合成气生产过程中氧化锌法脱硫的几点认识

第39卷第1期化工设计通讯2013年2月Chemical engineering design communications专论与综述关于煤化工装置建设几个问题的讨论唐宏青(中科合成油工程有限公司,北京101407)摘要:探讨了煤化工装置的规模、煤制油的“四高”、煤气化方法的选择和多联产的能量转化率等问题;认为在国内建设新形势下,认真硏究煤化工装置建设的规律,有助于推进煤化工的科学发展,为建成经济上发达而又美丽的中国开创新的局面。关键词:煤化工;装置建设;煤制油;多联产;能量转化率中图分类号:TQ54文献标志码:A文章编号:1003-6490(201301-0001-04Issues of Construction of Coal Chemical PlantsTA NG Hong-qingSynfuels China Engineering Co., Ltd. Beijing 101407,China)Abstract Discuss these issues: scales of the coal chemislant. the four kinds of highconsumption in the Ctl technical process, choice of the coal gasification technology and energyconversion rate in poly generation technology etc. So under the new situation of the domesticconstruction, pattern of the coal chemical plant construction should be studied seriously w hich helpsto promote the coal chemical industry scientific development, and to open up a new horizon for oureconomically developed and beautiful china in the futureKey words coal chemical industry plant construction; CTL(coal-to-lquids); poly generatienergy conversion rate1煤化工装置的规模对于一个煤炭集团来说,总体上是盈利的,这在石油集团的身上早已体现,大家心知肚明。1.1煤化工装置的规模越来越大煤制油的装置,情况也不会例外。近年来,煤化工裝置的设计规模不断飚升,因此,煤化工装置的规模越来越大,不惧怕已经到了环境可以接受的极限。例如,单套装置巨额投资年产合成氨1200kt和尿素2000kt、甲醇1800kt、1.2过剩的中小装置如何处理煤制油5400kt、煤制烯烃1400kt、煤制天然气近期,许多人在讨论,目前合成氨和甲醇的55×10m3等产能已经大大过剩,开工率分别只有70%和制定这样大的装置规模有客观原因,主要是50%,每年分别有6000~8000kt的新合成氨和装置的经济性和可以圈到煤田的规模。其中,装甲醇装置建成投产,中小规模(300kt/a以下)的置的经济性与原料和产品的价格有关。装置何去何从?实际上,如果从挖煤开始算起,煤化工装置中国煤化工社会动荡,积极改造无一不是盈利的。关键在进入装置的煤价另有算才CNMH前行业内关心的问题法,进厂煤价的高低决定了产品能否盈利。但是图1是改造的途径,有的地方正在实施。收稿日期:2012-12-24作者简介:唐宏青(1941-),男,上海人,教授级高工,中科合成油工程有限公司顾问。化工设计通讯第39卷甲醛、醋酸、乙二醇、芳烃聚烯烃高能耗,高排放,高水耗,高投资”,因此,国甲醚醇或低碳醇(Mm0、MP)合成天然气产品已经过剩技术上尚未过关工艺链很长产品价格低家有关部门曾三令五申,禁止煤制油项目大发展事实上,所有的煤化工项目都是“四高”项目,为什么偏偏要给煤制油戴上“四高”的帽子?过剩中小甲醇和合成氨装置的改造问题在于不恰当的宣传。