煤基烯烴及其技术.docVIP

煤基烯烃及技术 一、工艺 工艺流程简图： 1、原、燃料煤储运 以烟煤/无烟煤为原料，并将原煤制粉/水煤浆后，再被送入炉中加压气化的大型装置。其原料采用有一定要求的烟煤/无烟煤，为了简化煤贮运系统的工艺流程，要求原、燃煤在配煤中心进行筛分破碎，原、燃煤（≤10mm的粒度）通过带式输送机送到装置区内。 2、气化工艺技术 目前世界上以煤为原料，用氧气及水/蒸汽作为气化剂生产以CO+H2为主要有用成分的煤气（粗合成气），再进一步生产甲醇和合成氨的工业化的气化工艺技术，有移动床、流化床和气流床三类。现分别介绍其具有商业化业绩的煤气化方法如下： 2.1移动床(又称固定床) 该气化技术采用气体与块煤逆流接触模式，块煤向下移动，反应温度在600-1300℃之间，常用的有UGI间歇气化及鲁奇（Lurgi）加压气化，BGL加压气化(液态排渣)最近也有采用。 （1）UGI间歇气化 系在常压下操作，以块状优质无烟煤或焦炭为原料，先用空气吹入燃烧煤炭层，使其升温后，再送入蒸汽反应生成CO+H2，间断制气，由于吹风阶段放出的吹风气和造气废水对环境造成严重污染，且单炉产气量少，仅在我国中小型合成氨厂(含小型甲醇、联醇厂)中采用。此造气技术在国外早已被淘汰；基于环境污染问题国内新项目也禁用此造气技术。 （2）鲁奇气化 在加压下采用5－50毫米的块状褐煤为原料，以氧气及水蒸汽作为气化剂。此气化技术虽可连续加压气化，但气化温度仅～900℃，生成的粗煤气中含有大量甲烷，此气体用作城市煤气比较适合。用于制合成氨，则在流程中经液氮洗涤后放出的大量甲烷馏份还要进行蒸汽转化及变换后才能作原料气使用。因而流程复杂，加之因气化温度低，造气系统洗涤下来的废水中，含有大量的有机杂质——酚和氰等毒害物质，要回收及处理，但此处理难于达到环保要求，且又增加了生产成本。我国在70年代，引进过一套日产千吨的氨厂，采用此气化技术；哈尔滨气化厂也引进过此气化技术联产城市煤气和甲醇。此法引进后未获推广。 （3）BGL加压气化 BGL技术由英国煤气公司和鲁奇公司于二十世纪七十年代联合开发，开发出一种新炉型（BGL气化炉），BGL块煤/碎煤熔渣气化技术结合了熔渣气化和移动床加压气化技术的优点并克服了二者的不足，将鲁奇炉固态排渣改为熔融排渣，同时提高了气化反应温度，提高了块煤中粉煤的利用率，与鲁奇炉比BGL炉的气化效率和气体成分有了很大改进，废水排放量及组分有所减少，污染问题也有所改善。现有一台工业示范炉在德国黑水泵厂运行，用于处理城市垃圾，所用原料为各种城市垃圾、废塑料和烟煤。 BGL炉气化废水主要来自炉内煤干燥干馏段，该气化废水中有机物含量高，处理难度较大，处理费用较高。 同时粗合成气中含有一定量的甲烷和苯及二甲苯等，不利于甲醇合成。对于不联产燃料气的项目，甲烷等烃类合成气需进一步转化，将其再制成CO、H2，由此增加了消耗和投资。 2.2流化床 流化床的气化过程中，物料混合均匀，温度均一，常压温克勒炉气化炉及其改进型的(自朝鲜引进的)常压恩德气化炉，均属于此种炉型。值得一提的是，1986年初在德国Berrenrath地方建成的加压高温温克勒炉，气化反应压力1.0 MPa，温度900-950℃，粗煤气产量41667 Nm3/h。 在国内常压恩德气化炉已在一些企业用于改扩建项目：煤气化原料由焦改煤或由油改煤，以降低合成气成本；制取空气煤气做加热用燃料气。常压恩德气化炉的不足之处在于常压气化，该煤气用于制取高压合成气(进一步制氨或甲醇)或氢气时，要多耗压缩功和中压蒸汽。 我国山西煤化所开发的灰熔聚流化床工艺，在流化床气化炉底部设计了中心射流管和环管。通过中心射流管进入的高浓度氧形成局部高温使灰熔聚成球排出，此气化工艺尚未有大型工业化装置建成。 2.3气流床 国内大型煤气化装置一般采用气流床煤气化的技术，主要有水煤浆气化和粉煤气化技术。 粉煤气化技术包括壳牌（Shell）的多喷嘴干煤粉气化技术、GSP气化技术及PRENFLO等几种。 水煤浆气化技术有GE(德士古)的单喷嘴水煤浆气化技术、华东理工大学的多喷嘴水煤浆气化技术、西北化工研究院的单喷嘴多元料浆气化技术。 （1）粉煤气化技术 1）壳牌干煤粉加压气化法（荷兰Shell，SCGP气化技术） SCGP气化技术是荷兰Shell公司多年开发的一种先进的气化技术，是第二代煤气化工艺之一。该工艺采用纯氧、蒸汽气化，干煤粉进料，气化温度达1400~1600℃，碳转化率达99%，有效气体（CO+H2）达90%以上，液态排渣。出气化炉的合成气温度1300—1500℃，用循环气体激冷冷却至900℃。然后进入一个合成气冷却器（即废锅）进一步冷却，同时产生中压过热蒸汽，炉子采用了特殊的水冷壁结构。 2）（PRENFLO）粉煤气化工艺 德