煤氣化工藝的簡要評述

煤氣化工藝的簡要評述目前國內(nèi)可供選擇的成熟或相對成熟的煤加壓氣化工藝很多，各種煤氣化工藝的綜合比較也有較多的文獻(xiàn)、資料可供查閱，這里只簡要敘述幾種主要煤氣化工藝的特點及現(xiàn)階段存在存在的問題。1、TEXACO水煤漿氣化TEXACO水煤漿氣化采用水煤漿進(jìn)料、液態(tài)排渣、在氣流床中加壓氣化，水煤漿與純氧在高溫高壓下反應(yīng)生成煤氣。氣化爐主要結(jié)構(gòu)是水煤漿單噴嘴下噴式，大部分是采用水激冷工藝流程，單爐容量目前最大可達(dá)日投煤量2000噸，操作壓力大多采4MPa、6.5MPa，少數(shù)項目也已達(dá)到8.4MPa。我國引進(jìn)該技術(shù)最早的是山東魯南化肥廠，于1993年投產(chǎn)，后來又有若干廠使用，目前已有十來家。比較有代表性的有渭河（氣化壓力6.0MPa）、淮南（氣化壓力4.0MPa）和魯南（氣化壓力2.0MPa）。由于國內(nèi)已經(jīng)完全掌握了TEXACO氣化工藝，積累了大量的經(jīng)驗，因此設(shè)備制造、安裝和工程實施周期短，開車運(yùn)行經(jīng)驗豐富，達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)時間也相對較短，主要問題是對使用煤質(zhì)有一定的選擇性，同時存在氣化效率相對較低、氧耗相對較高及耐火磚壽命短等問題，但隨著在國內(nèi)投運(yùn)時間的延長部分問題已得到有效解決。2、 多噴嘴對置水煤漿氣化本項技術(shù)是“九五”期間由華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)工程公司合作開發(fā)的。2000年10月通過原國家石油和化學(xué)工業(yè)局組織的鑒定和驗收。示范裝置為兗礦國泰化工有限公司，建成兩套日投煤1150噸的氣化爐，操作壓力4.0MPa,生產(chǎn)24萬噸/年甲醇，聯(lián)產(chǎn)71.8MW發(fā)電。裝置已于2005年10月投入運(yùn)行。第二個項目是應(yīng)用在華魯恒升化工股份有限公司大氮肥國產(chǎn)化工程，建設(shè)一套多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置，日投煤750噸，操作壓力6.5MPa，裝置已于2005年6月初投入運(yùn)行。該工藝仍屬于水煤漿氣化的范疇，與TEXACO的主要區(qū)別是由TEXACO單噴嘴改為對置式多噴嘴，強(qiáng)化了熱質(zhì)傳遞，氣化效果較好，但多噴嘴需要設(shè)置多路控制系統(tǒng)，增加了設(shè)備投資和維修工作量。由于是國內(nèi)技術(shù)，工藝包及專有技術(shù)使用費較引進(jìn)技術(shù)有較大幅度的降低。3、 SHELL粉煤氣化氣化爐主要結(jié)構(gòu)是干煤粉多噴嘴上行廢鍋氣化并采用冷爐壁，冷煤氣回爐激冷熱煤氣，煤氣冷卻采用廢鍋流程。由于殼牌氣化技術(shù)上具有突出的優(yōu)點吸引了國內(nèi)一些企業(yè)紛紛引進(jìn)，目前已有十余家。本工藝的最大缺點是投資高，設(shè)備造價過高；合成氣換熱采用廢鍋形式增加了投資，對需要水蒸汽成分的化工生產(chǎn)來看直接用水激冷更合理；干燥、磨煤、高壓氮氣及回爐激冷用合成氣的加壓所需的功耗較大等。目前在中國國內(nèi)已投運(yùn)的包括湖北雙環(huán)、中石化三家（湖北化肥、安慶石化、岳陽石化）和柳化等五套裝置。4、 西安熱工院兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)氣化爐采用水冷壁爐膛、液態(tài)排渣。運(yùn)行時，向下爐膛內(nèi)噴入粉煤、水蒸汽和氧氣，向上爐膛噴入少量粉煤和水蒸汽。利用下爐膛的煤氣顯熱進(jìn)行上爐膛煤的熱解和氣化反應(yīng)，以提高總的冷煤氣效率；同時顯著降低熱煤氣溫度，使得爐膛出口的煤氣降溫至灰熔點以下，從而省去冷煤氣激冷流程，該氣化爐已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利。該技術(shù)目前尚無運(yùn)行的工業(yè)裝置，但2000噸/天級兩段式干煤粉加壓氣化爐（廢鍋流程）已經(jīng)應(yīng)用于華能集團(tuán)“綠色煤電”項目，預(yù)計于2009年建成；1000噸/天級兩段式干煤粉加壓氣化爐（激冷流程）已經(jīng)應(yīng)用于內(nèi)蒙古世林化工有限公司年產(chǎn)30萬噸甲醇項目，預(yù)計于2008年投運(yùn)。5、 HT-L氣化技術(shù)該技術(shù)由中國航天科技集團(tuán)公司北京航天動力研究所研制，氣化爐結(jié)構(gòu)結(jié)合了SHELL和TEXACO的優(yōu)點，目前正在進(jìn)行包括安徽臨泉化工股份有限公司、濮陽龍宇化工等示范項目的建設(shè)。