例如有的学者说,煤制油的能量转化率为28%,以此推论,煤制油该封杀。这些从早期的数据得出的结论,至今汽油(MTG)氢气F-T合成油品仍然被一些学者引用。在有醇无油地区在炼厂附近在炼厂附近生产粗油在无油地区单独生产段时间以来,国家发改委给予神华宁煤图1过剩中小甲醇和合成氨装置的改造伊泰集团、山西潞安,以及兖矿榆林四个煤制油项目路条,共计8000kt/a产能,要求在“十从图中可以看出,改造成甲醛、醋酸、二甲五”期间建成投产,使得煤制油的发展形势得到醚,乙二醇、芳烃(MTA)、乙醇或低碳醇,聚好转烯烃,合成天然气等,都有难度。而改造成汽但是近期(2012.12.3),中国著名化工媒体油、氢气、F-T合成油品等,在条件许可下是一刊文强烈反对煤制油,并引用权威人土的话强条出路。调:“煤制油不仅能源转化效率低下、产业链短、因此,合成油工艺可以大型和小型并举,大应对市场变化的能力差,而且面临的环保压力日型的作为独立的煤制油厂,小型的作为现有合成益增大”,“就能源转化效率来看,煤制油无疑是氨和甲醇装置多元化改造,或者一个综合企业的最低的,绝不能作为煤化工的首选。”1条支线显然,对煤制油仍然存在不同意见2对煤制油评价为“四高”问题的看法2.2煤制油是否“四高”?从近年来得到的数据可以看出,在煤化工行2.1发展煤制油的阻力业中,煤制油的效果不是最坏的,在煤化工行业若干年来,煤制油被认为是四高行业,即算是中等。见表1表1煤化工产品的能耗和能量转化率吨产品能耗/吨产品热值/能量转化效率/(水煤浆气化为龙头)甲醇422.66甲醚6345,8醋酸3937,3油品F-T合成柴油11014,58直接液化柴油MTG汽油MTO聚烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)150MTP聚丙烯(丙烯、石脑油、LPG15045.8130.52011年煤发电(全国平均37.23例如,有关能量转化率的问题,经过论证,能量转化率不是发展产品的主要指标。但是有H中国煤化邛烷)的能量转化率很CNMHG吗?2011年煤发电能人还是要拿能量转化率作为应该发展什么,不应量转化效率全国平均为37.23%,是否不要发电该发展什么的依据,连年纠缠不清。了?这样简单的反证法,可以把能量转化率的作这里不妨提问:把煤磨成水煤浆,能量转化用说明了。表1是煤化工产品的能耗和能量转化率在95%以上,是否全国都要把挖出来的煤磨率,可以看出,煤制油的能量转化率不算低,比唐宏青:关于煤化工装置建设几个问题的讨论煤发电要高一些。烃更费钱另以水耗为例,煤制烯烃的水耗设计值为又以单位产品排放CO2为例,煤制烯烃的32t/t,煤制油不到其一半,却在这个问题上受工艺链最长,无疑单位产品能耗最高,煤中的碳责难,很不公平。实际上,水耗是一个设计和投排入空气中的CO2比例最高资问题,大幅度增加投资,可以明显降低水耗表2足以说明问题,煤制油的水耗、万吨产再以投资为例,以吨产品为指标,煤制油的品投资、CO2排放均属于中等。投资为煤制聚烯烃的一半,足以证明发展煤制烯表2超大型煤化工装置几个重要数据目标产品吨产品水耗/万吨产品投资煤中的碳亿元排入大气的比例/合成甲烷(天然气甲醇0.55~0.665,1尿素(经合成氨)醋酸油品F-T合成柴油直接液化柴油MTO聚烯烃(乙烯、丙烯、丁烯32(设计28.9(考核)2.8~3.0MTP聚丙烯(丙烯、石脑油、LPG)因此,应在媒体上积极介绍煤制油特别是费注重年运行时间,而不要仅仅看一次运行时间。托合成制柴油的经济指标,消除人们对于煤制油如果达不到要求,特别是年运行时间在偏离的恐惧,为煤制油的发展铺平道路8000h较大的情况下,用户一定要用该技术3煤气化方法选择中的几个问题最好有备炉3.2以煤定炉3.1运行时间在选择煤气化技术的时候,首先要确定煤的近年来煤化工的发展,大量体现在煤气化技品质,这是大家通常采用的方法。煤的品质包括术的进步上,新的煤气化技术不断成熟,有国外灰熔点、灰含量、粘度、挥发分、内水含量等。引进的,国内开发的。其中,有些煤气化技术不但是近年来一些气化技术推销商,过分夸大自己断成熟,如航天炉气化技术、Shel气化技术、炉子的优点,不断降低技术标准,例如把水煤浆GSP气化技术等,这是大家可以看到的事实气化的浓度降低至54%,这是不应该的。