第51卷第1期化肥設計Feb. 20132013年2月Chemical Fertilizer Design●1●專題綜論殼牌煤氣化裝置的運行現(xiàn)狀與展望(續(xù))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措施;分析了殼牌煤氣化技術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(shù)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,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一步的應用。關鍵詞:殼牌煤氣化裝置;運行;設備國產(chǎn)化;在線煤質分析系統(tǒng);應用前景doi: 10.3969/j. issn. 1004 - 8901. 2013.01.001中圖分類號: 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,隨著石油價格飛漲,促使湖北雙環(huán)科滿優(yōu)”運行154天以及全年總運行320天,其優(yōu)勢技股份公司(以下簡稱湖北雙環(huán))考慮實施合成氨裝也逐步顯現(xiàn)。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(SCGP) ,并于2001國十二五期間的大型煤氣化項目上得到更進一步年簽署了技術許可合同,至今已經(jīng)11個年頭,從湖北的應用,筆者以下再次著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(xiàn)在也幾年來的運行現(xiàn)狀,展望其發(fā)展趨勢。超過了6年。在這段時間內(nèi),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(xiàn)在“不置可否”的3個階段。如何正確看待和評估殼目前國內(nèi)已先后引進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(nèi)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(xiàn)狀與展望》- -文,對他處于在建狀態(tài)。國內(nèi)引進的19套SCGP裝置基其存在的問題進行了實事求是的分析,并提出了相本情況見表中國煤化工應的建議和技改方案。近2年來,殼牌煤氣化裝置作者簡介: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,典型廠家已能達到“安穩(wěn)長技術管理和工程設計等工作?！?.化肥設計2013年第51卷表1國內(nèi)引進的 19套SCGP裝置基本情況序號企業(yè)名稱氣化壓力/MPa日 投煤量/t產(chǎn)品規(guī)模/萬t.a-'投產(chǎn)時間湖北雙環(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(以下簡稱柳化)是Shell氣月開車成功;越南河北氮肥有限公司的同類項目正化裝置進人國內(nèi)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月開車以來,運行平穩(wěn),近5年的總運行天南2套SCGP裝置基本情況見表2。數(shù)和最長運行天數(shù)見表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(shù)氣化壓力日投煤量產(chǎn)只規(guī)模年份2007年2008年 2009年 2010年 2011 年序號企業(yè)名稱1萬ta~總運行天數(shù)/天212853313381越南化工總公司1300合成氨) 2012 -04最長運行天數(shù)/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(xù)3年實現(xiàn)單爐超過330天以上的累積運行時間,在2011年更是創(chuàng)造了全2 Shell氣化裝置運行現(xiàn)狀年總運行天數(shù)超過338天的記錄,同時也證明了Shell2006年以來陸續(xù)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,有段時間部分業(yè)界專家認為Shell氣化只成功。有2個80%,即裝置運行負荷率為80%,全年的開2.2永城裝置工率為80%。隨著時間的遷移,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)對河南永城龍宇化I公司(以下簡稱永城)氣化爐Shell技術的理解吸收,對氣化用煤的管理和重視，投煤量公稱能力為2100 Vd,產(chǎn)品設計規(guī)模為50萬Va現(xiàn)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)柳州化肥廠等早年引進的小規(guī)模裝置(投煤量2008年5月投產(chǎn),開始受煤質影響,生產(chǎn)負荷長年為公稱能力為1 200 Vd)全年運行天數(shù)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(投煤量公稱能力為2000/d及以上)壓縮機,目前|MHCNMH G自2008年5月的運行時間和運行負荷也得到了長足進步。筆者以來,永城Shell煤氣化裝置總運行情況見表4。第1期張宗飛等殼牌煤氣化裝置的運行現(xiàn)狀與展望(續(xù))表4永城Shell煤氣化裝置運行天數(shù)并超過了設計值。根據(jù)最新信息,其氣化爐進料系年份，2008年2009年2010年 2011年采用從澳洲進口的低灰分高硫石油焦與貴州本地總運行天數(shù)/天143200320煤種進行摻混的方式,2011年累計運行240天,2012年煤氣化裝置穩(wěn)定在90%負荷運行最長時間72天需要說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),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)品進行100%負荷連續(xù)運行考核已經(jīng)超過10天。采受市場的影響較大，裝置開工率不足,年運行天數(shù)用配比石油焦的配煤方式徹底改變了之前高灰熔較短。實施技改后裝置的運行周期和負荷都得到點和高灰分煤種必須配優(yōu)質煤的苛刻要求，同時由了較大改善,據(jù)河南煤化集團2012年3月3日的相于石油焦性質穩(wěn)定,對煤氣化裝置以及后序變換等關報道,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。裝置實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)運行154天,取得國內(nèi)同類技3 Shell 氣化裝置的國產(chǎn)化術、同類規(guī)模單裝置運行最好成績,確立了其在Shell 煤氣化技術應用方面的國內(nèi)“排頭兵”地位。除Shell 氣化裝置的運行狀況較之以前有了長足2.3 洞氮裝置的進步和改善外,為解決Shell氣化裝置投資過高的問中石化岳陽殼牌氣化公司(簡稱洞氮)為殼牌題,殼牌在設備國產(chǎn)化方面也進行了相關工作。