殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望

June 2010化肥設計第48卷第3期●8.Chemical Fertilizer Design2010年6月殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望張宗飛,湯連英,章衛星,趙濤(中國五環(huán)工程有限公司,湖北武漢430223)摘要: 為了準確評述和分析殼牌煤氣化裝置在長(cháng)周期穩定運行方面存在的問(wèn)題,從市場(chǎng)因素煤種更換、配套設施、工藝操作等外部因素,以及燒嘴罩燒壞、飛灰過(guò)濾器濾芯堵塞、合成氣冷卻器結垢等內部因素,研究了問(wèn)題產(chǎn)生的原因;分析了現役殼牌煤氣化裝置的生產(chǎn)運行現況、停車(chē)次數和故障原因;對該工藝技術(shù)在國內的生產(chǎn)應用前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;生產(chǎn)運行;停車(chē);原因;合成氣冷卻器;飛灰過(guò)濾器中圖分類(lèi)號: TQ554文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901(2010)03 -0008 -03Present Operation State and Prospect of Shell coal Gasification PlantZHANC Zong- fei, TANG Lian- ying,ZHANG wei- xing, ZHAO Tao( China Wuhuan Enginering Company ld. , Wuhan Hubei 430223 China)Abstract;In order to acurately evluate and analye the probleme existing in long term and stable operation of Shell coal gaificatien plant, authorhas studied the caused reason of problems from extemal factors of market factor, change of coal kind , auxiliary facility and proces operation etc. and fromintemnal factors of bumer cover destoy by buning, fltration core blockage of fy ash fiher, fouling of synhetie gas coler ete; has alyed the rnning ituation, times of shut down ,fult and its reson of the Shell coal gaification plant being in service; the pospecet was made for the pplication fregoundof this proces tchnology in China.Key words :Shell coal gasification plant; production operation; shut down; reason; synthetic gas coler; fy ash filer殼牌( Shell)干煤粉氣化技術(shù)( SCGP)是最先進(jìn)波動(dòng)。當前我國甲醇產(chǎn)能過(guò)剩,同時(shí)受到進(jìn)口低價(jià)人中國的干粉氣化技術(shù),自湖北雙環(huán)2001年簽署技甲醇的沖擊(進(jìn)口甲醇主要采用天然氣為原料,成術(shù)許可合同以來(lái),國內已先后引進(jìn)19套共23臺氣本較低) ,2008年甲醇裝置開(kāi)工率僅為40. 