【海川化工项目资讯】晋煤华强化工55万吨氨醇技术项目采用5台赛鼎碎煤加压气化炉

华强化工55万吨氨醇技术升级改造项目总投资299465.72万元，建设位于湖北省当阳经济技术开发区，项目分两期建设，一期改造升级40万吨/年合成氨，二期改造升级15万吨/年甲醇。

根据装置要求的生产指标以及原料煤煤质，合成氨设置5台φ3842mm、4.0MPa赛鼎碎煤加压气化炉，正常生产4开1备。甲醇设置碎煤加压熔渣气化炉一台。实际生产中结合碎煤加压熔渣气化炉运行情况调整赛鼎碎煤加压气化炉负荷，最大工况为碎煤加压熔渣气化炉不运行时，5台赛鼎碎煤加压气化炉全开，满足年产55万吨氨醇的生产要求；同样碎煤加压熔渣气化炉达到满负荷时相应调整碎煤气化炉运行负荷。

1、碎煤加压气化的技术特点

(1) 煤种的适应性宽，能解决褐煤等低价煤种的利用问题

广泛的煤种适应性，煤种从褐煤到无烟煤均可，尤其是对高水分、高灰分、高灰熔点的劣质煤利用有德天独厚的优势，能实现最大限度的原料本地化。中国已经探明的褐煤储量在1300亿吨以上。主要分布在内蒙古与东北三省相连的蒙东地区，占全国褐煤资源的3/4，其次是云南省，占全国褐煤资源的1/8 左右，其他各省( 区) 褐煤的储量均不到总量的3%。褐煤是煤化程度最低的一类煤。外观成褐色到黑色，光泽暗淡或呈沥青光泽，含有较高的内在水和不同数量的腐植酸，在空气中易风化破碎。最大特点是水分含量高，灰分含量高，发热量低。褐煤的全水分可达20％～50%，灰分20％～30%，收到基地位发热量一般为11.7-16.7MJ/kg。

褐煤的特性决定其不适合储运和长途运输，直接用做燃料效率极低，因此褐煤的有效利用是煤化学领域的重要课题，碎煤加压气化技术可以褐煤为原料生产清洁燃料气或合成气(CO+H2)，是解决褐煤有效利用的很好途径。

(2) 在煤制天然气项目上有相对优势

该技术煤气化过程中产生甲烷量相当于天然气中甲烷总量的45% 左右，即有45%的甲烷是在气化炉内生成的。碎煤加压气化粗煤气( 干气) 中CH4 的含量为8％～13％，经过净化工段处理后在净化气中的含量为11％～18％，净化气体的热值较高，特别适合于生产SNG 产品，气化所生成的CH4 在最终SNG 产品中的比例约占40％，与其它气化技术相比较，变换冷却及净化装置的规模要小1/3，投资要省1/4。从而降低了甲烷合成的负荷，提高了煤制天然气过程的效率；煤气化过程中生成甲烷放出的热量，可以为煤气化提供部分反应热，从而降低了煤制天然气的煤耗和氧耗。

(3) 副产品经济效益可观

碎煤加压气化是集煤干馏和半焦气化于一体的气化工艺，可以回收煤中部分有机物，获得部分石油化工的替代产品。碎煤加压气化技术通过对煤气废水的处理可获得焦油、中油、石脑油、粗酚、氨等副产品，提高企业整体经济效益。

(4) 运行稳定，技术成熟

碎煤加压气化技术运行可靠，在线率高，单炉连续运行一般可达150 天以上，碎煤加压气化炉在国内运行已30 多年，通过不断的经验积累及技术改进，碎煤气化装置运行稳定、操作安全可靠，技术先进成熟，已在国内已广泛使用目前运行较好的有山西天脊化肥厂(5 台)，河南义马煤气厂(5 台)，哈尔滨气化厂(5 台)，山西潞安煤制合成油(6 台)，还有石家庄金石化肥厂、国电赤峰3052 项目、大唐克旗煤制天然气项目、大唐阜新煤制天然气项目、新疆广汇甲醇二甲醚项目、新疆庆华煤制天然气项目、新疆新天煤制天然气项目等合计气化炉台数超过200 台。