和中石化合資工廠,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能力為2 200 Vd,設計規(guī)模為52萬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、無錫華光鍋爐股份有限公司以供應控制、生產(chǎn)運營、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，且在國外西班牙進行了相應改進,取得了長足的進步。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型的煤,2011年實現(xiàn)了經(jīng)接手原先在BPE進行制造的大同煤業(yè)60萬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(nèi)年5月,累計700萬人工時無損失事故的安全記錄，.供貨商名單見表6。同時截止到2012年7月21日,在2012年內(nèi)201個表6殼牌氣化裝置重要設備國內(nèi)供貨商名單日歷天內(nèi)實現(xiàn)了195天的高負荷運行,在線率高達已經(jīng)許可正在許可97% ,連續(xù)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)化效果年來運行天數(shù)見表5。1氣化爐內(nèi)件無錫華光、 蘇州節(jié)約30%投資表5洞氮Shell煤氣化裝置運行天數(shù)海陸、東方鍋爐并縮短交貨周期2-3個月年份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(shù)(天121(289) 243(326) 208<888 264(310) 3433)征、岳陽四化建和運行成本注:括號內(nèi)數(shù)據(jù)為下游裝置對煤氣化裝置年所需最大天數(shù)(頭部維護)2.4云天安裝置3點火/開工 航天遠征上海711節(jié)約50%投資云南天安公司(簡稱云天安)氣化爐投煤量公.燒嘴并簡化開車流程稱能力2700 V/d,其為現(xiàn)有已經(jīng)開車的Shell氣化爐中投煤量之最,且設計煤種中灰分高達31.3%,氣鎖斗閥上海開維喜蘇州節(jié)省50%投資安特威、上海弘盛化條件較為惡劣。該裝置除首次開車年度的2008年運行92天外,隨后的2009年2010年以及2011年北京安秦、節(jié)省 40%投資中材高新、和運行成本運行天數(shù)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日裝置主動停車,至此該裝置連續(xù)高負荷穩(wěn)定運行157天，6煤閥上海開維喜、節(jié)省30%投資岳陽東方自控創(chuàng)造了殼牌煤氣化裝置連續(xù)運行新的世界記錄。7三通閥合肥通用.節(jié)省60%投資.5 天福裝置中國煤化工貴州天?；び邢薰?簡稱天福)氣化爐投8充氣設備HCNMHG節(jié)省30%投資煤量公稱能力2000 Vd,產(chǎn)品設計能力為52萬Va合成氨,盡管開車時間不長,但生產(chǎn)負荷已經(jīng)達到.●4●化肥設計2013年第51卷4在線煤質分析 系統(tǒng)的開發(fā)與研究5展望煤種的穩(wěn)定對于任何一種煤氣化技術都是一5.1國家對 節(jié)能降耗的要求件十分重要的事情,煤種波動幾乎成了氣化裝置停目前，國內(nèi)氣化技術“百家爭鳴,百花齊放”，車的最主要原因之--,為了避免此種現(xiàn)狀的繼續(xù)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,殼牌也在努力進行藝曾一度因其投資較高、單爐無備爐等原因而處工作。據(jù)筆者了解,殼牌正在與Thermo Scientifie合于尷尬地位,近4年來國內(nèi)沒有一個新的項目采作,對其產(chǎn)品在線煤質分析系統(tǒng)進行認證,以達到用Shell氣化裝置似乎對其進行了較好的“證明”，實時監(jiān)控進人氣化爐內(nèi)煤種組成,灰分含量以及灰但國家發(fā)展和改革委員會編制的《煤炭深加工示的組成,同時也可對加入助熔劑如石灰石的比例進范項目規(guī)劃》中對“十二五”期間煤炭深加工示范行調(diào)節(jié),幫忙現(xiàn)場操作人員進行判斷和指導操作。項目的能效和資源消耗指標提出了明確的要求和此系統(tǒng)的引人將可徹底改變包括Shell 在內(nèi)的干法規(guī)定。筆者認為,該項要求和規(guī)定有利于殼牌氣煤氣化裝置對于煤種波動過于頻繁但又無法控制化I藝的應用和推廣:。的現(xiàn)狀,將大幅減少煤氣化裝置的開停車次數(shù),在“十二五”期間煤炭資源深加工示范項目和資線煤質分析系統(tǒng)的開發(fā)與研究值得期待。源消耗指標見表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/%先進值/%基本要求先進值基本要求/1.t-'標煤先進值/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≥75≥85≤0.15(Vl進料煤)≤0. I3(Vt進料煤)注:采用褐煤、高灰煤等低質煤可適當放寬指標,難以采用空冷技術的地區(qū)可適當調(diào)整水耗指標。5.2 Shell 氣化工藝節(jié)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,所以全廠經(jīng)濟效益(全投資稅前財務內(nèi)部收效和消耗方面)已經(jīng)超過化工裝置通常的“安、穩(wěn)、益率)為13.01% ,也高于采用A技術的12. 64%。長、滿、優(yōu)”的常規(guī)要求,在此情況下, Shell工藝的6結語能量轉化效率高、水耗少等優(yōu)點將在同類項目技術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,對于不同氣化技術進行全流程比較(Shell對節(jié)能降耗的要求,又符合企業(yè)追求利潤的要求，氣化技術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),結果為:①全廠能量轉化效率方面, Shell為的前提下,筆者相信:Shell氣化工藝在“十二五”期45.8%,較A技術的41.2%高出4.6%;②噸烯烴間的大型煤氣化項目上將會占有一席之地,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)在中國市場上的“第二春”。較A技術的4.02t節(jié)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技術的2.861要[1] SCGP Improvements and lessons learned over the past year[R].殼牌昆明第4屆用戶大會,2009.少0.37 t。[2]張宗飛,湯連英產(chǎn)衛(wèi)昂等吉陸世與心壯學的運行現(xiàn)狀與展望以上數(shù)據(jù)可證明,Shell工藝在先進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(guī)劃[R]. 201.煤氣化裝置投資在全廠總投資中所占權重相對較.收稿日期: 2012-10-16