6、 西北化工研究院多元料漿氣化工藝多元料漿氣化技術(shù)（MCSG）是由西北化工研究院開發(fā)的大型煤氣化技術(shù)，該技術(shù)采用濕法氣流床氣化概念，以煤、石油焦、石油瀝青等含碳物質(zhì)和油（原油、重油、渣油等）、水等經(jīng)優(yōu)化混配形成多元料漿，料漿與氧通過噴嘴混合后瞬間氣化，具有原料適應(yīng)性廣、氣化指標(biāo)先進(jìn)、技術(shù)成熟可靠、投資費用低等特點，目前在國內(nèi)已有三套工業(yè)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。7、 GSP煤氣化技術(shù)該技術(shù)氣化爐主要結(jié)構(gòu)是單噴嘴下噴式干煤粉加壓氣流床氣化，根據(jù)煤氣用途不同可用直接水激冷，如化工合成氣用戶。也可用廢鍋回收熱量，產(chǎn)生高壓蒸汽，如IGCC發(fā)電用戶，GSP煤氣化技術(shù)由德國西門子集團(tuán)擁有。GSP氣化技術(shù)存在的主要問題是在單爐能力和生產(chǎn)長期運(yùn)行考驗方面還存在不足，目前已運(yùn)行過的裝置，單爐能力只有日投褐煤720噸的規(guī)模，運(yùn)行時間的記錄也不是很長。煤氣化的主要設(shè)備根據(jù)煤的性質(zhì)和對煤氣的不同要求有多種氣化方法，相應(yīng)的氣化設(shè)備有固定床（移動床）氣化爐，如UGI煤氣化爐、魯奇煤氣化爐等；流化床（沸騰床）氣化爐，如溫克勒煤氣化爐等；氣流床煤氣化爐，如K-T煤氣化爐、德士古煤氣化爐等。各種爐型的氣化條件和生成氣特征均不相同（見表［各種煤氣化爐的主要工藝特性］）。UGI煤氣化爐以美國聯(lián)合氣體改進(jìn)公司命名的煤氣化爐，是一種常壓固定床煤氣化設(shè)備。原料通常采用無煙煤或焦炭，其特點是可以采用不同的操作方式（連續(xù)或間歇）和氣化劑，制取空氣煤氣、半水煤氣或水煤氣。爐子為直立圓筒形結(jié)構(gòu)（圖1［UGI煤氣化爐］）。爐體用鋼板制成，下部設(shè)有水夾套以回收熱量、副產(chǎn)蒸汽，上部內(nèi)襯耐火材料，爐底設(shè)轉(zhuǎn)動爐篦排灰。氣化劑可以從底部或頂部進(jìn)入爐內(nèi)，生成氣相應(yīng)地從頂部或底部引出。因采用固定床反應(yīng)，要求氣化原料具有一定塊度，以免堵塞煤層或氣流分布不勻而影響操作。UGI爐用空氣生產(chǎn)空氣煤氣或以富氧空氣生產(chǎn)半水煤氣時，可采用連續(xù)式操作方法，即氣化劑從底部連續(xù)進(jìn)入氣化爐，生成氣從頂部引出。以空氣、蒸汽為氣化劑制取半水煤氣或水煤氣時，都采用間歇式操作方法。在中國，除少數(shù)用連續(xù)式操作生產(chǎn)發(fā)生爐煤氣（即空氣煤氣）外，絕大部分用間歇式操作生產(chǎn)半水煤氣或水煤氣。UGI爐的優(yōu)點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，一般不需用氧氣作氣化劑，熱效率較高。缺點是生產(chǎn)強(qiáng)度低，每平方米爐膛面積的半水煤氣發(fā)生量約1000m/h,對煤種要求比較嚴(yán)格，采用間歇操作時工藝管道比較復(fù)雜。魯奇煤氣化爐德國魯奇煤和石油技術(shù)公司在1926年開發(fā)的一種加壓移動床煤氣化設(shè)備。特點是煤和氣化劑（蒸汽和氧氣）在爐中逆流接觸，煤在爐中停留時間1?3h，壓力2.0?3.0MPa。適宜于氣化活性較高，塊度3?30mm的褐煤、弱粘結(jié)性煤等。魯奇煤氣化爐為立式圓筒形結(jié)構(gòu)（圖2［魯奇煤氣化爐］），爐體由耐熱鋼板制成，有水夾套副產(chǎn)蒸汽。煤自上而下移動先后經(jīng)歷干燥、干餾、氣化、部分氧化和燃燒等幾個區(qū)域，最后變成灰渣由轉(zhuǎn)動爐柵排入灰斗，再減至常壓排出。氣化劑則由下而上通過煤床，在部分氧化和燃燒區(qū)與該區(qū)的煤層反應(yīng)放熱，達(dá)到最高溫度點并將熱量提供氣化、干餾和干燥用。粗煤氣最后從爐頂引出爐外。煤層最高溫度點必須控制在煤的灰熔點以下。煤的灰熔點的高低決定了氣化劑HO/O比例的大小。高溫區(qū)的氣體含有二氧化碳、一氧化碳和蒸汽，進(jìn)入氣化區(qū)進(jìn)行吸熱氣化反應(yīng)，再進(jìn)入干餾區(qū)，最后通過干燥區(qū)出爐。粗煤氣出爐溫度一般在250?500°C之間。魯奇爐由于出爐氣帶有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗滌下來的污水處理系統(tǒng)比較復(fù)雜。生成氣的組成（體積％）約為：氫37?39、一氧化碳17?18、二氧化碳32、甲烷8?10，經(jīng)加工處理可用作城市煤氣及合成氣（見彩圖［加壓氣化法城市煤氣生產(chǎn)裝置］）。魯奇爐是采用加壓氣化技術(shù)的一種爐型，氣化強(qiáng)度高。目前共有近200多臺工業(yè)裝置,用于生產(chǎn)合成氣的只有中國的9臺。魯奇爐現(xiàn)已發(fā)展到MarkV型，爐徑為5.0m,每臺產(chǎn)氣量可達(dá)100000m/h,已分別應(yīng)用于美國、中國和南非。正在開發(fā)的魯奇新爐型有:魯奇-魯爾-100型煤氣化爐，操作壓力為9MPa,兩段出氣；英國煤氣公司和魯奇公司共同開發(fā)的BGL爐，采用熔融排渣技術(shù)降低蒸汽用量，提高氣化強(qiáng)度并可將生成氣中的焦油、苯、酚和煤粉等噴入爐中回爐氣化。溫克勒煤氣化爐以德國人F.溫克勒命名的一種煤氣化爐型。