此前，赛鼎炉已成功应用于内蒙古大唐克什克腾煤制天然气项目和新疆庆华煤制天然气项目，赛鼎在工程化过程中，不断完善优化和创新，实现了污水零排放，设备全部国产化，在设计、制造、施工、生产操作等方面已积累了丰富经验。

国产碎煤加压气化炉造价低、维护费用少，引进气化炉不但投资高，而且还要支付昂贵的专利费、技术转让费、专有设备加工制造、现场技术服务等费用和一些捆绑式的销售。同等规模下，国产化碎煤加压气化与引进气化技术相比，投资低50%以上。

此前，赛鼎炉已成功应用于内蒙古大唐克什克腾煤制天然气项目和新疆庆华煤制天然气项目，赛鼎在工程化过程中，不断完善优化和创新，实现了污水零排放，设备全部国产化，在设计、制造、施工、生产操作等方面已积累了丰富经验。

国产碎煤加压气化炉造价低、维护费用少，引进气化炉不但投资高，而且还要支付昂贵的专利费、技术转让费、专有设备加工制造、现场技术服务等费用和一些捆绑式的销售。同等规模下，国产化碎煤加压气化与引进气化技术相比，投资低50%以上。

新天煤制气项目以低品质烟煤为原料，在煤气化工艺技术的选择中，他们曾对所有适宜本项目气化技术的工艺特点、气化温度、压力、投煤量、煤耗、氧耗、能耗、碳转化率、气化热效率和投资等各项指标进行详细分析比较。最终发现，几种煤气化工艺消耗指标最高相差19倍，投资最大相差2.6倍。“固定床碎煤加压气化技术的投资仅为气流床气化的1/3~1/2，电耗仅为1/20~1/10，同时采用固定床碎煤加压气化还可以实现煤制天然气和煤焦油加氢、粗酚精制等副产品综合利用耦合，实现煤的分级、分质利用。经济效益更好，抗风险能力更强。”赛鼎公司技术人员告诉记者。

新天煤制气项目是以煤为原料，经备煤、气化、变换冷却、低温甲醇洗、硫回收及甲烷化等生产工艺生产天然气，产品管输至西气东输二期工程。众所周知，气化和变换部分是煤化工项目的核心装置，气化工艺的选择对项目的建设和运营至关重要。在新天煤制气项目中，气化部分采用了赛鼎工程有限公司开发的固定床碎煤加压气化炉。这主要基于两方面的考虑，一是固定床碎煤加压气化技术本身特有的优势，二是赛鼎在碎煤加压气化国产炉上积累的丰富经验。

2017年 7月8日，世界最大单体煤制气国家示范项目——新疆伊犁新天20亿立方米煤制气项目投运满百天。 这一在煤炭资源丰富地区建设的煤制天然气项目，对解决我国天然气短缺、实现新疆煤炭资源清洁高效转化、带动地方经济发展、支持东部地区大气污染治理、促进煤炭深加工技术装备国产化进程和产业升级示范具有重要意义。在此项目中，作为龙头部分，固定床碎煤加压气化炉（赛鼎炉）起着至关重要的作用。

提问：听说湖北能源、三峡集团、陕煤化三方合作的煤制气项目前期工作由五环工程来做，现在怎么样了？技术路线定了吗？
张锦跃：去年，这个项目的可行性研究报告已经完成，由于该项目建设地处长江中游的湖北，五环工程按照国家倡导的精神和环保要求，对该项目进行分析研究，结合项目使用煤炭的可变性，技术路线暂时推荐采用了适应性较强的干煤粉气化技术为主。
现在的关键问题是项目如何能够进入国家的合成天然气项目规划布点，以及项目核准问题，至于技术路线将会在项目下阶段进行过程中进一步研究确定。

