殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望(續)

第51卷第1期化肥設計Feb. 20132013年2月Chemical Fertilizer Design●1●專(zhuān)題綜論殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望(續)張宗飛,杜國慶(中國五環(huán)工程有限公司,湖北武漢430223)摘要:簡(jiǎn)述了殼牌煤氣化裝置的基本情況;例舉了殼牌煤氣化典型裝置的運行狀況;介紹了殼牌公司為完善裝置所采取的相關(guān)措施;分析了殼牌煤氣化技術(shù)在大型煤氣化項目上的應用優(yōu)勢。結果表明:①殼牌煤氣化裝置的運行狀況正在好轉,典型裝置2011年全年總運行天數達320天;②殼牌煤氣化裝置的國產(chǎn)化工作和煤種控制的研究正在開(kāi)展,將有利于降低裝置投資費用和提高裝置運行周期;③殼牌煤氣化裝置具有能量轉化效率高和水耗少的優(yōu)點(diǎn),符合國家產(chǎn)業(yè)政策, ,將在我國十二五期間的大型煤氣化項目中得到更進(jìn)一步的應用。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;運行;設備國產(chǎn)化;在線(xiàn)煤質(zhì)分析系統;應用前景doi: 10.3969/j. issn. 1004 - 8901. 2013.01.001中圖分類(lèi)號: TQ545文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901(2013)01 -0001 -04Presently Operating Situation and Prospect for Shell Coal Gasification Plant( Continuous)ZHANG Zong- fei, DU Guo- qing( China Wuhuan Engineering Company Lled. , Wuhan Hubei 430223 China)Abstract: Author has briely described the basic situation of Shell coal gasification plant; has listed the operating situation of the typieal Shell coulgaification plant as an example; has intoduced the appropriale measures to improve the plant by Shell Company ; has analyzed the pplicable superorityof Shell coal gaification technology in large sized coal gasification priject. Result indicates that:( l)The operating situation of the Shell coal gasificationplant is geting betr, the typical plant is running in 2011 reaching to 320 days tallyl anully;(2)The inland sel-manufacture work of the Shell coalgasifeation plant and the research work for contoling coal kind are developing, it will be beneficial to decrease the investment fee of the plant and in-crease the operating period of the plant;(3) The Shell coal gasification plant has advantages with high energy conversion eficiency and low water con-sume, it will be applied further in the large-sized coal gasification project during the 12th five years plan in China, meeting the national industry policy.Key words :Shell coal gasification plant; operation; inland slf-manufacture of equipment; coal quality analysis system on line; applicable prospectdoi:I0. 