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透视煤化工的冷与热 增速将取决于国家政策

2014/8/21 8:15:10      点击:


  日前,世界最大的水煤浆气化装置——单炉日处理3000吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化装置,在兖州煤业鄂尔多斯能化公司投产。该装置氧耗、煤耗比同类型气化技术低3%~5%,碳转化率达到98%以上,有效气体成分转化率为82%~85%。

  近期,煤化工再度成为了业界焦点。先是国电等央企巨头陆续撤离煤化工领域,大干快上的煤化工项目似乎转瞬之间就由“香饽饽”变成了“烫手的山 芋”;之后,7月22日,国家能源局发布《关于规范煤制油、煤制天然气产业科学有序发展通知》,提出煤制油、煤制天然气“不能停止发展、不宜过热发展、禁 止违背规律无序建设”;与此同时,各种新型煤化工技术、工艺以及煤气化炉的研发依旧热度不减……我们应如何看待煤化工产业在近几年的热度变化?中国化工报 记者进行了采访调研。

  增速将取决于国家政策

  在记者的调研采访中,无论是设计院还是气化技术专利商都一致反映,明显感觉今年的活比以前少多了。谈起“活少多了”的原因,东华工程科技股份有 限公司副总经理李立新向中国化工报记者介绍,一是已获“路条”项目启动慢,而且政策控制与监管越来越严格;二是传统的化肥、精细化工项目市场在萎缩,尿素 产能过剩太严重,不在产煤区的氮肥项目没有竞争力,化肥企业对原料路线改造前景不看好,改造的积极性不高。

  李立新认为,化肥、精细化工项目短期内不会有太大变化,大型项目进展取决于国家政策的控制节奏。去年,国家发改委加快了对煤制天然气的审批速 度,总共约有15个项目陆续获得国家发改委“路条”。今年7月22日,国家能源局发布的《关于规范煤制油、煤制天然气产业科学有序发展通知》提出,煤制 油、煤制天然气“不能停止发展、不宜过热发展、禁止违背规律无序建设”,获得“路条”的项目进展取决于各地对政策的落实。

  中国五环工程有限公司副总工程师徐才福也向中国化工报记者表示,“活少多了”的主要原因是一些煤制天然气、煤制油等大型项目受制于国家政策还没启动。

  内蒙古通辽市龙源绿美化工有限公司气化项目负责人郑万德向记者分析,煤化工投资热是从2008年开始,全国大量上马煤化工项目,到今年是投产的多了,建设的少了,而后期的投资商正处于徘徊、观望之中。

  国电等一些央企发展煤化工项目,在遭遇到了技术、人才、管理困境后,近期已经频频转让煤化工项目。这会不会为我国煤化工今后的发展带来消极影 响?对此,神华宁煤集团煤化工公司烯烃公司总工程师黄斌向中国化工报记者表示:“这不会对中国煤化工发展有什么影响,这些央企选择的项目,国内有成功的, 也有失败的。这些央企转让煤化工项目主要是经营出现问题,技术选择、项目实施过程中没组织好。”黄斌认为,当前油价坚挺,煤炭价格下滑,发展煤化工还是有 生命力的。

  徐才福也认为,我国能源结构是“富煤、贫油、少气”,而且目前煤价低、煤化工产品有市场竞争力,只要环境容量能满足,煤化工还会得到很大发展的。

  众多业内人士认为,随着煤炭价格的走低,气荒的愈演愈烈,以及油价的居高不下,煤化工产品相对于石油产品仍然有绝对的优势。目前,我国的能源消费每年都在攀升,但是石油和天然气仍然依赖国际市场,因此,煤化工发展前景依旧可观。

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  七月二十三日,陕西延长石油油煤新技术开发公司承担建设的全球首套年产四十五万吨煤油共炼试验示范项目部分工序进入试车阶段,预计该项目十月建成试运行。 (本报记者 李军 摄)

  气化炉应用种类趋于集中

  气化炉是煤化工项目的龙头,在煤化工热潮兴起的2008年之前,我国应用的新型煤气化炉主要有德士古、鲁奇、多喷嘴这几种,而目前国内已经运行或在建的工业化煤气化炉种类达到20种,甚至还有两种正在进行中试没有工业化的技术,煤气化技术种类已经翻番了6倍。