1926年在德國工業(yè)化。特點是用氣化劑（氧和蒸汽）與煤以沸騰床方式進(jìn)行氣化。原料煤要求粒徑小于1mm的在15%以下，大于10mm的在5%以下，并具有較高的活性，不粘結(jié)，灰熔點高于1100C。常壓操作，溫度900?1000C，煤在爐中停留時間0.5?1.0h。生成氣中不含焦油，但帶出的飛灰量很大。Shell煤氣化技術(shù)國內(nèi)外能源消費結(jié)構(gòu)的變化趨勢煤、石油和天然氣是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。根據(jù)其發(fā)現(xiàn)先后、資源多少、采集難易、輸送貯供條件、后加工技術(shù)進(jìn)步，以及對環(huán)境帶來影響等諸多因素，各個國家在各個歷史時期中3種燃料占能源消費的比重在不斷衍變。20世紀(jì)以前，能源消費以煤為主。20世紀(jì)發(fā)達(dá)國家的能源消費經(jīng)歷了由煤向石油的過渡。21世紀(jì)世界能源消費結(jié)構(gòu)隨著石油量下降及天然氣量上升，煤炭將持平，達(dá)到各占27%?28%局面。繼后將出現(xiàn)一個以天然氣為主的短暫時期，然后再轉(zhuǎn)向煤為主。這種趨勢已為人們所共識。為了適應(yīng)這種變化，能源多元化已被國際社會所關(guān)注，同時在化工原料路線上也出現(xiàn)了多元化的選擇。與3種原料相關(guān)的技術(shù)將出現(xiàn)公平競爭的局面。煤化工的發(fā)展快慢除取決于油和天然氣的價格和供求外，很大程度上取決于自身技術(shù)的發(fā)展，如潔凈煤技術(shù)、燃煤發(fā)電技術(shù)、氣化技術(shù)、碳一化學(xué)技術(shù)，以及有關(guān)環(huán)境保護(hù)技術(shù)。潔凈煤將成為21世紀(jì)后葉的主要能源。我國貧油少氣，但煤炭資源豐富，煤在國民經(jīng)濟(jì)中所占能源消費結(jié)構(gòu)的比重極大?；瘜W(xué)工業(yè)以煤化工起家，而石油化工起步晚。雖然采取了大力發(fā)展石油化工的方針，但由于資金和原料的限制，仍難改變以煤炭為主的局面。目前化學(xué)工業(yè)面臨的形勢是石油化工產(chǎn)品遠(yuǎn)不能滿足社會需求，而煤化工企業(yè)現(xiàn)代化改造又跟不上形勢發(fā)展。因此化學(xué)工業(yè)必然只能是油、氣、煤并舉的多元化原料路線，在大力發(fā)展石油化工的同時，有計劃地逐步發(fā)展現(xiàn)代煤化工，特別是發(fā)展高效率、低能耗的煤氣化技術(shù)。煤化工技術(shù)的發(fā)展趨勢煤的液化技術(shù)近20年來雖有進(jìn)步，但由于其能耗高、氫源困難、成本高，目前還不能形成煤制化學(xué)品的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。從煤出發(fā)制取化學(xué)品仍須經(jīng)過氣化過程。古老的氣化技術(shù)采用的是煉焦?fàn)t、煤氣發(fā)生爐和水煤氣爐。在20世紀(jì)，針對不同煤種和氣體用途發(fā)展了幾百種氣化方法，其中以魯奇碎煤加壓氣化爐、常壓K—T爐、溫克勒氣化爐等應(yīng)用最廣。20世紀(jì)70年代以來，圍繞提高燃煤電廠熱效率、減少對環(huán)境的污染等技術(shù)問題，促使了新一代煤氣化工藝誕生。在美國的45個潔凈煤技術(shù)示范項目中有7個煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目，配套有6種煤氣化技術(shù)。我國目前能源供應(yīng)以煤炭為主，約占消費量的72％，其中大部分是直接將煤燃燒用于電力工業(yè)和運(yùn)輸工業(yè)。煤通過氣化形式用于生產(chǎn)合成氣的比重甚低，氣化技術(shù)仍很落后。在合成氣生產(chǎn)方面，國內(nèi)多用常壓固定層氣化爐。多年以前，國內(nèi)研究部門也曾開發(fā)過以粉煤為原料的K—T爐、熔渣爐，并在常壓固定層氣化爐中采用富氧連續(xù)氣化工藝，但因種種原因，這些技術(shù)尚未達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用推廣的程度。國外煤氣化技術(shù)早在20世紀(jì)50年代就已實現(xiàn)工業(yè)化，后因天然氣、石油大量開發(fā)，煤氣化發(fā)展一度停止。20世紀(jì)70年代初，國際上出現(xiàn)能源危機(jī)，發(fā)達(dá)國家出于對石油天然氣供應(yīng)緊張的擔(dān)憂，紛紛把煤氣化作為替代能源重新提到議事日程，加快了煤氣化新工藝的研究。近十年來，國外很多公司為了提高燃煤電廠熱效率，減少對環(huán)境的污染，對煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)做了大量工作，從而促進(jìn)了煤氣化技術(shù)的開發(fā)。目前已成功開發(fā)了對煤種適應(yīng)性廣、氣化壓力高、氣化效率高、污染少的新一代煤氣化工藝。其中具有代表性的有荷蘭殼牌（Shell）公司的SCGP工藝、美國德士古（Texaco）公司的水煤漿氣化工藝、美國（DOW）化學(xué)公司的DOW氣化工藝、德國的GSP工藝、“Prenfio"工藝（加壓K—T法）及魯奇工藝。