3969/j. isn. 1004 - 8901.2013.01.00121世紀初,隨著(zhù)石油價(jià)格飛漲,促使湖北雙環(huán)科滿(mǎn)優(yōu)”運行154天以及全年總運行320天,其優(yōu)勢技股份公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)湖北雙環(huán))考慮實(shí)施合成氨裝也逐步顯現。殼牌煤氣化裝置所具有的能量轉化置的油改煤工程,經(jīng)反復考察論證,湖北雙環(huán)最終選效率高和水耗少等優(yōu)點(diǎn)符合國家產(chǎn)業(yè)政策,將在我擇了殼牌(Shel)千煤粉氣化技術(shù)(SCGP) ,并于2001國十二五期間的大型煤氣化項目上得到更進(jìn)一步年簽署了技術(shù)許可合同,至今已經(jīng)11個(gè)年頭,從湖北的應用,筆者以下再次著(zhù)重介紹殼牌煤氣化裝置近雙環(huán)殼牌煤氣化裝置2006年5月順利投產(chǎn)到現在也幾年來(lái)的運行現狀,展望其發(fā)展趨勢。超過(guò)了6年。在這段時(shí)間內,國人對殼牌氣化的看法1 Shell 氣化裝置基本情況經(jīng)歷了起初的“瘋狂盲從”到對其“妖魔化”,再到現在“不置可否”的3個(gè)階段。如何正確看待和評估殼目前國內已先后引進(jìn)19 套共23臺氣化爐用于牌煤氣化裝置的優(yōu)勢和不足,準確把握其潛在的發(fā)展生產(chǎn)合成氨、甲醇、煤制氫及煤制烯烴等"。迄今趨勢,筆者曾于2010年在《化肥設計》雜志第3期發(fā)為止，國內已經(jīng)有16套共20臺氣化爐投入運行,其表了《殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望》- -文,對他處于在建狀態(tài)。國內引進(jìn)的19套SCGP裝置基其存在的問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)事求是的分析,并提出了相本情況見(jiàn)表中國煤化工應的建議和技改方案。近2年來(lái),殼牌煤氣化裝置作者簡(jiǎn)介:張宗YHCN MH G06年畢業(yè)于南京啊山江州化工工程項目的的運行狀況逐漸好轉,典型廠(chǎng)家已能達到“安穩長(cháng)技術(shù)管理和工程設計等工作?！?.化肥設計2013年第51卷表1國內引進(jìn)的 19套SCGP裝置基本情況序號企業(yè)名稱(chēng)氣化壓力/MPa日 投煤量/t產(chǎn)品規模/萬(wàn)t.a-'投產(chǎn)時(shí)間湖北雙環(huán)科技股份公司3.5960合成氨2006 -05廣西柳州化肥股份公司4.01300.2007 -01中石化岳陽(yáng)殼牌氣化公司2 2002006 -12中石化安慶分公司.2006-11中石化湖北化肥分公司2006 - 12云南天安公司2 7002008 -05云南云維集團有限公司502008 -0:河南永城龍宇化工公司2 100甲醇河南開(kāi)祥化工有限公司1100.10 河南中原大化集團公司|1 大連大化集團有限公司1 1002009 -1112 神華煤制油有限公司2x2 200純氫2x313 (Vd)13 大唐國際發(fā)電股份公司聚丙烯462010- 104天津堿廠(chǎng)2x2 000醋酸/丁辛醇/甲醇20/22/502010 -10.15 貴州天?；び邢薰? 000合成氨/二甲醚30/152010-1116云南 云天化股份有限公司.0302012 -0617 河南鶴壁煤化工有限公司6(建18 大同煤業(yè)有限公司在建9河南水城龍宇化工公司5C暫Shell在其他國家也有2套2臺裝置用于生產(chǎn)以下分敘Shell氣化裝置典型工廠(chǎng)運行情況。合成氨，均在越南。