煤制合成氣技術(shù)比較

1、煤制合成氣技術(shù)比較煤制合成氣技術(shù)比較Texaco水煤漿氣化、Shell粉煤加壓氣化和GSP氣化技術(shù)都是典型的潔凈煤氣化技術(shù)， 各有特點(diǎn)，各企業(yè)在改造或新建時(shí)應(yīng)根據(jù)煤種、灰熔點(diǎn)、裝置規(guī)模、產(chǎn)品鏈設(shè)定和投資情況進(jìn)行 合理選擇。下面就上述氣化技術(shù)及其選擇和使用情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，供大家參考。1、Shell氣流床加壓粉煤氣化該工藝在國外還沒有用于化肥生產(chǎn)的成功范例。中石化巴陵分公司是第一家引進(jìn)該技術(shù)用于化肥原料生產(chǎn)的廠家。到目前為止，國內(nèi)已先后有18家企業(yè)引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)(裝置)。但該工藝選擇的是廢鍋流程，由于合成原料氣含有的蒸汽較少，3.0MPa下僅為14% ;因此用于生產(chǎn)合成氨后續(xù)變換工序要補(bǔ)充大量

2、的水蒸氣，用于甲醇生產(chǎn)也要補(bǔ)充一部分水蒸氣于變換工序，工藝復(fù)雜，也使系統(tǒng)能量利用不合理。湖北雙環(huán)科技股份有限公司是第一家正式投運(yùn)的廠家，于2006年5月開始試車。據(jù)反映，試車期間曾發(fā)生燒嘴處水冷壁燒漏，輸煤系統(tǒng)不暢引發(fā)氧煤比失調(diào)、爐溫超溫，渣口處水冷壁管嚴(yán)重腐蝕，水冷液管內(nèi)異物堵塞和燒嘴保護(hù)罩燒壞等問題。引進(jìn)該技術(shù)的項(xiàng)目投資大。2006年5月貴州天福與Shell簽約，氣化島規(guī)模為每小時(shí)17.05萬m3CO+H2，投資9.7億元人民幣，為同規(guī)模水煤漿氣化島投資的1.8倍。氣化裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長。氣化爐、導(dǎo)管、廢鍋內(nèi)件定點(diǎn)西班牙、印度制造，加工周期14-18個(gè)月，海運(yùn)3個(gè)月；壓力殼可國內(nèi)

3、制造，但材料仍需進(jìn)口，周期也較長；設(shè)備、儀表、材料的國產(chǎn)化率與水煤漿氣化相比差距比較大。建廠時(shí)間長(35a)，將使企業(yè)還貸周期長，財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)加重。2001年與Shell簽約的中石化巴陵分公司、湖北雙環(huán)、柳州化工股份有限公司只有雙環(huán)于2006年5月試車；2003年與Shell簽約的中石化湖北化肥分公司、中石化安慶分公司、云天化集團(tuán)公司、云維集團(tuán)沾化分公司只有安慶于2006年10月開始煮爐。Shell氣化裝置沒有化工生產(chǎn)成熟應(yīng)用為依托，消化掌握需要經(jīng)歷較長時(shí)間。陜西渭化集團(tuán)300kt/a合成氨裝置引進(jìn)前，國內(nèi)雖已有魯南化肥廠Texaco氣化爐使用經(jīng)驗(yàn)，但從1996年建成試車至2000年，也歷經(jīng)了 5

4、a才達(dá)到300kt / a的設(shè)計(jì)能力。因此，估計(jì)Shell氣化技術(shù)的消化、吸收和達(dá)產(chǎn)歷程也是漫長的，不會(huì)比當(dāng)年Texaco氣化耗時(shí)短。可見，盲目跟風(fēng)引進(jìn)無異于高價(jià)為Shell做工業(yè)應(yīng)用的大規(guī)模示范，實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)較大。2、GSP氣流床加壓粉煤氣化自2005年以來，有寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司、安徽淮化集團(tuán)公司、江蘇靈古化工股份有限公司3家與 德國未來能源簽約引進(jìn)GSP氣化技術(shù)。該技術(shù)主要技術(shù)指標(biāo)與Shell氣化基本處于同一水平，投 資介于Shell與水煤漿氣化之間。其主要區(qū)別是：Shell是多噴嘴對(duì)置裝于側(cè)壁，采用合成氣上行 廢鍋流程；而GSP是單嘴頂噴，采用合成氣下行激冷流程。由于GSP采用的是激冷流程，更

5、適 合于化工生產(chǎn)，因此被不少專家看好、推薦。該技術(shù)同Shell技術(shù)類似，沒有成功的粉煤氣化應(yīng) 用實(shí)例參考，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，誰先引進(jìn)就等于誰為GSP進(jìn)行工業(yè)示范。由于多種原因，淮化、 靈谷與未來能源簽定的引進(jìn)GSP合同已暫停執(zhí)行，并轉(zhuǎn)向?qū)で笏簼{氣化技術(shù)。因此，選用此 項(xiàng)技術(shù)更需謹(jǐn)慎。3、水煤漿氣化技術(shù)3.1Texaco水煤漿氣化技術(shù)Texaco氣化爐以濃度60%的水煤漿為原料，單嘴頂噴，耐火磚熱壁，激冷流程為主，在我國20世紀(jì)80年代末引進(jìn)此技術(shù)時(shí)，國際上已有美國冷水IGCC電廠、伊斯曼CO羰基合成化工廠、日本宇部合成氨廠等4套工業(yè)裝置運(yùn)行。20世紀(jì)80年代末，魯南化肥廠首次引進(jìn)Texaco水