2% ,2009化爐用于生產(chǎn)合成氨、甲醇、煤制氫及煤制烯烴年開(kāi)工率僅為42%。在此大環(huán)境下,殼牌氣化工藝等"。迄今為止,已具有生產(chǎn)運行經(jīng)驗的氣化爐有的甲醇裝置在此2年都很少開(kāi)車(chē)或是低負荷運行。13臺,其余均處于準備或在建狀態(tài)。由于多種原1.2 煤種的更換因,目前關(guān)于殼牌煤氣化裝置未達到”安、穩、長(cháng)、目前采用殼牌煤氣化工藝的相當一部分企業(yè)滿(mǎn)”的報道較多,引起業(yè)內各界的廣泛關(guān)注。鑒于沒(méi)有穩定的煤源供應,氣化用煤通常要受制于市此,筆者將影響裝置長(cháng)周期穩定運行的干擾因素歸場(chǎng)、運輸等因素,這就導致了煤質(zhì)的波動(dòng)劇烈。煤納為兩大類(lèi):即造成停車(chē)的外部干擾因素和與殼牌的性質(zhì)與生產(chǎn)工藝的操作條件關(guān)系緊密,特別是煤工藝相關(guān)的內部干擾因素,簡(jiǎn)要分析如下?；业牟町悓е旅汉?、氧耗操作溫度和蒸汽產(chǎn)量都不樣。殼牌煤氣化工藝理論上是可以基本適用于1外部干擾因素任何煤種,但前提是需要對這些煤種進(jìn)行分析,并由外部干擾因素造成停車(chē)的原因分析如下。根據需要選擇配入其他煤種或是助熔劑(如石灰石1.1市場(chǎng)過(guò)剩等),以保證煤中的惰性物質(zhì)灰分熔化,同時(shí)要求自2008年以來(lái),受?chē)H金融危機的影響,全球熔渣的黏度控制在5~25 Pa.8,以便排渣順暢,最經(jīng)濟萎縮,化工行業(yè)也深受牽連。以甲醇為例,在中國煤化工2007年12月全國甲醇平均價(jià)高達3538元/t,華南作者簡(jiǎn):MYHCN M H G人,2006年畢業(yè)于南京地區更是高達4250元/[2},而2008年8月甲醇價(jià)工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè),碩士,工程師,從事化工工程項目的格-度低至1 600元/t,隨后價(jià)格在2000元/1左右設計工作。.第3期張宗飛等殼牌煤氣化裝置的運行現狀與展望終確保氣化爐的穩定操作。在很多企業(yè)中,由于PALL公司提供),一些裝置在生產(chǎn)運行過(guò)程中出現煤種更換后沒(méi)有及時(shí)對助熔劑的添加量進(jìn)行調濾芯陶瓷管斷裂的情況，其原因也各不相同,但也整,爐溫未達到相應的黏度區間,造成爐溫過(guò)高有企業(yè)未出現此問(wèn)題。目前殼牌公司的新設計采(設備可能被燒蝕)或過(guò)低(渣口堵塞)而不能穩用安保濾芯(當濾芯斷裂后自動(dòng)封閉氣體流通通定運行。道)來(lái)維持裝置的運行[)]。.3 上下游配套裝置的影響(1)煤氣化裝置作為整個(gè)工廠(chǎng)的一-部分,其穩2.3合成氣冷卻器結垢定性同樣受到上下游裝置的影響。根據2009年9在部分企業(yè)，特別是在合成氣冷卻器裝有過(guò)月殼牌昆明第4屆用戶(hù)大會(huì )公布的3個(gè)企業(yè)(岳陽(yáng)、熱器的裝置，在運行一段時(shí)間后,合成氣冷卻器會(huì )安慶、枝江)的殼牌煤氣化裝置運行情況:2008年平出現結垢現象(在十字吊架處尤為明顯),從而導均停車(chē)時(shí)間原因中有61.31%為空分裝置故障或改致其出口合成氣超溫,影響裝置的連續運行。目造所致,3. 96%為全廠(chǎng)公用系統原因,其他原因為前,殼牌公司對于此問(wèn)題的分析為:由于煤種不一23.61% ,而因為氣化裝置本身原因所導致的停車(chē)致(主要是飛灰的固化溫度不一致),有部分飛灰故障僅占11.11%。在氣化爐側未能固化,在通過(guò)合成氣冷卻器后溫(2)受上游空分裝置影響。