其中越南化工總公司的煤制合2.1 柳化裝置成氨項目為中國寰球工程公司EPC,已于2012年4柳州化肥股份公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)柳化)是Shell氣月開(kāi)車(chē)成功;越南河北氮肥有限公司的同類(lèi)項目正化裝置進(jìn)人國內的第2套,日投煤量為1300t。自在建設中,為中國五環(huán)工程有限公司承擔EPC。越2007年1月開(kāi)車(chē)以來(lái),運行平穩,近5年的總運行天南2套SCGP裝置基本情況見(jiàn)表2。數和最長(cháng)運行天數見(jiàn)表3。表2越南2 套SCGP裝置基本情況表3柳化Shell煤氣化裝置運行天數氣化壓力日投煤量產(chǎn)只規模年份2007年2008年 2009年 2010年 2011 年序號企業(yè)名稱(chēng)1萬(wàn)ta~總運行天數/天212853313381越南化工總公司1300合成氨) 2012 -04最長(cháng)運行天數/天4109115914:2越南河北氮肥有限公司4.0 1300 合成氨30由表3可以看出,其已經(jīng)連續3年實(shí)現單爐超過(guò)330天以上的累積運行時(shí)間,在2011年更是創(chuàng )造了全2 Shell氣化裝置運行現狀年總運行天數超過(guò)338天的記錄,同時(shí)也證明了Shell2006年以來(lái)陸續投產(chǎn)的Shell 煤氣化裝置至今日投煤量1 000噸級氣化裝置在中國已經(jīng)獲得了已有6年,有段時(shí)間部分業(yè)界專(zhuān)家認為Shell氣化只成功。有2個(gè)80%,即裝置運行負荷率為80%,全年的開(kāi)2.2永城裝置工率為80%。隨著(zhù)時(shí)間的遷移,國內生產(chǎn)企業(yè)對河南永城龍宇化I公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)永城)氣化爐Shell技術(shù)的理解吸收,對氣化用煤的管理和重視，投煤量公稱(chēng)能力為2100 Vd,產(chǎn)品設計規模為50萬(wàn)Va現在Shell裝置的運行情況已經(jīng)大為改善,除湖北雙甲醇,設計有效氣(CO +H2)產(chǎn)量為132 000 m'/h。環(huán)柳州化肥廠(chǎng)等早年引進(jìn)的小規模裝置(投煤量2008年5月投產(chǎn),開(kāi)始受煤質(zhì)影響,生產(chǎn)負荷長(cháng)年為公稱(chēng)能力為1 200 Vd)全年運行天數可達330天外, .80%左右,后中國煤化工大氣量循環(huán)氣大型氣化爐(投煤量公稱(chēng)能力為2000/d及以上)壓縮機,目前|MHCNMH G自2008年5月的運行時(shí)間和運行負荷也得到了長(cháng)足進(jìn)步。筆者以來(lái),永城Shell煤氣化裝置總運行情況見(jiàn)表4。第1期張宗飛等殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望(續)表4永城Shell煤氣化裝置運行天數并超過(guò)了設計值。根據最新信息,其氣化爐進(jìn)料系年份，2008年2009年2010年 2011年采用從澳洲進(jìn)口的低灰分高硫石油焦與貴州本地總運行天數/天143200320煤種進(jìn)行摻混的方式,2011年累計運行240天,2012年煤氣化裝置穩定在90%負荷運行最長(cháng)時(shí)間72天需要說(shuō)明的是永城裝置是以生產(chǎn)甲醇為最終(受外購供氧空分故障被迫停車(chē)),8月到9月期間產(chǎn)品,在2008年和2009年金融危機期間,甲醇產(chǎn)品進(jìn)行100%負荷連續運行考核已經(jīng)超過(guò)10天。采受市場(chǎng)的影響較大，裝置開(kāi)工率不足,年運行天數用配比石油焦的配煤方式徹底改變了之前高灰熔較短。實(shí)施技改后裝置的運行周期和負荷都得到點(diǎn)和高灰分煤種必須配優(yōu)質(zhì)煤的苛刻要求，同時(shí)由了較大改善,據河南煤化集團2012年3月3日的相于石油焦性質(zhì)穩定,對煤氣化裝置以及后序變換等關(guān)報道,截止到2012年2月27日,龍字煤化工生產(chǎn)裝置運行狀況的改善也具有積極的作用。