程中，隨著溫度的不斷降低，會有結晶物產生，在換熱器管束內部形成掛壁，增大煤氣在換熱器內的流動阻力，產生壓差，嚴重時，造成煤氣中斷停車。因粗煤氣冷卻工段壓差問題而造成后續工段停車造成許多不應有的損失。在日常生產過程中，較輕的結晶掛壁現象也經常出現，很難徹底根除，給正常的生產帶來隱患。
　　造氣爐生產的粗煤氣的主要成分為H2、CO2、CO、CH4四種成分。其中H2為41.5％、CO2為27.4％、CO為20％、CH4為9％，另外還含有少量的H2O、焦油（即烴類）、C6H5OH、NH3和O2、N2、硫化物等。隨著煤氣溫度的降低，煤氣中的低沸點成分逐漸被冷凝下來，其中冷凝下來的主要是：H2O、焦油、C6H5OH、NH3等；NH3、H2O和CO2這三種物質在低于70℃的溫度下會產生NH4HCO3結晶，堵塞管道，產生壓差，嚴重時造成停車。
　　二、技術背景
　　經過長時間摸索試驗，中煤龍化凈化分廠提出了噴水法。即在W01、W02、W03、W04四臺換熱器前的煤氣管道上加了噴頭，向煤氣中噴水，來吸收煤氣中的氨的成分。試運行后，起初效果很好，過了幾個月，新的問題便出現了，壓差逐漸在增大，加蒸汽和提溫均不起作用，后來拆開換熱器看到，三臺換熱器的管板上結了厚厚一層垢，原因是所噴的水為循環水，沒有經過軟化處理，里面含有大量的Ca2+和Mg2+，二者和煤氣中二氧化碳結合形成了CaCO3和MgCO3物質，緊貼在換熱的管板上，難于處理。在此情況下，經過設計院的參與和煤化工的實際運行操作將所噴的循環水改為酚水，運行后效果頗佳。
　　三、流程說明
　　酚水噴發酚水噴發軟水回水
　　高溫粗煤氣氨吸收制冷工段精餾部分
　　W01
　　酚水噴發
　　W02
　　酚水噴發
　　循環水
　　冷卻后粗煤氣
　　W03酚水噴發
　　粗煤氣
　　W04
　　工藝流程簡圖
　　結束語
　　該項工藝的技改和投用，效果一直很好。冷卻工段的煤氣阻力近乎為零，而且由于不產生結晶，換熱器的換熱效果好了，煤氣出口溫度也明顯降低了，達到了所要求的控制指標，解決了多年來一直沒有解決的問題；此項技術改造獲得了中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司技術改造成果獎。
　　參考文獻
　　[1]吳志泉等編，《工業化學》，華東化工學院院出版社，1991
　　[2]《化工工業大全》，化工出版社，1979
　　[3]蔣家俊，《化工工藝學》無機部分，高等教育出版社1988
　　[4]吳指南主編，《環境學》，化工工業出版社，1984
　　[5]蔣家俊，《化工工藝學》無機部分，高等教育出版社1988
　　[6]吳章扔主編，《基本有機合成工藝學》上、下冊，化工工業出版社，1982