【化工装备十年大发展】1923-2024世界首创煤加氢气化技术鄂尔多斯成功应用

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(出处: 海川化工论坛网)
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7月3日，由新奥集团自主研发的煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术（CHARM）成功完成了煤加氢气化一体化气化炉的试车任务，标志着世界首创煤加氢气化技术在达拉特旗取得重大突破。



煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术是一种新型粉煤分级分制利用技术，它不仅能够高效清洁地转化煤炭资源制备天然气，同时还能副产高附加值的轻质芳烃。这一技术的核心在于煤粉与氢气在中温和高压条件下发生快速加氢热解反应，生成甲烷、轻质芳烃和清洁半焦。与传统的煤制气或煤制油技术相比，该技术融合了两者的优势，实现了煤炭资源的梯级利用和全价开发，真正做到了煤炭的清洁、高效、综合利用。

据新能能源有限公司总工程师李美喜介绍：“2011年，公司承担‘863’国家计划课题的加氢气化项目正式启动，历经13年的研发，该技术已经从实验室走向工业化应用。这一技术的成功应用，不仅标志着中国在煤炭清洁高效利用领域取得了重大突破，更为中国乃至全球能源安全和环境保护提供了强有力的技术支撑。”

2018年12月，新奥集团在达拉特旗成功建设了400吨/天加氢气化工业示范装置，该装置高82米，共12层。2021年7月，实现了长周期运行，期间通过了中国石油和工业联合会的现场考核，证明了煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术在设计工艺条件下具备高效稳定运行能力。
以20亿方规模煤制天然气规模进行核算，采用半焦气化制氢模式，每产千方天然气将副产轻质芳烃约200公斤，具有明显的能效优势，且环境友好。这一技术的应用，不仅能够有效缓解石油、天然气的供需矛盾，保障中国能源安全，还能够满足我国实现“双碳”目标的实际技术需求，是实现经济、社会、环境、生态协调发展的重要举措。自2021年加氢气化示范装置通过中国石油和化学工业联合会的性能考核以来，新能能源便致力于技术的进一步优化与升级。面对简化工艺流程、降低固定投资、提高系统能效与安全性的挑战，能源研究院提出了将气化炉、废热锅炉、半焦冷却流化床耦合为一体的一体化技术优化方案，并创新性地采用氢气直接燃烧加热炉取代传统热风炉，这一系列创新举措为煤气化技术的商业化落地注入了新的活力。试车过程中，新能能源展现了其在化工生产运行方面的硬核实力，与能源研究院和新地工程共同组建的开车指挥部，从“安全、人员、技术、制度、物资”五个维度出发，确保了试车进程的安全与高效。经过一个月的连续运行，加氢气化一体化技改项目不仅实现了“高温高气、低温高油”两个工况的自由切换，还取得了完整的实验数据。这一成果得到了中国煤炭加工利用协会组织的性能考核专家组的高度认可。煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术的成功应用，不仅为中国煤炭资源的清洁高效利用开辟了新途径，也为全球能源结构的转型提供了中国方案。近年来，达拉特旗围绕自治区“六个工程”，市委“三个四”工作任务和旗委“八大构筑”部署，始终将培育壮大高新技术企业作为重要抓手，深入落实“科技兴蒙”行动，大力实施创新驱动发展战略，聚焦“构筑大园区”安排部署，把达拉特经济开发区作为全旗工业经济高质量发展的“主战场”，着力构筑以清洁能源、化工、新材料、新能源装备制造为主的四大主导产业和以绿色环保、现代物流为主的两大支撑产业的“4+2”产业体系，充分利用现有产业基础，持续推动达拉特经济开发区向千亿产值目标奋进，为全市经济高质量发展贡献达拉特力量。

新奥首创的煤加氢气化项目投产
2019年12月8日，新奥新能能源20万吨稳定轻烃项目加氢气化技术（Coal Hydrogasification for ARomatics and Methane，CHARM））工业示范装置一次投料成功，并生产出合格LNG产品。催化气化及加氢气化技术均为新奥集团自主开发的新型气化技术，两套装置均为国内首套示范装置。实现了对煤分级、分质、梯级利用。

这套装置共12层，82米高。该气化技术充分利用低变质煤种自身结构特点，获得甲烷产物的同时获得高附加值芳烃油品，与“煤制甲醇-甲醇制芳烃”路线和传统的两步法煤制天然气工艺相比，工艺流程**缩短，能耗**降低。该装置将进一步提高我国化工行业的清洁能源利用效率。
在国家“863”计划课题“煤制天然气新工艺关键技术研究”的支持下，新奥联合中科院山西煤炭化学研究所、华东理工大学、清华大学和东南大学等国内煤化工领域知名院校开展从基础到中试规模的技术开发研究，突破高压氢气煤粉密相输送、高温高压氢气加氧喷嘴、加氢气化炉等关键技术，打通工艺流程，项目攻关实现新突破。在此之前的9月8日，新奥催化气化技术工业示范装置一次投料成功，催化气化装置框架高108米。催化气化装置核心反应器采用的加压流化床气化炉，是迄今为止世界上最重、处理量最大、压力最高的流化床气化炉。其日处理煤量1500吨，反应温度700-800，反应压力3.0-4.5MPa，出口煤气中甲烷含量可达24%。

基于中国煤炭资源禀赋特点和能源利用现状，新奥自主开发了催化气化、加氢气化、地下气化、超临界气化四种适用于不同煤质特点的煤制天然气技术，实现煤炭清洁转化。 煤加氢气化技术，是指煤粉与氢气在中温（800-1000）和高压（5-10MPa）条件下反应， 生成甲烷、芳烃和清洁半焦的过程。这一过程包括煤快速加氢热解、析出挥发分加氢裂解以及残余的焦炭与氢气发生反应生成甲烷的煤焦加氢气化过程。
与其他煤制甲烷工艺相比，新奥加氢气化技术先进。经长期中试实验验证，核心关键装置及整体工艺系统具有规模性放大的技术可行性和可靠性。实验结果表明：加氢气化产品气中甲烷含量达80%，一氧化碳含量10%-15%，二氧化碳含量低于5%。同时加氢气化副产苯、萘、芘、菲、芴等高附加值的芳烃油品，油品产率可达干基煤的10%以上，其中苯和萘占70~80%；半焦产品具有低氮、低硫、高热值的特点，总体碳转化率达50%以上。工艺过程CO和污水排放少，经济性高。
新奥新能能源20万吨稳定轻烃项目2015年6月开工建设，总投资42.6亿元，主产品是稳定轻烃，副产品是天然气。项目建于内蒙古自治区达拉特旗新奥工业园区内，占地面积82万平方米，主要生产装置包括水煤浆气化、净化、甲醇合成精馏、催化气化、加氢气化、深冷分离及稳定轻烃装置等。业内专家认为煤催化气化和加氢气化工业装置的投产将有重要意义,不仅帮助新奥公司打通了产业链,实现了现有业务的有机整合,而且对于中国北方地区的煤炭高效、高附加值综合利用和北方的供热问题提供了一个全新的更优解决方案。

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厉害了，点贊！也谢谢你的分享！

确实需要好好看啊可能啊

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zfeir 发表于 2024-7-15 08:19
谢谢分享

【化工装备十年大发展】1925-2024陕西省研制首架液氢无人机样机
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