我们的建议是，如果一定要把能效作为一个门槛指标，则应在正确理解环境友好和满足环保条件的前提下，按技术分类确定，例如，针对气流床气化技术，能效达到53-54%就该放行。目前我们的行业协会和职能部门已经认识到了这一问题，正在研究论证。

一般来讲，干煤粉气化技术激冷流程的能效在52-54%，废锅流程的能效在53-55％；水煤浆气化技术的能效多在50％以下（除E-gas气化技术外）。实际上干煤粉气化技术与碎煤加压气化技术本身能效差不多，只不过碎煤加压气化技术通过计算了副产的酚、氨、焦油等，折算成热值，才提高了能效。而且气流床气化技术相对碎煤加压气化技术更清洁、环保，理应鼓励使用，反而受制于产业能效门槛，这并不合理。

这一方面气流床气化技术可以做到很简单、投资更小，而且环保不存在问题。另外，副产品的回收利用，一直是该气化技术的一个亮点，但在项目的执行过程中，如何在现实中实现理论上高收率非常重要，这需要好的分离和回收，进而获得高产率的高附加值产品，如果不能实现高产率，项目预期效益也会大打折扣。
能效问题是现在气流床气化技术面临的一个问题。根据《关于规范煤制燃料示范工作的指导意见》征求意见稿（未公开发布），煤制气项目的能效至少要达到56%，这是由碎煤加压气化技术理论推算而来，对气流床气化技术并不公平。

提问：回到煤制气方面，碎煤加压气化技术即便环保存在问题，在经济性和能效上还是有优势的。
张锦跃：根据我们核算，分别采用气流床气化技术路线和碎煤加压气化技术路线，建设煤制天然气项目，总体投资规模差不多。碎煤加压气化技术前端可以生产一部分甲烷，进而缩小所需气化能力及配套后续设置规模，但它太大的环保投入抬高了整体投资成本，而且还不能完全处理干净。

经过这么多年，我个人仍然认为壳牌气化炉废锅流程是最先进高效的炉型，煤炭转化率最高、热利用率最高、全厂能效转化率最高、环保性最佳。该炉型虽然投资略高一些，但全部国产化后，装置投资已大幅降低（降低近35%），这个炉子的确是可以吃“百家煤”的，关键是工厂要强化煤的管理。
现在壳牌炉在国内大概有23台炉子，17个业主，其中19台是由五环工程公司设计的。目前有多半连续稳定运行超过270天，还有7、8台炉子连续稳定运行超过310天。

提问：大唐多伦项目也不是最早用干煤粉气化技术和壳牌炉的，中石化那些项目似乎开得也不好。
张锦跃：大唐多伦项目开工建设的时候，国内开车的壳牌炉只有湖北双环项目，中石化的几个化肥项目也都处在建设收尾和机械竣工、开车准备期，多伦项目建成时，中石化这几个项目开车也逐渐趋于正常，负荷都在90-100%，连续平稳运行已达200天以上。

2014年大唐多伦项目受外部影响仅生产了14万吨/年聚丙烯（负荷率30%），2013年生产了22万吨聚丙烯（负荷率近50%），3台煤气化炉单台均达到85-90%的负荷，最长运行在50天上下。这几年项目出现的故障，许多不是气化环节的问题，比如说后续的甲醇设备损坏、空分、污水处理、硫回收，以及配套的电厂等均出现过问题，所以，多伦项目的问题有着多方面因素，绝大多数都不是气化技术问题。从2010年至今，国内外大多数壳牌干煤粉气化技术均开出了较高负荷和长的周期。另外，宁煤的煤制烯烃项目也是采用的干煤粉气化技术和鲁奇的甲醇制烯烃技术，在经过三年的摸索整改后，现在也开的不错。