煤化工装置提效需科学选择工艺

    煤化工项目的密集建设和投产，使业界积累了一些成功经验。在日前全国煤化工信息站等主办的2013中国煤化工产业发展研讨会上，宝泰龙科技、陕西煤化、华鑫能源等一批煤化工企业介绍了他们建设煤化工项目选择工艺的经验，业内专家还就目前煤制天然气适合的气化工艺以及煤基多联产技术开发提出了自己的见解。

　　焦炉煤气制天然气 焦炉煤气制天然气是第一批列入国家发改委鼓励发展的循环经济技术、工艺和设备名录的项目。研讨会上，华鑫能源开发有限责任公司总裁丁心悦介绍了他们今年4月底投产的焦炉煤气甲烷化合成天然气项目。

　　该项目以副产焦炉煤气为原料气，采用组合净化—甲烷化—甲烷提浓—液化工艺，最终得到符合国标要求的LNG(或CNG)。该项目的核心部分是甲烷化，丁心悦认为，选择焦炉煤气甲烷化工艺路线时，一要针对焦炉煤气的特点，二要注意避免受到煤制天然气工艺的过多影响。选择合适的甲烷化反应压力很关键，低压有利于控制焦炉煤气甲烷化，可减少控制温度需要的循环量和蒸汽添加量，因而更节能。低压甲烷化还可使物料体积减少40%，为后续加压操作减少电耗，因此华鑫能源项目选择的甲烷化压力为1MPa。此外，华鑫能源项目甲烷化催化剂没有采用进口催化剂，而是选用了大连凯特利的国产耐高温甲烷化催化剂，丁心悦给了这种国产催化剂很高的评价，它的耐热温度可达600℃。

　　但目前该装置仅是半负荷生产。丁心悦解释说，这主要因为上游焦化厂受焦炭市场影响产气量不足，同时原计划建设的第二座焦炉未能按时投运，导致目前焦炉煤气供气量不足设计的50%。这种情况其实在焦化行业也很普遍。因此丁心悦提醒那些准备投资建设此类装置的企业，一定要考察好上游焦化厂的实际供气能力和管理水平，否则焦化厂的生产状况会直接影响到焦炉煤气制天然气装置的运行和效益。

　　高温煤焦油加氢制燃料油 七台河宝泰龙科技公司建成的国内首套高温煤焦油加氢制取清洁油品装置已吸引了国内几十家企业前往参观学习。研讨会上，宝泰隆公司总经理杨国祥介绍了装置的工艺和运行情况。

　　该装置以当地丰富的高温煤焦油及甲醇企业剩余弛放气为原料，采用加氢精制和加氢裂化工艺技术装置生产优质石脑油和柴油调和组分。其中，加氢精制的氢源来自甲醇弛放气，在满足加氢要求的同时还解决了甲醇弛放气“排空”的环境污染。

　　杨国祥认为，这套装置的工艺特点主要体现在三方面，一是在世界上首次将两段法氢裂化技术引进煤焦油提质技术领域；二是有针对性的选择了煤焦油加氢精制和裂化催化剂，降低了加氢裂化过程中的催化剂结焦几率，延长了催化剂寿命；三是减少了工艺污水排放，用常规真空泵即可实现减压塔在真空条件下的操作，避免了蒸汽喷射泵带来的大量含油污水排放。

　　合理的工艺选择让这套装置给宝泰隆公司带来了不错的经济效益。据杨国祥介绍，去年装置运行负荷90%，总产值2.67亿元，利润总额近4000万元。

　　煤制天然气气化工艺 天然气短缺让煤制天然气项目格外受追捧。面对企业建设煤制天然气项目的热情，赛鼎工程有限公司副总工程师赵焰飞就如何选择煤制天然气气化工艺给出了自己的见解。

　　气化装置是整个煤制天然气装置的龙头，合理选择气化技术路线直接关系到项目的投资费用和运行成本。那么建设煤制天然气项目到底该选择什么样的气化路线才最合理呢？赵焰飞以新疆准东长焰煤为气化原料煤，对比了采用固定床加压固态排渣气化、固定床加压液态排渣气化、GSP气化、水煤浆气化等不同气化技术的煤制天然气项目。

　　赵焰飞认为，由于目标产品天然气的主要有效成分是甲烷，采用固定床碎煤加压气化技术得到的粗煤气气体组分中含8%~13%的甲烷，相当于产品总量的30%~45%，这大大减少了后续装置（变换、净化、甲烷化以及甲烷压缩）的负担。同时采用固定床气化的氧耗远远低于其他气化技术，空分装置规模小，再加上固定床气化装置本身的投资也明显低于上述其他几种气化方式，项目总投资大大降低。因此煤制天然气项目无论是从工艺优化还是从投资效益来看，气化装置选用固定床加压气化技术都是最佳选择。

　　但赵焰飞同时指出，固定床加压气化一般要求块煤的粒度在6~50毫米，粉煤量一般不超过进料量的5%，但随着矿井机械化综采技术的提高，煤的成块率实际在降低。因此目前的煤制天然气项目首先要根据原料煤的成块率和粉煤用量，进行块煤和粉煤平衡。如果平衡后仍剩余粉煤且粉煤无其他利用途径，气化装置就要选择以固定床气化技术为主、粉煤气化为辅的双气头配置。

　　低阶煤分质多联产 煤炭多联产被认为是煤炭清洁高效利用的最佳方式。但煤基多联产技术开发是一个非常复杂的系统工程，它包含了许多个单项技术及子系统，如何才能保证多联产全系统能耗和排放的最小化呢？

　　陕西煤业化工责任有限公司根据陕北长焰煤特点，提出了煤炭资源为龙头、热解技术为核心、由煤的四级分质转化技术耦合集成的低阶煤分质清洁高效转化多联产路线，并在许多子系统成功地进行了工程实践。

　　陕西煤化副总经理尚建选总结了他们在多联产技术开发上的的几点经验：一是各环节技术开发首先要考虑原料特点，实现合理分质利用；二是单项技术工艺原理研发与工程技术开发要同步，关键工艺研发和生产装置研发也要同步，并且在工艺研发过程中就要考虑到装置建设时设备的工程化和国产化问题；三是各环节工艺技术的产品、能效、投资、投资、消耗、排放要服从于全系统耦合技术的最终核算；四是对同一生产环节的不同工艺要客观评价，选择有互补性的多项技术同步开发。