DOW氣化工藝與Texaco工藝相近，但其業(yè)績及經(jīng)驗不如Texaco；GSP工藝和"renfio"工藝雖然工藝指標(biāo)較好，但目前僅有1套示范裝置，操作經(jīng)驗較少；魯奇工藝雖然工業(yè)裝置較多，操作經(jīng)驗也比較豐富，但煤氣中CH4含量高，有效成分（CO十H2）含量低，且煤氣中焦油及酚含量高，污水處理復(fù)雜，發(fā)展應(yīng)用受到限制。3國內(nèi)現(xiàn)有主要煤氣化技術(shù)間歇煤氣化該方法用粒度為25~75mm無煙煤或焦炭為原料，在煤氣爐中交替送入空氣（吹風(fēng)）和蒸汽（制氣）。送空氣時加熱床層，產(chǎn)生的吹風(fēng)氣放空。通蒸汽時生成的煤氣送氣柜。煤氣爐系列有申2600mm、申3000mm、申3200mm、申3600mm,每臺爐產(chǎn)氣量為6000?13000m3/h?臺，煤氣中（CO十H2）體積分?jǐn)?shù)為68%?72%。常壓固定層間歇氣化工藝，雖然技術(shù)成熟可靠、設(shè)備可全部國產(chǎn)化、投資較省，但能耗高、對煤質(zhì)要求高，需用無煙塊煤，資源利用率低。由于是常壓操作，生產(chǎn)強(qiáng)度小，三廢排放量大，對環(huán)境有一定污染。魯奇加壓煤氣化該方法用粒度為8?50mm，活性好不粘結(jié)的煙煤或褐煤為原料，在固定床中用氧與蒸汽連續(xù)氣化生產(chǎn)煤氣。氣化壓力3.0MPa，氣化溫度在900?1050U采用固態(tài)排渣方式運(yùn)行。1臺申3800mm爐產(chǎn)氣量35000?55000m3/h,煤氣中（CO+H2）體積分?jǐn)?shù)為65%，CH4為9%,并含C2和焦油等。我國山西化肥廠（山西潞城）1000t/d的合成氨裝置，于1979年從魯奇公司引進(jìn)此項工藝技術(shù)。由于煤氣中含有較多甲烷，只適宜作城市煤氣，或生產(chǎn)合成氣時聯(lián)產(chǎn)城市煤氣。若把其中甲烷再轉(zhuǎn)化成合成氣，將使生產(chǎn)流程復(fù)雜。煤氣化排水中含有較多焦油、酚類、氨等物質(zhì)，需要配置龐大的污水處理裝置，才能達(dá)到環(huán)保排放要求。德士古水煤漿氣化德士古公司很早就開發(fā)了以天然氣和重油為原料生產(chǎn)合成氣的技術(shù)，20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)促進(jìn)了尋找替代能源和潔凈的煤氣化技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)多年研究以后，該公司推出了水煤漿氣化工藝，即以濕法加煤、液態(tài)排渣，在氣流床中進(jìn)行的加壓煤氣化工藝。水煤漿與純氧在高溫高壓下反應(yīng)生成煤氣。3.3.1水煤漿氣化工藝特點（1）原料煤適應(yīng)范圍廣除了含水高的褐煤以外，多種煙煤、石油焦、煤加氫液化殘渣均可作為氣化原料，其中以年輕煙煤為主。原料可用粉煤，對煤的粒度、粘結(jié)性、硫含量沒有嚴(yán)格要求。但實踐證明，氣化用煤的灰熔點溫度t3值在低于1350°C時才有利于氣化，煤中灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過13%?15%，煤內(nèi)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于8%才能制成60%?65%濃度的水煤漿，裝置運(yùn)行才較為平穩(wěn)和經(jīng)濟(jì)。氣化壓力高工業(yè)裝置使用氣化壓力在2.8?6.5MPa之間，可根據(jù)使用煤氣的需要來選擇。顯然，在一定容積的爐膛內(nèi)，提高氣化壓力與生產(chǎn)能力的增大成正比，因而較高的氣化壓力，可以減小氣化爐尺寸，也有利于降低升高煤氣壓力所需的功耗。氣化爐采用專門設(shè)計的熱壁爐，為維持反應(yīng)溫度在1350?1400C，燃燒室內(nèi)由多層特種耐火磚砌筑。熱回收有激冷和廢鍋兩種類型，可根據(jù)煤氣用途加以選擇。合成氣質(zhì)量好其有效組分體積分?jǐn)?shù)中，CO+H2占80%，甲烷量＜0.1%。碳轉(zhuǎn)化率95%?98%。冷煤氣效率70%?76%，氣化指標(biāo)較為先進(jìn)。由于水煤漿中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%?40%，因而氧氣用量較大。對環(huán)境影響小氣化過程不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物，故廢水治理簡單，易達(dá)到排放指標(biāo)。高溫排出的融渣，冷卻固化后可用于建筑材料，若填埋對環(huán)境也無影響。3.3.2水煤漿氣化技術(shù)亟待解決的問題水煤漿氣化技術(shù)自引進(jìn)以來，國內(nèi)已有山東魯南、上海焦化、陜西渭河、安徽淮化4套裝置投運(yùn)，時間最長的已有近8年操作經(jīng)驗，運(yùn)行基本良好，顯示了水煤漿氣化的先進(jìn)性。