June 2010化肥設(shè)計(jì)第48卷第3期●8.Chemical Fertilizer Design2010年6月殼牌煤氣化裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀與展望張宗飛,湯連英,章衛(wèi)星,趙濤(中國(guó)五環(huán)工程有限公司,湖北武漢430223)摘要: 為了準(zhǔn)確評(píng)述和分析殼牌煤氣化裝置在長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行方面存在的問(wèn)題,從市場(chǎng)因素煤種更換、配套設(shè)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(jié)垢等內(nèi)部因素,研究了問(wèn)題產(chǎn)生的原因;分析了現(xiàn)役殼牌煤氣化裝置的生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)況、停車(chē)次數(shù)和故障原因;對(duì)該工藝技術(shù)在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;生產(chǎn)運(yùn)行;停車(chē);原因;合成氣冷卻器;飛灰過(guò)濾器中圖分類號(hào): TQ554文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(dāng)前我國(guó)甲醇產(chǎn)能過(guò)剩,同時(shí)受到進(jìn)口低價(jià)人中國(guó)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(guó)內(nèi)已先后引進(jìn)19套共23臺(tái)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(fù)荷運(yùn)行。13臺(tái),其余均處于準(zhǔn)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(dá)到”安、穩(wěn)、長(zhǎng)、目前采用殼牌煤氣化工藝的相當(dāng)一部分企業(yè)滿”的報(bào)道較多,引起業(yè)內(nèi)各界的廣泛關(guān)注。鑒于沒(méi)有穩(wěn)定的煤源供應(yīng),氣化用煤通常要受制于市此,筆者將影響裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的干擾因素歸場(chǎng)、運(yùn)輸?shù)纫蛩?這就導(dǎo)致了煤質(zhì)的波動(dòng)劇烈。煤納為兩大類: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(nèi)部干擾因素,簡(jiǎn)要分析如下?；业牟町悓?dǎo)致煤耗、氧耗操作溫度和蒸汽產(chǎn)量都不樣。殼牌煤氣化工藝?yán)碚撋鲜强梢曰具m用于1外部干擾因素任何煤種,但前提是需要對(duì)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(jù)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)?guó)際金融危機(jī)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(jì)萎縮,化工行業(yè)也深受牽連。以甲醇為例,在中國(guó)煤化工2007年12月全國(guó)甲醇平均價(jià)高達(dá)3538元/t,華南作者簡(jiǎn):MYHCN M H G人,2006年畢業(yè)于南京地區(qū)更是高達(dá)4250元/[2},而2008年8月甲醇價(jià)工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè),碩士,工程師,從事化工工程項(xiàng)目的格-度低至1 600元/t,隨后價(jià)格在2000元/1左右設(shè)計(jì)工作。.第3期張宗飛等殼牌煤氣化裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀與展望終確保氣化爐的穩(wěn)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(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)煤種更換后沒(méi)有及時(shí)對(duì)助熔劑的添加量進(jìn)行調(diào)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(dá)到相應(yīng)的黏度區(qū)間,造成爐溫過(guò)高有企業(yè)未出現(xiàn)此問(wèn)題。目前殼牌公司的新設(shè)計(jì)采(設(shè)備可能被燒蝕)或過(guò)低(渣口堵塞)而不能穩(wěn)用安保濾芯(當(dāng)濾芯斷裂后自動(dòng)封閉氣體流通通定運(yùn)行。道)來(lái)維持裝置的運(yùn)行[)]。.3 上下游配套裝置的影響(1)煤氣化裝置作為整個(gè)工廠的一-部分,其穩(wěn)2.3合成氣冷卻器結(jié)垢定性同樣受到上下游裝置的影響。根據(jù)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屆用戶大會(huì)公布的3個(gè)企業(yè)(岳陽(yáng)、熱器的裝置，在運(yùn)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(yùn)行情況:2008年平出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象(在十字吊架處尤為明顯),從而導(dǎo)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(xù)運(yùn)行。目造所致,3. 96%為全廠公用系統(tǒng)原因,其他原因?yàn)榍?殼牌公司對(duì)于此問(wèn)題的分析為:由于煤種不一23.61% ,而因?yàn)闅饣b置本身原因所導(dǎo)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(cè)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(guó)產(chǎn)48000m'/h空分上結(jié)垢,使得換熱效率降低,最終出口超溫。解決裝置,在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)法達(dá)到所需純度等的向的辦法是通過(guò)采用適當(dāng)?shù)幕烀焊淖兠褐谢业墓袒},以致不得不停車(chē)整改,累計(jì)超過(guò)11個(gè)月。溫度,以防止結(jié)垢。也有部分企業(yè)通過(guò)加大激冷(3)受下游后續(xù)裝置影響。以神華煤直接液所用循環(huán)壓縮機(jī)氣量,降低激冷后合成氣的溫度化項(xiàng)目為例,其2臺(tái)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(xù)裝置2009年1月才開(kāi)2.4循環(huán)壓縮機(jī)入口管道過(guò)濾器 堵塞車(chē)成功,且運(yùn)行不穩(wěn)定,改造持續(xù)到2009年8月。在2008年和20009年,因循環(huán)氣壓縮機(jī)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(guó)內(nèi)首次引進(jìn)的第1種干因是壓縮前管道腐蝕導(dǎo)致雜質(zhì)在過(guò)濾器中累積。