河南首山焦化实习报告.docx

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河南首山焦化实习报告

河南城建学院

首山焦化生产

实习报告

系别：

化学与材料工程

专业：

化学工程与工艺

姓名：

学号：

指导教师：

田大民、刘伟

丁明洁、池吉安

河南城建学院

2015.09.29

一、实习目的

1.实习单位的发展情况

中平能化集团（许昌）首山焦化有限公司成立于2007年1月，位于河南省许昌市襄城县煤焦化工业聚焦区，由中国平煤神马能源化工集团有限责任公司（中平能化集团）和许昌卧虎山焦化有限公司共同投资建设的股份制企业。

公司占地1400亩，注册资金6亿元，目前总资产50亿元，现有员工1700余人。

自公司成立来，按照发展循环经济、拉长产业链条的思路，建设高起点、高科技、环境友好型、资源节约型企业，已初步形成原料煤入洗、矸石制砖、中煤发电、精煤炼焦、化产回收并深加工、煤气综合利用等循环经济产业框架，做到原料入厂后全部转化为产品，全部综合利用。

首山焦化公司投资21亿元建设200万吨焦化及配套的煤化工项目，其可研报告、项目备案、环保等手续齐全，目前已完成投资18.58亿元，项目整体进展顺利。

200万吨焦化项目采用国际上最先进的炉型，碳化室高度7.63米，采取三段加热，分格蓄热等世界炼焦行业专有新技术，实现整个生产系统全自动化控制。

该项目的建设填补河南省缺少超大型焦化装备的空白。

配套的煤气制氢项目采用变压吸附制氢技术，该技术获得四项国家专利和一项美国专利。

每年可生产氢气3亿m³，经过16公里输送管道送往中平能化集团尼龙化工公司，作为制取尼龙66的主要原料。

10万吨/年苯加氢项目采用世界上先进的低温加氢及萃取蒸馏技术，生产工艺达到清洁生产标准，降低能耗，环保效益显著。

每年可生产纯度达99.9%的苯、甲苯、二甲苯等10万吨，与氢气一同送往尼龙化工公司作为制取尼龙化工产品的主要原料。

20万吨二甲醚/年项目采用焦炉气加压转化、低压甲醇合成、醇醚联产技术路线有效利用富余煤气4×10NM/年，参展第12界北京国际科技博览会。

该项目投产后，每年可生产焦炭200万吨、氢气3亿m、精苯10万吨、甲醇10万吨、二甲醚20万吨，实现年销售收入80亿元，利税18亿元。

煤化工产业园实现资源的节约、集约最大化利用，进一步拉长煤化工循环经济产业链条，实现经济效益和社会效益的双赢。

2.实习任务及要求

1、深入生产岗位，直接参与相关的化工生产过程，进一步掌握相关单元操作

的理论，熟悉其工艺流程、技术参数、主体设备及生产过程、配套设施及

安全防护。

2、了解行业形势及公司生产、经营、管理、环保、企业文化理念等。

3、每天按实习指导老师的要求按时报到签到并做实习日志。

4、实习结束后，提交实习报告，参加实习答辩。

3.实习目的和意义

在掌握化工理论和确定设计题目的基础上，深入生产一线直接参与与设计相关的化工生产过程，进一步掌握与设计内容相关化工生产的规律，熟悉其流程、参数、设备及生产过程及配套设施。

了解设计过程，查阅设计文件（图纸）并收集有关数据、资料。

理解和掌握化工生产开、停车、正常操作、事故处理等操作步骤。

掌握化工生产过程中，重要的监测和控制生产过程的仪表的工作过程，了解其工作原理，理解化工仪表及自动化在化工生产过程中的作用。

进一步掌握与设计相关的化工生产装置工艺流程、主要设备的结构、原理及主要工艺操作参数。

了解化工装置及化工厂的设计过程（设计阶段及设计内容），初步熟悉与毕业设计内容相关的设计文件及设计图纸。

在进行毕业设计之前，通过毕业实习有针对性的以比较长的时间参与化工生产过程及化工单元操作，使我们对设计方向的化工生产单元操作的理论计算的理解和掌握更加深刻和熟练，为毕业设计奠定坚实的基础。

二、实习内容

1.煤焦化简介及发展现状

煤焦化又称煤炭高温干馏。

以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。

为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。

选择炼焦作煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。

用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。

产品和用途:

煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。

（1）焦炭。

炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色金属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。