目前該裝置仍有某些尚待完善之處，亟待解決的問題如下：煤種的選擇魯南和渭河化肥廠，原來都使用灰熔點較高、灰量偏大的煤種。添加助熔劑后頻受某些設(shè)備及管道堵塞結(jié)垢的困擾，操作常受影響。魯南化肥廠因此將五七煤改為北宿煤，渭河化肥廠也由省內(nèi)黃陵煤改用甘肅華亭煤，因而提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前兩廠仍在尋找如何提高煤漿濃度發(fā)揮裝置能力的辦法。可見選擇適宜煤種對水煤漿裝置穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。氣化爐耐火磚由于爐溫高，煤灰呈液態(tài)流動時，對耐火襯里表面有“蝕燒”作用而使磚的厚度緩慢減薄。即使用特制的鉻—鋯磚(國產(chǎn)價近400萬元／爐)，其使用壽命也不到8000h,需每年更換。激冷環(huán)堵塞運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有細(xì)灰沉積、結(jié)垢引起噴水通道堵塞，使激冷管受熱不勻而影響氣化爐運(yùn)行，成為安全生產(chǎn)的隱患。目前預(yù)防的方法是勤檢查并定期清洗。煤燒嘴壽命由于氣化爐操作條件苛刻，燒嘴頭部，特別是煤漿流道易受磨損，目前平均使用時間僅為1400?1500h，因而運(yùn)行2個月左右就需要更換，經(jīng)檢查修復(fù)后備用。燒嘴壽命已成為裝置長期運(yùn)行的制約因素之一，共結(jié)構(gòu)亟待改進(jìn)。系統(tǒng)開停車頻繁據(jù)國內(nèi)統(tǒng)計，1996?1998年，德土古氣化爐平均運(yùn)行10?17天就開停車1次，每年約25?41次。由于各廠都有備用氣化爐，全年運(yùn)轉(zhuǎn)率仍較高，但不夠平穩(wěn)。4Shell煤氣化技術(shù)的特點Shell公司開發(fā)的SCGP工藝，是當(dāng)前先進(jìn)的第2代煤氣化工藝。該技術(shù)早在1972年就開始基礎(chǔ)研究，1978年中試裝置運(yùn)行，1987年投煤量為250?400t/d示范裝置投產(chǎn)。在取得大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，日處理煤量為2000t的單系列大型氣化裝置，于1993年在荷蘭開始建設(shè)，1996年建成，煤氣化裝置所產(chǎn)煤氣用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。該裝置經(jīng)過3年示范運(yùn)行已于1998年正式交付用戶使用。生產(chǎn)操作表明，煤氣化工藝指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，目前裝置運(yùn)行非常穩(wěn)定。Shell粉煤氣化工藝具有如下特點：采用干煤粉作氣化原料，煤粉用氮氣輸送，故操作十分安全。由于Shell氣化溫度高，故對煤種適應(yīng)性更為廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用，也可將兩種煤摻混使用。對煤的灰熔點適應(yīng)范圍比其它氣化工藝更寬，即使是高灰分、高水分、高硫的煤種也能使用。氣化溫度高，一般在1400?1600°C。碳轉(zhuǎn)化率體積分?jǐn)?shù)高達(dá)99%以上，煤氣中甲烷含量極少，不含重?zé)N，CO＋H2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到90％。氧耗低。與水煤漿氣化相比，氧耗體積分?jǐn)?shù)低15%?25%，可降低配套空分裝置投資和運(yùn)行費用。氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火磚襯里。水冷壁設(shè)計壽命按25年考慮。正常使用維護(hù)量很小，運(yùn)行周期長，也無需設(shè)置備用爐。已商業(yè)化的運(yùn)行單臺爐日處理煤量達(dá)2000t。每臺氣化爐設(shè)有4?6個燒嘴，故對生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)更為靈活，范圍也更寬。Shell燒嘴保證壽命為8OOOh，已有15OOOh運(yùn)行記錄。燒嘴的使用壽命長，也是氣化裝置能長期運(yùn)行的一個重要保證。熱效率高。Shell煤氣化的冷煤氣效率達(dá)到80%?83%，其余約15%副產(chǎn)高壓或中壓蒸汽，總的原料煤的熱效率高達(dá)98%。對環(huán)境影響小。氣化過程無廢氣排放。系統(tǒng)排出的融渣和飛灰含碳低，可用作建筑材料，堆放時也無重金屬滲出。氣化污水不含焦油、酚等污染物，容易處理，需要時可作到零排放。幾種煤氣化技術(shù)的綜合比較4種煤氣化技術(shù)的工藝性能比較見表1，以日產(chǎn)合成氨1500t為基準(zhǔn)，4種煤氣化技術(shù)典型的工藝配置特點見表2。通過以上比較可以看出，Shell煤氣化技術(shù)是一項先進(jìn)、高效、低能耗的煤氣化技術(shù)，它將成為我國大型生產(chǎn)裝置煤氣化技術(shù)發(fā)展的主要方向。