以中石化某工廠(chǎng)度進(jìn)-一步下降,仍有黏性的飛灰在合成氣冷卻器，為例，由于采用第1次使用的國產(chǎn)48000m'/h空分上結垢,使得換熱效率降低,最終出口超溫。解決裝置,在運行過(guò)程中出現無(wú)法達到所需純度等的向的辦法是通過(guò)采用適當的混煤改變煤中灰的固化題,以致不得不停車(chē)整改,累計超過(guò)11個(gè)月。溫度,以防止結垢。也有部分企業(yè)通過(guò)加大激冷(3)受下游后續裝置影響。以神華煤直接液所用循環(huán)壓縮機氣量,降低激冷后合成氣的溫度化項目為例,其2臺氣化爐分別于2008年4月和來(lái)改善此情況。2008年9肝車(chē)成功,但后續裝置2009年1月才開(kāi)2.4循環(huán)壓縮機入口管道過(guò)濾器 堵塞車(chē)成功,且運行不穩定,改造持續到2009年8月。在2008年和20009年,因循環(huán)氣壓縮機入口管1.4工藝掌握不充分道過(guò)濾器堵騫造成氣化裝置停車(chē)的事故較多,其原殼牌煤氣化工藝是國內首次引進(jìn)的第1種干因是壓縮前管道腐蝕導致雜質(zhì)在過(guò)濾器中累積。粉煤氣化工藝，與其他在國內成熟的固定床、濕法為了解決此問(wèn)題,殼牌公司給出的建議為:加強循工藝相比,其工藝技術(shù)和操作理念上差異較大,且環(huán)氣壓縮機前管道的伴熱,保證入口氣體溫度高于殼牌氣化工藝主要通過(guò)順控和復雜回路控制對整露點(diǎn)30 ,部分混合區域和壓縮機上游氣液分離器個(gè)氣化裝置進(jìn)行監控和操作，自動(dòng)化程度較高,部絲網(wǎng)采用Inclone材料。分國內企業(yè)在開(kāi)車(chē)前對技術(shù)消化理解和吸收不夠3生產(chǎn)運行現狀充分。目前,隨著(zhù)國內企業(yè)對殼牌氣化工藝的理解和2內部干擾因素掌握,氣化裝置的在線(xiàn)率也穩步上升,操作運行效內部干擾因索是指殼牌煤氣化工藝自身存在.果良好。以湖北宜化雙環(huán)公司國內首套引進(jìn)的殼的問(wèn)題,主要表現在以下幾個(gè)方面。牌煤氣化裝置為例,其在2006 .2007 2008 年以及2.1燒嘴罩2009上半年煤氣化裝置的停車(chē)次數統計見(jiàn)圖1。2007年,使用殼牌氣化工藝的多家企業(yè)在裝置25運行時(shí)基本都出現了因燒嘴罩燒壞導致泄漏情況。20以某工廠(chǎng)為例,其2006年有11次停車(chē)是因為燒嘴罩故障所致,占停車(chē)總次數的1/2以上。針對此情10次況,殼牌公司對原燒嘴罩進(jìn)行改進(jìn),設計了新型的第2代燒嘴罩,目前此問(wèn)題已不存在。2.2~飛灰過(guò)濾器濾芯中國煤化工殼牌工藝中采用高溫高壓飛灰過(guò)濾器去除粗，YHCNMHG2009日期/年煤氣中的飛灰(飛灰過(guò)濾器濾芯為其指定供貨商圍1湖北宜化雙環(huán)公司克牌煤氣化裝 停車(chē)情況統計●10.化肥設計2010年第48卷國內引進(jìn)的殼牌煤氣化裝置基本情況見(jiàn)表1。隨著(zhù)時(shí)間的推移,殼牌煤氣化爐的停車(chē)次數在變表1國內引進(jìn)的殼牌煤氣化裝置基本情況少,一些來(lái)自殼牌煤氣化自身的問(wèn)題正在逐步解決。湖北宜化雙環(huán)公司在2007、2008 和2009年累序號企業(yè)名稱(chēng).氣化壓日投煤規模產(chǎn)品投產(chǎn)時(shí)間計運行時(shí)間分別為303天、295天和300天?？紤]到力/MPa量/ /萬(wàn)t.a-1 名稱(chēng)1湖北雙環(huán)科3.5 96020 合成氨2006-05殼牌工藝引進(jìn)國內時(shí)間不長(cháng),生產(chǎn)運行期間需要- -技股份公司個(gè)消化吸收的過(guò)程,以上運行時(shí)間算是一個(gè)比較不2廣西柳州化4.0 1300 30 合成氨2007-01錯的成績(jì)。