不适但是如何衡量煤气化技术的进步,却有不同合用这样的炉型就退出,不必勉强。这个原则就的方法。目前通用的办法是外商提出的一台炉连叫“以煤定炉”续运行多少天,他们认为连续运行100d就标志3.3炉型的匹配着这个技术已经过关。这个说法有一半道理,连在大型煤化工装置中,可以采用两种不同的续开100d确实不易,但与我们传统的设计理念气化炉,这是比较合理的。事实上,这往往是气有些不同。传统的设计理念是年操作8000h,化后流程的需要,也就是激冷流程和废锅流程的年停车通常只能是一次。而石油部门远比化工行组合,使得既能够得到一些中压蒸汽,又可以满业苛刻,他们要求连续运行24个月以上。足成气电水与的更卡事实上,煤化工装置连续运行8000h是不中国煤化工装置中,气化炉的台简单的,目前的几种煤气化技术除了水煤浆以数CNMH来的管理造成麻烦比外,其他都有难度。航天炉和小型She气化炉较多,这也是情理中的事还好一些,有这个潜力。多数新的气化技术事实上是达不到的,还有待于进一步提高4多联产能量转化率的探讨因此,我们在选择煤气化技术上,应该更加4.1多联产的热情很高化工设计通讯第39卷近年来,一些煤电集团在大力发展煤电的同人才聚集、知识积累等相当困难,如果在一个环时,大举向化工进军。他们提出的多联产规划,节上没有处理好,就有可能损失巨大。投资大、规模大,是多联产的典型2。特别是在42多联产的经济性迟不出台的“煤炭产业十二五深加工规划”中目前,对于多联产的热情,能源企业重于化列举了15个项目,其中9个是多联产项目工企业。化工企业向电力延伸的问题,早在多年按照电力企业多联产的设想,在大型煤矿的以前已有所考虑,并不感觉到非常迫切。这是因坑口,建立全新的化工电能综合企业,将电能企为尽管IGCC声称能量转化率很高,但是产品电业和化工企业结合起来统一考虑建设,见图力的价格不高,不如化工产品值钱。表3列出,空气「空分每1GJ能量的煤,转化为电力和化工产品的产化工产品值,说明合成气用来发电不如用来生产化工产品氧气(煤制天然气除外)。原料煤多种合成气气体燃料加工技术的这里对表3作出解释:根据全装置吨产品的集成液体燃料蒸汽能耗,或能量转化率,和产品的热值,计算出1CJ能量的煤转化为电力或化工产品的产量,再根据实际产品的单价,计算出1GJ能量的煤转化为电图2多联产概念示意力或化工产品的产值,最后算出万元GDP能耗这种想法有它的道理,但是这样的工程投资数据说明,煤制油和煤制聚烯烃很合算,煤大,工期长,建设难度相对较大。为此,可能是发电不合算。这里没有叫大家不要发电,煤发电先电后化,也可能是先化后电,也可能电化同时的重要性在中国是无可非议的,只是希望大家对实施,一起投产。后者的组织实施、企业管理、煤制油有一个合理的认识表31CJ能量的煤转化为电力和化工产品的产值能量转化率/吨产品能耗/10J能量的煤转化为电力或产品的单价/GJ能量的煤转化为电力或万元GDP能耗/化工产品的产量化工产品的产值/元煤制天然气15.7m32.28/m3(北京)煤发电全国平均37.23(9.67MJ=1kW·h)103.4kW·h0.4883/(kWh)011年)198.1(北京)43(9,67MJ=1kWh)119.4kWh0.4883/(kWh)3.0/k140.0煤制聚烯烃150(含C4)6.67kg11.0/kg73.4136.2煤制油(F-T)110(油品)73.62011年全国各行各业总计因此,在煤制天然气除外的前提下(煤制天将来临,认真研究煤化工装置建设的规律,有助然气是公益项目,另作别论),“以电联化”效益于推进煤化工的科学发展,适度发展煤制油,为是提高的,“以化联电”效益是下降的,一个全建成经济上发达而又美丽的中国开创新的局面。新的“以电联化厂”比“全电厂”效益好,一个全新的“以化联电厂”比“全化厂”效益差。电中国煤化工化是否联合,取决于市场的需要和经济效益,而CNMHG目放量[N].中国化工报不是能量转化率。[2]张宏忠,戴长华,煤化工多联产基地的建设[J].煤化工5结语2007,35(2):52~543]唐宏青.煤化工装置的能量转化率研究〔冂].化工设计通在国内建设新形势下,煤化工的有序发展即讯,2011,37(4):5~10,13