Shell煤氣化技術(shù)的國內(nèi)應(yīng)用實踐荷蘭Demkolec253MW煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠采用Shell煤氣化工藝技術(shù)，于1990年獲得環(huán)保許可證并開始建設(shè)，并于1993年建成并順利投產(chǎn)，試運(yùn)行3年后轉(zhuǎn)給當(dāng)?shù)氐墓檬聵I(yè)部門繼續(xù)運(yùn)行。實踐證明Shell煤氣化工藝技術(shù)是一項先進(jìn)、可靠的技術(shù)。湖北雙環(huán)化工集團(tuán)公司為國家大型一類企業(yè)，也是國家重點扶持的512家企業(yè)之一，以生產(chǎn)純堿、農(nóng)用氯化銨以及重質(zhì)純堿等為主要產(chǎn)品，其控股的湖北雙環(huán)科技股份有限公司為上市公司。該公司現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)裝置的原料氣制備是以重油為原料，采用3.2MPa加壓氣化的廢鍋流程。隨著重油深度加工工業(yè)的發(fā)展，重油價格不斷上漲，致使生產(chǎn)成本居高不下。為了降低產(chǎn)品成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力，充分發(fā)揮企業(yè)的規(guī)模效益，湖北雙環(huán)化工集團(tuán)公司利用我國豐富的煤炭資源，采用先進(jìn)的Shell煤氣化技術(shù)，對合成氨原料路線進(jìn)行了改造。中國五環(huán)化學(xué)工程公司于2000年完成了該公司合成氨裝置年產(chǎn)20萬t重油改煤工程項目的可行性研究。煤氣化裝置采用Shell公司3.5MPa干煤粉氣化技術(shù)。該項目于2000年3月被列入國家重點技術(shù)改造“雙高一優(yōu)”項目。由于采用SCGP工藝，其碳轉(zhuǎn)化率高，氧耗低，粗煤氣余熱利用合理，整個裝置在節(jié)能降耗方面將有重大突破。在環(huán)保方面，由于采用加壓連續(xù)粉煤氣化，“三廢”排放量大為下降，經(jīng)采取有效處理措施，所有排放物將達(dá)標(biāo)排放，改變了重油造氣的炭黑污水嚴(yán)重污染環(huán)境的局面。該項目經(jīng)過增量分析法技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，年均總成本費用降低10940萬元，年均利潤總額8460萬元，所得稅前全投資內(nèi)部收益率21.2%，所得稅后全投資內(nèi)部收益率16.5%。湖北雙環(huán)油改煤工程于2001年7月由中國五環(huán)化學(xué)工程公司全面負(fù)責(zé)工程設(shè)計、技術(shù)服務(wù)及工藝包的設(shè)計工作，2001年11月開始基礎(chǔ)工程設(shè)計，2002年7月開始詳細(xì)工程設(shè)計。目前設(shè)計工作已經(jīng)完成，氣化爐、合成氣冷卻器及輸氣管的內(nèi)件已到達(dá)中國壓力容器殼體制造廠開始組裝，其它主要設(shè)備、儀表、閥門等均已訂貨完畢。該工程預(yù)計2004年5月建成并投料試車。有Shell公司的專利技術(shù)與生產(chǎn)實踐作為支撐，湖北雙環(huán)油改煤工程一定能達(dá)到預(yù)期目的，為高效地利用我國豐富的煤炭資源闖出一條新路。目前在國內(nèi)，已有柳化、洞氮、大連大化、湖北枝江、云天化、云南沾益等化肥廠通過技術(shù)論證，即將采用Shell煤氣化技術(shù)進(jìn)行改造或新建生產(chǎn)裝置。中國五環(huán)化學(xué)工程公司設(shè)計實踐由于湖北雙環(huán)油改煤工程是中國第1家采用Shell煤氣化技術(shù)，同時也是世界上第1家采用Shell煤氣化技術(shù)制取合成氨原料氣的項目，因此，中國五環(huán)化學(xué)工程公司各級領(lǐng)導(dǎo)非常重視湖北雙環(huán)油改煤工程項目的設(shè)計工作，從始至終都集中了公司最優(yōu)秀的設(shè)計人員在以下方面作了深入細(xì)致的工作：積極參與煤氣化技術(shù)基礎(chǔ)工程設(shè)計的各項工作。完善了全部煤氣化系統(tǒng)的工藝計算、設(shè)備計算、水汽系統(tǒng)循環(huán)計算等工作。對各類關(guān)鍵設(shè)備(如煤燒嘴、開工燒嘴、點火燒嘴、氣化爐、合成氣冷卻器及輸氣管的內(nèi)件、HPHT飛灰過濾器、煤流量儀表及灰渣閥等)的制造和使用進(jìn)行大量的調(diào)查研究，為工程設(shè)計提供了可靠的保證。針對Shell煤氣化工藝產(chǎn)生的高CO粗合成氣的變換問題，我公司進(jìn)行了調(diào)查和對比：土耳其KUETAHY廠使用的KT氣化爐(合成氣中CO體積分?jǐn)?shù)65%)；南非SYNETIX廠(合成氣中CO體積分?jǐn)?shù)62%)；以及KOPPERS公司在贊比亞、希臘、西班牙所建類似裝置。同時我公司還與有關(guān)催化劑研究單位針對高CO粗合成氣的變換問題進(jìn)行了研究，提出了切實可行的設(shè)計方案。