裝置實(shí)現安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)運行154天,取得國內同類(lèi)技3 Shell 氣化裝置的國產(chǎn)化術(shù)、同類(lèi)規模單裝置運行最好成績(jì),確立了其在Shell 煤氣化技術(shù)應用方面的國內“排頭兵”地位。除Shell 氣化裝置的運行狀況較之以前有了長(cháng)足2.3 洞氮裝置的進(jìn)步和改善外,為解決Shell氣化裝置投資過(guò)高的問(wèn)中石化岳陽(yáng)殼牌氣化公司(簡(jiǎn)稱(chēng)洞氮)為殼牌題,殼牌在設備國產(chǎn)化方面也進(jìn)行了相關(guān)工作。和中石化合資工廠(chǎng),具有典型示范效益，其氣化爐2009年9月,殼牌和3家中國公司簽署了氣化投煤量公稱(chēng)能力為2 200 Vd,設計規模為52萬(wàn)Va爐制造的許可協(xié)議,3家中國公司分別為蘇州海陸合成氨,除本身的商業(yè)化運行外,此套裝置在原煤重工股份有限公司、無(wú)錫華光鍋爐股份有限公司以供應控制、生產(chǎn)運營(yíng)、設備管理和工藝優(yōu)化等方面及東方鍋爐(集團)股份有限公司，且在國外西班牙進(jìn)行了相應改進(jìn),取得了長(cháng)足的進(jìn)步。該裝置在高.BPE公司破產(chǎn)后,東方鍋爐(集團)股份有限公司已負荷下處理了近百種不同類(lèi)型的煤,2011年實(shí)現了經(jīng)接手原先在BPE進(jìn)行制造的大同煤業(yè)60萬(wàn)Va304天的商業(yè)運行,并創(chuàng )造了自2006 年2月到2012甲醇項目的氣化爐工作。殼牌氣化重要設備國內年5月,累計700萬(wàn)人工時(shí)無(wú)損失事故的安全記錄，.供貨商名單見(jiàn)表6。同時(shí)截止到2012年7月21日,在2012年內201個(gè)表6殼牌氣化裝置重要設備國內供貨商名單日歷天內實(shí)現了195天的高負荷運行,在線(xiàn)率高達已經(jīng)許可正在許可97% ,連續運行145天。洞氮Shell煤氣化裝置近5序號項目的供貨商國產(chǎn)化效果年來(lái)運行天數見(jiàn)表5。1氣化爐內件無(wú)錫華光、 蘇州節約30%投資表5洞氮Shell煤氣化裝置運行天數海陸、東方鍋爐并縮短交貨周期2-3個(gè)月年份007年 2008年 2009年 2010年 2011年2煤燒嘴上海711、航天遠總運行天數(天121(289) 243(326) 208<888 264(310) 3433)征、岳陽(yáng)四化建和運行成本注:括號內數據為下游裝置對煤氣化裝置年所需最大天數(頭部維護)2.4云天安裝置3點(diǎn)火/開(kāi)工 航天遠征上海711節約50%投資云南天安公司(簡(jiǎn)稱(chēng)云天安)氣化爐投煤量公.燒嘴并簡(jiǎn)化開(kāi)車(chē)流程稱(chēng)能力2700 V/d,其為現有已經(jīng)開(kāi)車(chē)的Shell氣化爐中投煤量之最,且設計煤種中灰分高達31.3%,氣鎖斗閥上海開(kāi)維喜蘇州節省50%投資安特威、上海弘盛化條件較為惡劣。該裝置除首次開(kāi)車(chē)年度的2008年運行92天外,隨后的2009年2010年以及2011年北京安秦、節省 40%投資中材高新、和運行成本運行天數分別為243天.287天以及319天,且平均操西安寶德作負荷在90% ~ 100%期間。2012年6月14日裝置主動(dòng)停車(chē),至此該裝置連續高負荷穩定運行157天，6煤閥上海開(kāi)維喜、節省30%投資岳陽(yáng)東方自控創(chuàng )造了殼牌煤氣化裝置連續運行新的世界記錄。7三通閥合肥通用.節省60%投資.5 天福裝置中國煤化工貴州天?；び邢薰?簡(jiǎn)稱(chēng)天福)氣化爐投8充氣設備HCNMHG節省30%投資煤量公稱(chēng)能力2000 Vd,產(chǎn)品設計能力為52萬(wàn)Va合成氨,盡管開(kāi)車(chē)時(shí)間不長(cháng),但生產(chǎn)負荷已經(jīng)達到.●4●化肥設計2013年第51卷4在線(xiàn)煤質(zhì)分析 系統的開(kāi)發(fā)與研究5展望煤種的穩定對于任何一種煤氣化技術(shù)都是一5.1國家對 節能降耗的要求件十分重要的事情,煤種波動(dòng)幾乎成了氣化裝置停目前，國內氣化技術(shù)“百家爭鳴,百花齊放”，車(chē)的最主要原因之--,為了避免此種現狀的繼續存作為第1套引入中國的干法煤氣化代表的Shell工在,在煤種的處理和控制方面,殼牌也在努力進(jìn)行藝曾一度因其投資較高、單爐無(wú)備爐等原因而處工作。