除湖北宜化雙環(huán)公司外,柳州化肥公司肥股份公司的殼牌煤氣化裝置也運行得較好。以2009年為例,3中石化岳陽(yáng)殼4.0 22002合成氨2006-12柳化全年運行331天,平均操作負荷在90%以上,牌氣化公司達到了設計的年操作時(shí)間330天的要求[4)。4中石化安慶分 4.0 2 20052 合成氨2006-114展望公司5中石化湖北4.0 220032 合成氨2006-12殼牌干粉煤氣化技術(shù)作為潔凈煤氣化新技術(shù)化肥分公司在中國投人生產(chǎn)已接近3年,各家企業(yè)的氣化裝置6云南天安公司 4.0 2700 s0 合成氨2008 -05運行都或多或少地受到內部和外部各種干擾因素7云南云維集4.0 2700 50 合成氨2008 -05的影響，部分企業(yè)運轉情況還不盡人意。不過(guò)我們團有限公司也看到大部分裝置的運轉情況已越來(lái)越好,存在的河南水城龍4.0 21002008 -05技術(shù)問(wèn)題是可以解決的.而且暴露的問(wèn)題都會(huì )在新宇化工公司設計中避免再次出現。隨著(zhù)國內裝置運轉經(jīng)驗的) 河南開(kāi)祥化4.0 110020甲醇工有限公司積累,企業(yè)間管理經(jīng)驗和操作訣竅的交流,煤種穩10 河南中原大4.0 2100;0 甲醇定性的重視及操作人員的培養,煤氣化裝置的長(cháng)周化集團公司期穩定運行是可以實(shí)現的。11大連大化集4.0 1100 30 甲醇2009-11參考文獻:[1] SCCP Improvements And Lssons Leaned Over The Past Year[ R].殼牌昆明第4屆用戶(hù)大會(huì ),2009.12 神華煤制油4.0 2x2200 2x313 純氫[2] 200年甲醇市場(chǎng)回顧及2008年預測[R].2008年中國國際氮有限公司(日產(chǎn))肥、甲醇大會(huì ),2008.13 大唐國際發(fā)4.0 3x2800 46 橐丙烯 在建[3]殼牌潔凈煤技術(shù)--高溫 高壓飛灰過(guò)濾器可靠性提高的經(jīng)驗電股份公司與過(guò)程[ R].殼牌昆明第4屆用戶(hù)大會(huì ),009.14 天津堿廠(chǎng)4.0 2x2000 50 甲醇[4]柳化煤氣化過(guò)去-年運行經(jīng)驗分享[R]. 殼牌昆明第4屆用戶(hù)大會(huì ),2009.15貴州天?；?.0 200030合成氨在建[5]李亞?wèn)|. Shell粉煤氣化裝置合成氣冷卻器積灰結垢的控制[J].5二甲醚化肥設計,2010 ,48(2) :27.16云南云天化股 4.0110030 甲醇[6]李亞?wèn)|.殼牌媒氣化爐I代燒嘴罩的設計特點(diǎn)[J].化肥設計，份有限公司2009 ,47(6) :35.17河南鶴壁媒化4.0 2700 60 甲酮[7]牛玉奇.段志廣,沈小類(lèi). Shell氣化爐合成氣冷卻器積灰原因及應對策略[J].化肥設計,2009 ,47(4) :22.[8]李耀剛,崔廣才Shell煤氣化工藝優(yōu)化之商椎[J].化肥設計，18 大同煤業(yè)有限4.0 2700 60 甲 醇2009 ,47(1) :21.收稿日期: 2010-04-16,行業(yè)信息I中國神華10萬(wàn)t/aCCS項目進(jìn)展順利中國煤化工由中國五環(huán)工程有限公司承擔CO2提純.壓縮、液化、貯存、運輸等]s CCS( CO2 Captureand Storage)項目 進(jìn)展順利,目前已完成可行性研究和初步設計,項目已進(jìn)MHCNMHG近年來(lái),全球二氧化碳的排放量成倍增加,實(shí)施二氧化碳捕獲和封存(CS)項目對于實(shí)現全球溫室氣體減排至關(guān)重要。(本刊通訊員)