創(chuàng)造性地完成了氣化爐、合成氣冷卻器及輸氣管的外殼設(shè)計工作。3臺設(shè)備(氣化爐、合成氣冷卻器和輸氣管)連成一體，設(shè)備總重690t,3臺設(shè)備外殼共有管口200多個，設(shè)計溫度343U設(shè)計壓力4.6MPa。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)和受力很復(fù)雜，材料(采用SA387GrllCLR)要求高，內(nèi)件組裝對外殼接管標(biāo)高及方位要求極為嚴(yán)格，因此設(shè)計、運(yùn)輸和吊裝難度極大。我公司在完成設(shè)備設(shè)計的同時，還與業(yè)主、安裝公司討論研究，經(jīng)多方案比較，確定了施工安裝方案。在煤氣化裝置中，對13臺疲勞設(shè)備全部采用有限元應(yīng)力分析法進(jìn)行疲勞計算與設(shè)計。煤氣化框架高約80m，其安裝設(shè)備數(shù)量多、重量大，且與廠房的連接形式復(fù)雜。為了搞好框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，五環(huán)公司組織了針對煤氣化廠房設(shè)計的研究，并與武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院聯(lián)合，通過采用有限元模型，從該結(jié)構(gòu)的動力特性、變形、強(qiáng)度、筑結(jié)構(gòu)與反應(yīng)塔及地震對其影響等進(jìn)行了模擬分析，找出了廠房應(yīng)該加強(qiáng)的部位，為詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。整個煤氣化裝置的控制系統(tǒng)極為復(fù)雜，I/O點超過2600個，根據(jù)要求采用串級、前饋、分程、比值調(diào)節(jié)以及順序控制(15多個)和邏輯控制(50多個)，通過分散型控制系統(tǒng)(DCS)、緊急停車系統(tǒng)(ESD)、可編程邏輯控制(PLC)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中監(jiān)控和管理，其規(guī)模和復(fù)雜程度在國內(nèi)化工行業(yè)尚屬首例。五環(huán)公司成立了攻關(guān)小組，對每一個控制部分都進(jìn)行仔細(xì)深入地研究，理解Shell公司的設(shè)計意圖，并對原基礎(chǔ)設(shè)計的不合理部分提出了修改，得到了Shell公司的肯定，較圓滿地完成了詳細(xì)工程設(shè)計。對制造要求高的儀表，如煤流量儀表、煤粉調(diào)節(jié)閥、灰渣閥、反吹閥、開關(guān)閥等，我公司對相關(guān)制造商及其使用情況進(jìn)行了考察并進(jìn)行技術(shù)交流，為設(shè)備訂貨提供了充分的依據(jù)。目前，湖北雙環(huán)油改煤工程的設(shè)計工作已經(jīng)結(jié)束，工程建設(shè)正在緊張進(jìn)行，我公司為配合現(xiàn)場施工，投入了優(yōu)秀的技術(shù)服務(wù)力量，力爭該工程優(yōu)質(zhì)建成，順利投入生產(chǎn)。結(jié)束語當(dāng)前，煤氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢是：擴(kuò)大對煤種和粒度的適應(yīng)范圍、擴(kuò)大單爐生產(chǎn)能力、提高煤氣化的操作壓力、達(dá)到環(huán)保要求。Shell煤氣化技術(shù)正是順應(yīng)這一趨勢開發(fā)出來的新技術(shù)，隨著Shell煤氣化裝置的投入運(yùn)行以及我們對Shell煤氣化技術(shù)認(rèn)知程度加深，該技術(shù)在我國的應(yīng)用將會越來越廣泛。同時Shell煤氣化技術(shù)在中國的推廣應(yīng)用也必將帶動中國煤氣化技術(shù)研究的進(jìn)一步發(fā)展。殼牌煤氣化技術(shù)在世界所需要的基本能源中，接近30%由煤炭提供。世界所需要的電量之中，近40%是用煤炭生產(chǎn)的。在目前已探明儲量的能源之中，煤炭是蘊(yùn)藏量最豐富、分布最廣泛燃料，而且煤炭的價格相對石油與天然氣也是最低的。中國是屬于“缺油少氣”的國家，但是煤炭儲量卻占有世界煤資源總量的1/3。按照同等熱值計算，中國已探明的石油儲量還能夠使用不到20年，天然氣約為30年，而煤炭則至少為200年。天然氣比替代能源如石油和煤炭更為潔凈，但是目前只能滿足不到3%的能源需求，主要還是依賴煤炭與石油，煤炭滿足了中國超過70%的能源需求。但是，煤炭燃燒排放的污染卻越來越引起人們對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注。傳統(tǒng)用煤的方式只有直接燃燒，燃燒后的廢物，包括二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等會直接進(jìn)入大氣層。煤氣化是一種最潔凈的煤炭利用技術(shù)，能夠避免煤直接燃燒的污染。另外，煤氣化方式利用煤的能源效率高。