用于180万吨甲醇70万吨聚烯烃项目的煤气化技术选择及应用

发布时间：2020-06-03 18:51

【摘要】：典型的煤制烯烃项目主要工艺过程是:以煤为原料,经过煤气化、一氧化碳变换与净化、甲醇合成与精馏生产出中间产品甲醇;甲醇作为原料经MTO(甲醇制烯烃)反应后,在烯烃分离装置获得聚合级乙烯和丙烯,最终通过聚合反应和挤压造粒生产出聚乙烯、聚丙烯产品。本文以陕煤集团蒲城180万吨甲醇70万吨聚烯烃项目煤气化装置为背景,主要围绕项目建设前期煤气化技术选择,介绍了煤气化原理及发展历程,通过GE(美国通用)水煤浆气化、Shell(荷兰壳牌)干煤粉气化等先进气流床煤气化技术的优缺点对比,从煤种适应性、目标产品选择、技术成熟度等方面说明了该项目选择8.7 MPa GE水煤浆加压气化技术的优势。该项目采用的8.7MPa GE水煤浆加压气化技术是国家煤炭深加工产业发展政策中提出的重点示范内容,创造了水煤浆气化压力最高、单台气化炉产气量最大、气化单元总生产能力最大等三个世界之最。气化压力的提高,在同等设计负荷下,减少了运行气化炉数量;经变换、净化后的合成气不经压缩直接进行甲醇合成反应,实现了等压合成,压缩机功耗降低42%;有利于提高低温甲醇洗的吸收效率,缩小了低温甲醇洗装置的设备体积,甲醇循环量降低36%,冷量消耗降低70%,节能减排效果显著。2014年10月26日,该项目煤气化装置首次一次性投料成功,标志着8.7 MPa水煤浆加压气化的首套大型工业化示范装置正式投入运行。在前期运行过程中暴露出了气化炉工艺气带水严重、工艺烧嘴运行周期短、激冷水泵机封频繁泄漏、高压煤浆泵频繁故障等诸多制约装置长周期、安全稳定运行的问题,均通过技术改造、工艺调整和运行优化等方式得到有效的解决,为高压力等级水煤气化技术的研究与应用提供参考。另外,项目还采用灰水预处理和蒸氨相结合的工艺,对煤气化废水硬度高、固含量大、氨氮高的行业难题进行了攻克,属行业首创。
【图文】：

示意图,煤气化,反应过程,示意图

图 1.1 煤气化反应过程示意图煤的成份虽然复杂，但反应过程可总结为放热反应、吸热反应、甲烷反应和水煤气平衡反应等。不考虑原料煤内 C 以外的其它元素，气化炉内主要发生的反应为[4]：燃烧放热升温过程：C+O2→CO2，△H=-393.30 kJ/mol （1.1）产气吸热降温过程：C+H2O→CO+H2，△H=+130.12 kJ/mol （1.2）C+CO2→2CO，△H=+170.71 kJ/mol （1.3）甲烷生产反应过程：3C+H2O→2CO+CH4（1.4）水煤气变换反应过程：C+H2O→CO2+H2（1.5）上述气化炉内反应过程可以是原料煤与纯氧气直接反应，也可以是原料煤与空气

示意图,水煤浆加压气化,工艺流程,示意图

以及我国自主研发的华理多喷嘴、航天炉、多元料浆等技术。1.4.1 GE 水煤浆加压气化2004 年美国 GE 公司收购了 Texaco 水煤浆气化技术，此后统称为 GE 水煤浆加压气化技术。1984 年，山东鲁南化肥厂率先将 2.8 MPa GE 水煤浆加压气化技术引进国内，，并于 1993 年建成投产。随后，上海焦化、渭河化肥、淮南化肥、金陵石化纷纷引入了多套 GE 水煤浆加压气化工艺[8]，为合成氨、合成甲醇提供原料气的生产。截止目前，GE 水煤浆加压气化技术已在中国成功运营 20 多年，并积累了一大批优秀的管理和技术人才。1.4.1.1 工艺流程该气化工艺由于采用水煤浆进料，首先需要将原料煤与水混合研磨制成水煤浆，再与高压氧气一并送入气化炉进行反应，生产粗煤气，底部采用液态排渣。主要工艺流程如图 1.2 所示：
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ546

【参考文献】