6、煤漿氣化技術(shù)用于生產(chǎn)合成氨。該項(xiàng)目由原 化工部一院詳細(xì)設(shè)計(jì)，國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，1993年建成試車，1995年年產(chǎn)量超過設(shè)計(jì)水平， 而后較快地將負(fù)荷提到130%以上并穩(wěn)定運(yùn)行，單爐最長連續(xù)運(yùn)行130多天，年運(yùn)轉(zhuǎn)率90%。投運(yùn)后的前6a年平均運(yùn)行時(shí)間為326.8d（日本宇部前6a平均為327d），曾創(chuàng)雙爐無備車、每臺(tái)爐平均年運(yùn)行306d的成績。1995年獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，是國家對(duì)國內(nèi)在Texaco氣化工程設(shè)計(jì)、設(shè)備國產(chǎn)化、操作管理等方面消化吸收改造所取得的卓越成效的肯定。在魯南化肥廠的成功示范，使Texaco水煤漿氣化技術(shù)在我國進(jìn)一步推廣，揭開了我國潔凈煤氣化的序幕。目前我國采用該技術(shù)的

7、在運(yùn)行裝置有24臺(tái)，在建裝置10臺(tái)。3.2四噴嘴對(duì)置式新型氣化爐該類型水煤漿氣化爐的開發(fā)是國家“九五”重點(diǎn)攻關(guān)課題，由兗礦魯南化肥廠、華東理工大學(xué)共同完成中試研究，取得了多項(xiàng)發(fā)明專利，經(jīng)有關(guān)部門考核、鑒定和驗(yàn)收，認(rèn)為是“填補(bǔ)國內(nèi)空白”和“國際領(lǐng)先”?！笆濉逼陂g進(jìn)入工業(yè)示范階段。在華魯恒升和兗礦國泰建設(shè)的3臺(tái)爐子已進(jìn)入正常工業(yè)運(yùn)行，目前在建的爐子有7臺(tái)。3.2.1華魯恒升氣化裝置運(yùn)行情況華魯恒升大氮肥國產(chǎn)化項(xiàng)目氣化部分同時(shí)建有3臺(tái)水煤漿氣化爐，均為750t / d，壓力6.5MPa ,2 開1備，其中1臺(tái)為四噴嘴對(duì)置式新型氣化爐，于2004年12月1日一次投料成功，2005年6月 2日正式運(yùn)行

8、。至2006年7月，四噴嘴氣化裝置累計(jì)運(yùn)行5800多小時(shí)，相當(dāng)于年運(yùn)轉(zhuǎn)率67.85%, 高于另外2臺(tái)爐子的平均運(yùn)轉(zhuǎn)率，單爐最長運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為1380h。2006年3月國家組織對(duì)大氮肥國 產(chǎn)化項(xiàng)目現(xiàn)場考核，氣化裝置碳轉(zhuǎn)化率為99.9%,有效氣成分含量高于84%,渣中含碳量V5%。 該氣化裝置較相同規(guī)模的Texaco水煤漿氣化裝置每天多創(chuàng)效益5萬元。華魯恒升大氮肥國產(chǎn)化項(xiàng) 目獲2006年化工行業(yè)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。3.2.2兗礦國泰氣化裝置運(yùn)行情況兗礦國泰與華東理工大學(xué)共同承擔(dān)“十五”國家“863”項(xiàng)目一一多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)裝置及配套工程，采用2臺(tái)1150t/d、壓力4.0MPa的四噴嘴氣化爐

9、，配240kt/a甲醇，7.18萬kW聯(lián)合發(fā)電，供200kt / a醋酸裝置。氣化爐2005年7月2日一次投料成功，10月16日正式運(yùn)行，單爐最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過1650h。2006年（截至11月15日）開工率為96 %, 2006年生產(chǎn)甲醇230kt，醋酸170kt。2005年12月11日該項(xiàng)目通過了 “十五”國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃重大課題“新型水煤漿氣化技術(shù)”千噸級(jí)工業(yè)示范裝置“863”項(xiàng)目專家的現(xiàn)場考核。3.2.3與Texaco氣化技術(shù)主要數(shù)據(jù)比較國內(nèi)四噴嘴氣化技術(shù)與Texaco氣化技術(shù)主要數(shù)據(jù)比較見表1。由表1數(shù)據(jù)分析：魯化Texaco、國泰四噴嘴、魯化粉煤中試均使用北宿水洗煤，可比性

10、較強(qiáng)，國泰四噴嘴主要技術(shù)指標(biāo)介于Texaco水煤漿氣化與粉煤氣化中間，比Texaco有較大提高；華魯恒升Texaco爐與其四噴嘴爐也都使用同一煤種一一神府煤煤漿，比較結(jié)果趨勢也同上，且更明顯；華魯恒升Texaco、上海焦化Texaco、渭化Texaco使用相同或相近煤種，其主要?dú)饣瘮?shù)據(jù)處于同一水平，說明水煤漿氣化技術(shù)已很成熟，各廠掌握較好。四噴嘴水煤漿氣化裝置與國外水煤漿氣化技術(shù)相比，其技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)。國泰四噴嘴氣化爐與魯化Texaco爐同期運(yùn)行數(shù)據(jù)比較，有效氣成分含量提高2%3% ,CO2含量下降2%3%碳轉(zhuǎn)化率提高2%3%比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2。2%。氣化爐負(fù)荷可調(diào)范圍大，適應(yīng)能力強(qiáng)，有利于裝置大型化。復(fù)合床洗滌冷卻液位平穩(wěn)，有效避免