  郑万德向中国化工报记者介绍说,水煤浆、鲁奇等气化技术应用得比较早,而且这些技术在原有技术上不断改进,从低压低温到高压高温,成熟性、稳定 性不断提高,这些气化技术应用得较多。2004年年底,首台日处理750吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉(6。5MPa)开车。截至2014年上半年,多 喷嘴水煤浆气化炉已经在35家企业得到了应用,总计达到百台。

  应用煤气化炉数量和规模最大的是煤制烯烃、煤制油、煤制天然气项目。比如,一个400万吨/年煤制油项目,如用单炉投煤量2000吨/天的粉煤 气化炉就要28台;一个40亿立方米/年煤制天然气项目,如用单炉投煤量1000吨/天的碎煤加压固定床气化炉,就需要48台。这些项目对气化炉种类的需 求也呈现集中化趋向。

  据了解,神华宁煤集团正在建设的400万吨/年煤制油项目共用投煤量2000吨/天的粉煤气化炉28台,其中24台是GSP粉煤气化炉。GSP 粉煤气化炉由神华宁煤和西门子燃料气化技术控股公司共同投资组建的合资公司推广应用,神华宁煤在二期煤制油、煤制烯烃项目上必将继续采用GSP粉煤气化 炉。另外,神华宁煤还开发了“宁煤炉”,并在400万吨/年煤制油项目上应用了4台。

  记者还了解到,中石化具有自主知识产权并拥有完全自由运作权的“SE-东方炉”,今年初已经成功在扬子石化制氢装置上得到应用,中石化今后发展 煤化工项目必然也用自己开发的“SE-东方炉”。今年4月,由伊泰集团、中科合成油公司、中船重工711所联合开发的4000吨/天大型干粉煤气化炉,应 用于伊泰大路200万吨/年煤制油示范项目上,中科合成油、伊泰集团分别享有35%、25%的专有技术推广应用知识产权,今后伊泰集团发展的煤制油项目势 必也将增加这种炉型的使用量。

  徐才福认为,煤气化技术的发展方向将向着碳转化率高、水耗少、连续稳定满负荷运行周期长、投资少等方向发展。经过近几年的发展,随着技术的不断完善,会有几种技术综合优势突出,应用会向这几种综合优势突出的技术上集中。

  黄斌告诉中国化工报记者,目前,国内搞的新型煤气化技术以模仿居多,没什么进一步创新,也没有根本性变化,多年的煤气化技术应用、改进,对煤种适应性、气化流程等认识越来越统一,应用也越来越趋向几个技术种类。

  煤气化技术种类众多,还有多家单位在搞技术研发,建设中试、工业化装置,今后的应用空间还大不大?是否有必要再搞?对此,煤气化技术全国煤化工 设计技术中心主任、中国工程设计大师李大尚向中国化工报记者表示,技术总要进步,而且煤气化技术还有进一步优化的空间。比如,如果在煤气化过程中加入催化 剂或者什么元素,直接在气化过程中进行甲烷化,这样就能省去后面的甲烷化过程,煤制天然气的投资、成本就能大幅降低;此外,净化流程也需要新的工艺。

  李大尚指出:“煤气化技术如果单纯地变个花样,与现在应用的技术大同小异,没什么创新改进,在技术应用种类集中的情况下,就没有意义了。”


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  目前世界单套装置规模最大的煤制油项目——神华宁夏煤业集团年产四百万吨煤炭间接液化示范项目进展顺利,气化装置的土建工程主体结构施工全面结束,进入到设备安装阶段。 (艾福梅 摄)

  工程设计创新亟待加强

  去年,大唐克旗煤制天然气项目、新疆广汇煤化工项目,因煤质问题造成气化炉内壁腐蚀,影响了煤气化炉长周期运行,甚至被迫停产检修。之后问题虽然得到解决,但是这不仅再次引发了业界对煤质影响力的关注,而且也暴露出了工程设计的弊端。

