焦炭制一氧化炭成本分析与降低方法

摘 要：一氧化碳作为羰基合成醋酸的主要原料，其成本直接影响醋酸生产成本。本文通过对以焦炭和煤制备一氧化碳的工艺进行分析，分别找出其主要成本构成并进行优劣势比较，并对焦炭制备一氧化碳成本中可控的重要因素进行详细的分解阐述，最终找出行之有效的控制成本办法，得出不同生产条件下的焦炭制备一氧化碳成本目标。

关键词：一氧化碳 煤 焦炭 成本分析 控制方法

1 焦炭、煤制备CO在国内的发展及现状

1.1 焦炭--纯氧间歇式气化工艺：上世纪50、70年代分别从前苏联、日本引进，单台产气量小，不适合现代化大规模化生产。

1.2 水煤气―变压吸附工艺：煤为原料，空气和蒸汽为气化剂，采用常压固定床间歇式气化工艺制取水煤气，再经变压吸附分离提纯CO，但能耗高，污染重。

1.3 CO2、O2连续气化焦炭制取CO：上世纪90年代中国开发出的新工业化制备CO技术，在近些年来广泛实际应用于高浓度CO的制取。

1.4 因石油能源危机，“十五”期间，我国大力推广发展现代煤化工，提出大型、高效煤的气化技术开发，由合成气制取甲醇，由此开发下游产品，同时采用CO分离技术提取高纯度CO。

2 索普CO制工艺简述

江苏索普集团醋酸用精制CO目前来源有两块：一是11台固态机械排渣式常压固定床气化炉，以焦炭为原料，O2、CO2为气化剂连续气化生产出的粗煤气（CO含量达65%），再经水洗涤、电除焦油除尘、PDS栲胶脱硫、压缩加压、NHD脱硫脱碳工序提纯出97%的精制CO，占醋酸总用气量的40%[1]；二是四喷嘴高压气化炉，以水煤浆和高压氧为原料，产生以CO、H2、CO2为主要成分的合成气，经低温甲醇洗脱除H2S、CO2等酸性气体后，一部分变换气制甲醇，另一部分未变换气进行冷箱深冷分离制得98%的精制CO，占醋酸总用气量的60%[2]。

3结合焦炭制CO工艺，重点阐述其成本构成的影响因素

3.1 焦炭：按照单价1300元/吨，CO生产单耗0.65T/km3计算，单位CO成本中焦炭0.85元/m3，占CO单位成本50%左右，故对于焦炭的单耗是控制CO生产成本的重要因素。

3.2 二氧化碳：主要由甲醇厂提供，按市场价的80%计价，部分消耗碳回收公司的液体二氧化碳，占CO单位成本10%左右，二氧化碳的单耗也是日常控制的一个因素。

3.3 氧气：由空分装置提供，单耗基本固定。

3.4 其他辅材：栲胶、PDS等属于日常生产消耗，费用基本固定。

3.5 制造费用：近几年在费用控制目标的管理下逐渐呈现下降趋势。

3.6 水电汽：甲醇煤制CO装置由于有副产蒸汽，直接可以抵消了该套装置公用工程的消耗对成本的影响；醋酸焦炭制CO装置属于高能耗系统，降低生产成本必须在公用工程消耗方面做调整。

3.7 人工成本：属于生产成本中固定费用组成部分，焦炭法的人工成本是水煤浆法的4倍以上，最主要还是因为装置的自动化程度不一样导致的。

4 提出控制成本方法，得出成本控制目标

4.1 分析可控成本的重要因素，提出控制办法

因焦炭制CO工艺路线的约束，通过其成本分析，从中找出了焦炭、水电汽消耗、制造费用、自动化程度这四点重要的成本控制因素，为提高装置的竞争优势，降低生产成本，必须对以上四点采取有效措施进行监控。

4.1.1 焦炭

在焦炭质量稳定的前提下，醋酸CO装置焦炭目前单耗在0.62～0.64T/km3CO，在焦炭价格固定的情况下，若因焦炭质量导致消耗每提高0.01 T/km3CO，直接增加生产成本0.01元/m3以上，按日产醋酸3150T模式下焦炭每月增加成本约16万元。醋酸CO装置曾经因焦炭质量问题焦炭月单耗最高达到过0.7 T/km3CO，这一项直接增加了CO的生产成本，故对焦炭质量的把关必须严格。

4.1.2 水电汽消耗

焦炭制CO水电汽消耗的分析，从中发现动力电的消耗占到这一块的80%以上。根据动力电的消耗，醋酸CO装置根据不同生产负荷下动设备的运行制定不同的运行方案，在保证CO质量合格的情况下尽量降低动设备的运行。

4.1.3 制造费用

严格执行公司、分厂关于费用控制的管理要求，在此基础上造气车间将通过管理优化、技术改进等方面尽量降低制造费用。

4.1.4 自动化程度

焦炭法装置建于90年代初，由于生产工艺的限制，对人的依赖性还较强。因此，寻求低投入能提高装置自动化程度的方法，以此降低CO的人工成本。

4.2 分解不同生产模式下CO成本的控制范围

结合生产现状，对上述四点因素进行正确引导控制，提出在不同醋酸日产模式下焦炭、二氧化碳、氧气、水电汽单耗控制目标。

5 索普醋酸焦炭制CO生产技术、成本控制发展趋势设想

5.1 随着现代煤化工及气体分离技术的迅猛发展，从合成气中分离出CO符合现代大型煤化工生产企业的发展趋势，从上述成本比较可以明显看出，在这一点上，焦炭法制CO的技术局限性暴露无遗。但焦炭制CO装置与甲醇CO装置相比却有着开停车时间短，易及时调整负荷，运行风险低等，回收CO2等优势，可以作为醋酸生产的调节装置，与水煤浆气化炉制气优势互补。

5.2 因焦炭制CO的技术限制，未来能够降低生产成本的手段还是要从后系统气体净化分离技术方面去考虑，采用低能耗的先进技术。

5.3挖掘醋酸CO装置潜力，从分析出的影响成本的四大因素着手，将成本控制纳入日常管理过程中，建立奖惩机制。

参考文献

[1] 赵乐群.固定床煤气炉型煤富氧连续气化技术

[2] 支轩浩.浅析德士鼓水煤浆加压气化工艺