从社会发展趋势看，环保、节能、循环经济已成为企业发展的最大需求。对于焦化企业而言，实施多元化战略，延伸和拓宽产业链条，利用焦炉气生产各种高附加值的化工产品，成为焦化企业降本增效较好的发展模式。山东恒昌聚材化工科技股份有限公司是集采煤、炼焦、化工于一体的企业，近年来，积极探索循环经济发展模式，发展焦炉气制甲醇、液氨、三聚氰胺等项目，以获得附加值较高的甲醇、液氨、三聚氰胺等化工产品。
1.焦炉气的组成
所用炼焦煤配比和操作条件不同，焦炉气的组成略有变化，我公司焦炉气的组分为CO 11.0%、H2 61.9%、CO2 4.0%、CH4 20.0%、O2 0.3%、N2 2.8%。可以看出，焦炉气中H2、 CH4 、CO含量较高，可充分利用焦炉气中高含量的H2、 CH4 、CO发展循环经济。
2.焦炉气在循环经济体系中的利用
（1）用作燃料。焦炉气具有较高的热值，是较理想的气体燃料。粗焦炉气经过初冷器冷却，电捕焦油器脱除焦油，再脱除H2S、NH3、苯等杂质后，成为净煤气，少部分净煤气及后续工序的解吸气用于焦炉自身加热，富余净煤气用来制甲醇、联产液氨、联产三聚氰胺等。
（2）用于回收化工产品。采用循环氨水喷洒、横管初冷器进行焦炉气的初冷，然后利用电捕焦油器脱除煤气中的焦油，之后采用纯碱法脱除煤气中的H2S，喷淋式饱和器回收煤气中的NH3，洗油物理吸收法脱除煤气中的苯族烃。通过这些方式回收焦油、硫铵、粗苯等产品。
焦炉气用纯碱法脱硫副产的粗盐，纯度较低，外售困难，同时大量储存也带来环境污染风险。为此，公司建设了1套以焦化脱硫粗盐生产2000 t/a硫氰酸钠的装置，由甲醇提取得到纯度98%以上的硫氰酸钠，利用空分装置副产的氮气进行压滤。这是在全国首次采用甲醇萃取、氮气压滤、甲醇精馏回收和废水处理等新工艺生产硫氰酸钠，同时再将甲醇萃取之后的废渣用蒸汽冷凝液进一步提纯获得硫代硫酸钠。
（3）用于制甲醇。来自化产车间的焦炉气进入气柜储存，再经焦炉气压缩机加压后进入精脱硫工段，在将有机硫转化为H2S的同时用中温氧化锌脱硫剂脱除硫，精脱硫气进入转化工段，在转化炉内CH4与空分装置送来的O2进行纯氧转化反应，精脱硫合格的转化气再送二合一压缩机加压后进入管壳式合成塔生产甲醇，粗甲醇经三塔精馏后得到精甲醇。
（4）用于联产液氨。焦炉气生产甲醇是富氢反应，生产中采用的办法是将一部分合成循环气作为弛放气放空。公司以前将甲醇弛放气作为转化炉燃料加以利用，多余的回焦炉燃烧，但甲醇弛放气热值仅为焦炉气的一半，如此利用产生的经济效益低，而以甲醇弛放气和空分N2 联产液氨可以使资源得到更有效地利用。甲醇弛放气组分为CO 8.0%、H2 71.97%、CO2 9.0%、CH4 5.5%、O2 0.03%、N2 5.5%。可以看出，甲醇弛放气H2含量较高，可利用甲醇弛放气中的H2和空分来的N2联产液氨。
甲醇弛放气制液氨工艺流程：甲醇弛放气经减压后进入8塔PSA提氢装置（提氢装置运行产生的解吸气送往焦炉作为燃料气使用），获得纯度大于99.99%的合格产品H2 ；甲醇系统配套空分装置来的N2 经压缩机加压后，与PSA提取的H2 在氢氮混合罐中混合，再依次进入脱硫槽和脱氧槽脱除微量杂质；净化后的工艺气体（补充气）经高压机压缩后在氨分离器前补入氨合成系统。出塔气入废热锅炉副产蒸汽，然后进入塔前换热器加热二进气体，之后进入空冷器，再进冷交换器的管外换热并进行一级分氨，分氨后进氨冷器与补充气混合，然后进氨分离器进行二级分氨，之后在冷交换器管内换热入循环机，进入下一个循环。氨合成系统的弛放气进入吸收塔，与脱盐水逆流接触制得氨水，洗涤除氨后的气体送至解吸气管网。
（5）用于联产三聚氰胺。我公司开发的分步降温结晶一步法生产三聚氰胺项目依托公司现有的一次水、循环水、脱盐水、氮气、少量气氨等公用工程配套设施，可节约建设费用1000多万元，实现多联产产品间的优势互补：三聚氰胺装置可产0.5 MPa蒸汽4 t/h，用于甲醇装置的粗醇精馏；空分装置副产的氮气、合成氨系统的脱盐水、少量氨气可用作三聚氰胺生产的辅助用料，有利于降低各联产产品的生产成本。
3.循环经济的优势
（1）以煤为原料的合成氨企业，吨氨生产成本一般在2200元。而以焦炉气为原料的醇氨联产工艺可以使合成氨的工艺流程缩短，吨氨生产成本降到1000元。从焦化脱硫粗盐中提纯硫氰酸钠的含税成本约为3600元/t，较合成法降低4000元/t以上，具有较大的成本优势。
（2）实现了物质闭路循环和能量多级利用。提高了产业关联度，在公司内部形成了供水、供电、供热、供气为一体的公用工程岛，一体化的公用辅助平台改变了各装置小而散的传统配套方式，大大降低了单套装置的投资成本，解决了“只循环不经济”的难题。
（3）循环经济产业链延长后，由过去只生产焦炭，转变为以焦炉气为原料生产甲醇、液氨、三聚氰胺的产业结构，产品结构实现了多样化，在市场行情转变的情况下，避免了因产品单一而遭受巨大的冲击，提高了企业的抗风险能力，实现了企业利润的最大化。
综上，由炼焦产生的焦炉气制甲醇，以甲醇生产过程中排放的弛放气为原料制液氨、联产三聚氰胺，对焦化企业来说是资源综合利用的一条新路子，对循环经济的实现具有重大意义，并可为企业带来较好的经济效益和环保效益。
（山东恒昌聚材化工 陈世通）