  据郑万德介绍,大唐克旗煤制天然气、新疆广汇煤化工项目所用的碎煤加压气化炉引进到国内应用几十年了,以前没有出现过腐蚀而导致停产,腐蚀现象 是最近几年才出现的。这是因为以前所用的煤是地下深层煤矿,该煤质对应的气化炉材质是Q245R,最近几年都是大量开采的露天煤矿,这样的煤比较年轻,接 近褐煤和贫煤,煤的热值低,固定碳含量低到45%,碱金属含量超标,全硫元素大于1%,这样的煤质已经和Q245R不匹配了,所以导致了气化炉腐蚀。目 前,只有镍基合金NS336和褐煤煤质匹配,气化炉发生腐蚀的速度慢一点。郑万德认为,一个煤化工项目应该通过煤质和目标产品确定气化技术,气化设备要重 新设计,和煤质要相匹配。

  中国天辰化学工程公司原副院长孙正泰向中国化工报记者表示,煤质直接影响着气化系统长周期、满负荷稳定运行,当前有的项目工程优化设计与长周期 安全、稳定、满负荷、优质运行要求还有差距,煤质金属元素、氯离子含量、酸性气化物、碱性气化物对气化操作影响研究滞后,有的装置能连续运行,但是装置的 指标没有达到最优化,后面的冷却、净化也没有达到要求,灰尘除不掉,给连续运行带来麻烦。

  兖矿内蒙古荣信化工有限公司技术部部长张志东还告诉中国化工报记者,目前煤化工项目确实存在只按规范设计不考虑实际操作的问题。有的设计院的设 计人员甚至根本没到过现场,完全按照规范照搬照抄,对EPC总承包装置更是这样,净化装置也存在这样的问题,在实际生产出现问题后,往往头痛医头,脚痛医 脚。

  多位业内专家表示,前两年煤化工热,项目多,设计院项目设计技术创新不足,甚至对新的技术都不知道,有的项目开车后才发现煤质不符,有的项目建成后,工序之间能耗不平衡。

  孙正泰指出,目前我国煤气化技术虽然先进,技术水平达到了国际领先水平,但是整个工程化还处于初级阶段,煤气化工程要进一步优化,生产管理要精 细化,源头上需要专利商、设计院首先改进。比如重视研究煤种的适应性,然后根据实际情况调整软件、硬件,提出设计操作条件。要按照最差的煤种设计,这样好 的煤种都能适应。硫含量高的煤,脱硫装置的能力就要设计大一些;煤的灰分高,气化炉的气化能力就要设计大一些。

  据记者了解,目前,有的气化炉虽实现了长周期、满负荷、稳定运行,但是运行指标不是最优的,有的根本达不到所提供的技术方案中的指标。为此,业内有不少人士对一些气化炉的真实运行情况提出质疑:碳转化率真的有那么高吗?比氧耗、比煤耗真的有那么低吗?

  多位业内人士向记者证实,目前运行的粉煤气化炉,有的所排细灰中的含碳量高达45%,实际碳转化率只有94%,远低于其设计值99%的碳转化率,而气化炉实现了长周期、满负荷稳定运行,煤化工企业对这些指标的优化就忽略了。

  中船重工711所副总工程师张先裕认为,目前,一些粉煤气化炉流场、烧嘴设计还存在缺陷。

  孙正泰告诉记者,这既有生产操作问题,也有设计优化问题,从源头上首先需要专利商、设计院发现问题后不断改进、不断优化。

  华东理工大学洁净煤技术研究所所长于广锁则表示,目前,国内一些煤气化技术欠缺基础研究,煤气化技术的开发过程需要技术支撑,一般要从概念形成,经过小试、中试、工业化示范的过程,最终进入工业化应用。没有基础研究,出现问题后,改进的难度大,周期也比较长。


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  为满足系统安全生产和环保的要求,近日,山西晋煤天源公司新增了两套造气洗气塔装置。这两套装置投用后,可有效减少煤气中携带的有害气体,减少对系统管道和设备的影响,有效降低大气污染。图为该公司洗气塔施工现场。 (何彦祺 摄)


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