據筆者了解,殼牌正在與Thermo Scientifie合于尷尬地位,近4年來(lái)國內沒(méi)有一個(gè)新的項目采作,對其產(chǎn)品在線(xiàn)煤質(zhì)分析系統進(jìn)行認證,以達到用Shell氣化裝置似乎對其進(jìn)行了較好的“證明”，實(shí)時(shí)監控進(jìn)人氣化爐內煤種組成,灰分含量以及灰但國家發(fā)展和改革委員會(huì )編制的《煤炭深加工示的組成,同時(shí)也可對加入助熔劑如石灰石的比例進(jìn)范項目規劃》中對“十二五”期間煤炭深加工示范行調節,幫忙現場(chǎng)操作人員進(jìn)行判斷和指導操作。項目的能效和資源消耗指標提出了明確的要求和此系統的引人將可徹底改變包括Shell 在內的干法規定。筆者認為,該項要求和規定有利于殼牌氣煤氣化裝置對于煤種波動(dòng)過(guò)于頻繁但又無(wú)法控制化I藝的應用和推廣:。的現狀,將大幅減少煤氣化裝置的開(kāi)停車(chē)次數,在“十二五”期間煤炭資源深加工示范項目和資線(xiàn)煤質(zhì)分析系統的開(kāi)發(fā)與研究值得期待。源消耗指標見(jiàn)表7。表7“+二五”期間煤炭深加工示范項目能效和資源消耗指標項目能效煤耗(折標煤)新鮮水耗序號項目.基本要求/%先進(jìn)值/%基本要求先進(jìn)值基本要求/1.t-'標煤先進(jìn)值/1.tr-標煤1煤間接液化≥42≥47≤3.6t/t油品≤3.4v/t油品≤2. 75≤22煤制天然氣≥56≥60≤2. 3U/km3天然氣≤2.0 V/km'天然氣≤3.0≤2.53 煤制烯烴≥40≥44≤5.3V1烯烴≤5.0Vl烯烴≤44煤制合成氨≥48≥52≤1.5vt氨≤1.4vt氨≤≤3.0.5低階煤提質(zhì)≥75≥85≤0.15(Vl進(jìn)料煤)≤0. I3(Vt進(jìn)料煤)注:采用褐煤、高灰煤等低質(zhì)煤可適當放寬指標,難以采用空冷技術(shù)的地區可適當調整水耗指標。5.2 Shell 氣化工藝節能降耗的優(yōu)勢小，且由于在原料煤和燃料煤的使用上Shell工藝由表7可以看出,國家對新上項目的要求(能較少,所以全廠(chǎng)經(jīng)濟效益(全投資稅前財務(wù)內部收效和消耗方面)已經(jīng)超過(guò)化工裝置通常的“安、穩、益率)為13.01% ,也高于采用A技術(shù)的12. 64%。長(cháng)、滿(mǎn)、優(yōu)”的常規要求,在此情況下, Shell工藝的6結語(yǔ)能量轉化效率高、水耗少等優(yōu)點(diǎn)將在同類(lèi)項目技術(shù)方案的選擇中占有較大優(yōu)勢。以某煤制烯烴項綜上所述,Shell工藝既符合“十二五”期間國家目為例,對于不同氣化技術(shù)進(jìn)行全流程比較(Shell對節能降耗的要求,又符合企業(yè)追求利潤的要求，氣化技術(shù)廢鍋流程與某干粉煤氣化激冷流程A技，特別是在目前Shell煤氣化裝置運行狀態(tài)大為好轉術(shù)),結果為:①全廠(chǎng)能量轉化效率方面, Shell為的前提下,筆者相信:Shell氣化工藝在“十二五”期45.8%,較A技術(shù)的41.2%高出4.6%;②噸烯烴間的大型煤氣化項目上將會(huì )占有一席之地,并將重產(chǎn)品折煤耗(標煤)方面,采用Shell工藝為3.6t,新煥發(fā)在中國市場(chǎng)上的“第二春”。較A技術(shù)的4.02t節約0.42 t;③新鮮水耗方面,參考文獻:Shell工藝為2.49 /t標煤也比A技術(shù)的2.861要[1] SCGP Improvements and lessons learned over the past year[R].殼牌昆明第4屆用戶(hù)大會(huì ),2009.少0.37 t。[2]張宗飛,湯連英產(chǎn)衛昂等吉陸世與心壯學(xué)的運行現狀與展望以上數據可證明,Shell工藝在先進(jìn)性方面的中國煤化工[J].化肥設優(yōu)勢很明顯;在投資和效益方面,由于大型項目中[3]國家發(fā)展和MHCN MH G規劃[R]. 201.煤氣化裝置投資在全廠(chǎng)總投資中所占權重相對較.收稿日期: 2012-10-16