粉煤氣化工藝，與其他在國(guó)內(nèi)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(qiáng)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(jī)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(fù)雜回路控制對(duì)整露點(diǎn)30 ,部分混合區(qū)域和壓縮機(jī)上游氣液分離器個(gè)氣化裝置進(jìn)行監(jiān)控和操作，自動(dòng)化程度較高,部絲網(wǎng)采用Inclone材料。分國(guó)內(nèi)企業(yè)在開(kāi)車(chē)前對(duì)技術(shù)消化理解和吸收不夠3生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀充分。目前,隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)殼牌氣化工藝的理解和2內(nèi)部干擾因素掌握,氣化裝置的在線率也穩(wěn)步上升,操作運(yùn)行效內(nèi)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(guó)內(nèi)首套引進(jìn)的殼的問(wèn)題,主要表現(xiàn)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(shù)統(tǒng)計(jì)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(yùn)行時(shí)基本都出現(xiàn)了因燒嘴罩燒壞導(dǎo)致泄漏情況。20以某工廠為例,其2006年有11次停車(chē)是因?yàn)闊煺止收纤?占停車(chē)總次數(shù)的1/2以上。針對(duì)此情10次況,殼牌公司對(duì)原燒嘴罩進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)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(guó)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(tǒng)計(jì)●10.化肥設(shè)計(jì)2010年第48卷國(guó)內(nèi)引進(jìn)的殼牌煤氣化裝置基本情況見(jiàn)表1。隨著時(shí)間的推移,殼牌煤氣化爐的停車(chē)次數(shù)在變表1國(guó)內(nèi)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(hào)企業(yè)名稱.氣化壓日投煤規(guī)模產(chǎn)品投產(chǎn)時(shí)間計(jì)運(yùn)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1湖北雙環(huán)科3.5 96020 合成氨2006-05殼牌工藝引進(jìn)國(guó)內(nèi)時(shí)間不長(zhǎng),生產(chǎn)運(yùn)行期間需要- -技股份公司個(gè)消化吸收的過(guò)程,以上運(yùn)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(cuò)的成績(jī)。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(yùn)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(yùn)行331天,平均操作負(fù)荷在90%以上,牌氣化公司達(dá)到了設(shè)計(jì)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(guó)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(yùn)行都或多或少地受到內(nèi)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(yùn)轉(zhuǎn)情況還不盡人意。不過(guò)我們團(tuán)有限公司也看到大部分裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)中避免再次出現(xiàn)。隨著國(guó)內(nèi)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)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(yàn)和操作訣竅的交流,煤種穩(wěn)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(yǎng),煤氣化裝置的長(zhǎng)周化集團(tuán)公司期穩(wěn)定運(yùn)行是可以實(shí)現(xiàn)的。11大連大化集4.0 1100 30 甲醇2009-11參考文獻(xiàn):[1] SCCP Improvements And Lssons Leaned Over The Past Year[ R].殼牌昆明第4屆用戶大會(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(yù)測(cè)[R].2008年中國(guó)國(guó)際氮有限公司(日產(chǎn))肥、甲醇大會(huì),2008.13 大唐國(guó)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(yàn)電股份公司與過(guò)程[ R].殼牌昆明第4屆用戶大會(huì),009.14 天津堿廠4.0 2x2000 50 甲醇[4]柳化煤氣化過(guò)去-年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分享[R]. 殼牌昆明第4屆用戶大會(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(jié)垢的控制[J].5二甲醚化肥設(shè)計(jì),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(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].化肥設(shè)計(jì)，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. Shell氣化爐合成氣冷卻器積灰原因及應(yīng)對(duì)策略[J].化肥設(shè)計(jì),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(shè)計(jì)，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(guó)神華10萬(wàn)t/aCCS項(xiàng)目進(jìn)展順利中國(guó)煤化工由中國(guó)五環(huán)工程有限公司承擔(dān)CO2提純.壓縮、液化、貯存、運(yùn)輸?shù)萞s CCS( CO2 Captureand Storage)項(xiàng)目 進(jìn)展順利,目前已完成可行性研究和初步設(shè)計(jì),項(xiàng)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(xiàng)目對(duì)于實(shí)現(xiàn)全球溫室氣體減排至關(guān)重要。(本刊通訊員)