在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。

焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。

（2）煤焦油。

焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用

（3）煤气和化学产品。

氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。

粗苯回收率约占煤的1%左右。

其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。

硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。

经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。

焦炭的主要用途是炼铁，少量用作化工原料制造电石、电极等。

煤焦油是黑色粘稠性的油状液体，其中含有苯、酚、萘、蒽、菲等重要化工原料，它们是医药、农药、炸药、染料等行业的原料，经适当处理可以一一加以分离。

对照图2-2和2-3（煤的结构模型），煤焦油中所含环状有机物可以说是煤的“碎片”。

此外还可以从煤焦油中分离出吡啶和喹啉，以及马达油和建筑和铺路用的沥青等。

从煤焦油里分离鉴定的化合物已有400余种。

从炼焦炉出来的气体，温度至少在700℃以上，其中除了含有可燃气体CO，H2，CH4之外，还有乙烯（C2H4），苯（C6H6），氨（NH3）等。

在上述气体冷却的过程中氨气溶于水而成氨水，进而可加工成化肥；苯等芳烃化合物不溶于水而冷凝为煤焦油；乙烯等沸点高的气体，根据煤气的不同用途酌情处理。

总之，煤经过焦化加工，使其中各成分都能得到有效利用，而且用煤气作燃料要比直接烧煤干净得多。

近几年，焦化行业的变化非常大，特别是在环境治理、技术进步、化工产品的深加工等方面，已经形成了相当的规模。

特别是在“十一五”期间，焦化行业的结构调整、技术进步和节能减排、装备水平得到了很大的提高。

从焦化行业产能的规模来说，我国应该属于焦炭大国。

从技术上来看，我国也处于世界领先水平。

我国的焦炭行业已经形成了一个比较完整的体系。

从焦炭的使用来讲，85%-90%的焦炭产量是用在钢铁方面，化工、机械制造等方面的焦炭用量比较少。

从冶金焦的生产来看，完全可以满足国内的需求，但出口量比较小。

2.煤焦化工艺

本次实习是在首山焦化公司焦化二厂进行，分厂主要生产车间：

炼焦车间（煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔）；

煤气净化车间（冷鼓工段（包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施）。

2.1炼焦车间

2.1.1炼焦

所谓高温炼焦，就是煤在隔绝空气加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等过程最终得到焦炭。

2.1.1.1炼焦生产工艺流程

炼焦即高温炼焦，就是煤在隔绝空气加热到1000℃左右，通过热分解，经过干燥、热熔、粘结、固化、收缩等过程最终得到焦炭。

备煤段：

备煤段主要由受煤坑、配煤大棚、1#、2#破碎机及6条带式输送机、转运站等设施组成。

原料经配煤和2台破碎机粉碎后由输送机送至焦炉煤仓。

推焦车

焦炭焦炭焦炭

煤塔捣固机装煤车炭化室熄焦车熄焦塔晾焦台

荒煤气

上升管拦焦车筛焦车间

桥管

荒煤气焦油

冷鼓煤气净化集气管机械净化澄清槽

荒煤气

回炉煤气总管排入大气

废气

燃烧室蓄热室斜道烟囱

炼焦工艺流程图

精煤大棚煤用铲车铲倒受煤坑，经1#、2#焦皮带，到粉碎机经过粉碎后，再经3#—6#煤皮带把煤输送到煤塔。

煤塔的煤经过给煤机把煤送入推焦加煤车煤槽，用捣固机捣固成煤饼后由推焦加煤车装入炭化室内。

煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气，在经过上升管、桥管、集气管、负压管道、初冷器、电捕焦油器、风机、回炉。

炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。

熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦楼，经筛分按级别贮存待运。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。

约700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90℃左右。

荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。

煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过负压管道送入煤气净化车间。

焦炉加热用的焦炉煤气，经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。

燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。

2.1.1.2焦化产品产率及回收

炼焦生产过程中，焦炭与各种化学产品的产率是随炼焦用煤的质量和炼焦时各种工艺制度的变化而变化的，焦炭与化学产品的产率如下：

%（对干煤）

焦炭75~78

净煤气15~19

焦油2.4~4.5

化合水2~4

粗苯0.8~1.4

氨0.25~0.35

硫化氢0.1~0.5

氰化氢0.05~0.07

吡啶类0.015~0.025

荒煤气的主要成分有净焦炉煤气、水蒸气、煤焦油气、氨、萘、硫化氢、其他硫化物、氰化氢等氰化物等。

成

内分

容

非可燃成分

可燃成分

氢

H2

甲烷

CH4

氧化炭

CO

重炭氢化合物

CMHN

二氧化碳

CO2

氧气

O2

氮气

N2

含量体积比（/%）

40～55

20～30

6～10

2～4

2～5

<1

8～12

低发热量/千卡/m3

2590

8560

3040

17000

低发热量/千卡/m3

4500～4800

1）焦炉煤气化学成分、体积比、发热量

2）其他特性

（1）着火点：

600～650℃。

（2）1立方米煤气燃烧约需空气5立方米。

（3）爆炸极限，空气中含量为5.6～30.4％。

（4）密度0.45～0.56㎏/m3。

3.煤气净化车间

粗煤气含有各种杂质，必须经过净化以后才可利用。

根据煤气用户不同，煤气净化的程度也有一定的差异。

一般来说，工业用煤气的净化程度要差一些，民用煤气的净化程度则要求较高。

煤气净化的任务是冷却煤气，并回收煤气中的焦油、氨、硫、苯等化工产品。

煤气净化的过程一般包括冷却、输送、焦油分离、脱硫、脱氨、洗苯几个工序，民用煤气还要增加精脱萘和精脱硫。

根据煤气净化工艺流程不同，煤气净化车间一般有：

冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵（或水洗氨）工段、粗苯工段、污水处理工段组成。

煤气净化过程中回收的化工产品主要有焦油、粗苯、硫铵（或无水氨）和硫磺等。

焦炉产生的荒煤气和焦油经过初冷器降温后，通过气液分离器进行分离；煤气进入电捕焦油器、通过风机加压到苯胺二厂，脱除焦炉煤气中的铵，提取硫胺。

在通过洗本脱苯工序把苯分离出来，然后采用管式炉加热而回收粗笨，洗苯后煤气一部分返回炉加热使用，多余煤气送至临近的明源发电厂及外送。

焦油、氨水部分进入机械