原料煤所含的能量之中，約80%到83%以合成氣形式回收，另外14%到16%以蒸汽形式回收，總之，96%以上的煤能源都能夠被利用。殼牌煤氣化技術(shù)采用干燥方式，用氮氣將煤粉送到氣化爐，最后生成合成氣，即一氧化碳和氫的混合物。合成氣中含有原煤中約80%的能量，另外15%的有效能量以蒸汽的形式獲得。整個氣化過程只有5%的能量流失。合成氣可以用來制造純氫，生產(chǎn)合成氨、甲醇、含氧化合物，以及尿素及合成氫燃料等衍生物。該合成氣還可用于電廠供熱、蒸汽和發(fā)電的燃料，并可作為城市用氣。殼牌煤氣化技術(shù)使煤炭得以充分利用。其中，硫化物被還原成純硫磺，可以作為原料出售給化工行業(yè)；灰份則被回收為清潔爐渣，用來制造建筑材料。整個工藝的用水量極低，廢水也很容易凈化。殼牌煤氣化技術(shù)的另一個優(yōu)勢在于它適用于不同種類的煤，包括劣質(zhì)的次煙煤和褐煤。日前，殼牌煤氣化技術(shù)在中國已取得了重大進(jìn)展:殼牌已在湖南省岳陽建立了一個合資廠，其中殼牌與中石化各持有50％的股份。該合資廠日處理煤2000噸，為中石化巴陵化肥廠提供合成氣作為原料。工廠建設(shè)目前正順利進(jìn)行。殼牌以授權(quán)方式向中國六家大型化肥廠提供煤氣化技術(shù),用于生產(chǎn)合成氣。煤氣化工藝比較（參考）目前國際上技術(shù)比較成熟，工藝指標(biāo)比較先進(jìn)、業(yè)績較多的GSP工藝、SCGP工藝、HTW工藝、Lurgi工藝和Texaco工藝的比較見下表。煤氣化工藝比較序號項目 GSP粉煤氣化 Shell粉煤氣化 Texaco水煤漿氣化 HTW流化床氣化 Lurgi塊煤氣化氣化工藝 氣流床、液態(tài)排渣氣流床、液態(tài)排渣氣流床、液態(tài)排渣流化床、固態(tài)排渣固定床、固態(tài)排渣適用煤種 褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤、油渣等 褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤、油渣等次煙煤、煙煤、油渣等次煙煤、煙煤、油渣等褐煤、次煙煤、無煙煤等氣化壓力(MPa) 2.0?4.0 2.0?4.0 4.0?6.5 1.0?2.5 2.0?3.2氣化溫度(°? 1400~1600 1400~1600 1300~1400 950~1100 950~1250單爐最大處理能力(t/d) 2500 2500 2000 2000 1000?13001000Nm3有效氣耗氧量,(Nm3)330?360330?360380?430260?340267?3507碳轉(zhuǎn)化率,(%)99 96?9890?95! 88~95>99>8冷煤氣效率,(%)78?8378?8370?7668?75 65?759有效氣含量,(%)?9090?94?8070?80?6510總熱效率,(%)90(激冷流程)98(廢鍋流程)90?95 95 80?9011操作彈性,(%)50?13050?13070?11070?110 30?11012技術(shù)成熟度高高高高高13建廠投資較低 較高較低低低shell煤氣化各崗位工藝流程簡述各崗位工藝流程U-1100磨煤及干燥工藝流程煤流程：原煤和石灰石用皮帶從電廠送至本工段的V1101碎煤倉和石灰石倉V1102,再通過稱重給料機(jī)X1101和X1106計量后送至微負(fù)壓的磨煤機(jī)A1101進(jìn)行碾磨，并被熱風(fēng)爐F1101送過來的189°C的熱風(fēng)所干燥。在磨機(jī)上部的旋轉(zhuǎn)分離器S1102的作用下，溫度為105°C、粒度為10—90微米的煤粉和熱氣一起從磨機(jī)頂部出來，被送至粉煤袋式過濾器S1103(大布袋)，在此，煤粉被收集下來，分別經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料機(jī)X1105和螺旋輸送機(jī)X1102、X1104送至粉煤貯倉V1201。熱風(fēng)流程：熱氣從大布袋S1103上部出來，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)K1102輸送至熱風(fēng)爐F1101，用合成氣(原始開車時用柴油)將其從105C加熱至189C，送往磨煤機(jī)A1101，然后和煤粉一起進(jìn)入大布袋，如此循環(huán)。為避免整個熱氣循環(huán)回路中水分的聚集，根據(jù)水分分析數(shù)據(jù)自動從11FV0110處加入污氮降低其露點，如果回路壓力上升，部分熱氣自動從11PV0109A處放空。如果系統(tǒng)O2含量超標(biāo)，污氮就會從11FV0105或11FV0106處加入。U-1200煤加壓進(jìn)料系統(tǒng)工藝流程粉煤從粉煤貯倉V1201通過重力作用進(jìn)入煤粉鎖斗V1204，煤粉鎖斗V1204充滿后，將其與所有的低壓設(shè)備隔離，用高壓氮氣將其壓力升至與煤進(jìn)料罐V1205平衡，再打開煤鎖斗與煤進(jìn)料罐之間平衡管線的連通閥，一旦煤進(jìn)料罐V1205達(dá)到低料位，打開鎖斗排料閥12XV0131/0231/0132/0232卸料。卸料完畢后將鎖斗與煤進(jìn)料罐隔離，將壓力分三次卸至接近常壓，然后打開鎖斗上部的進(jìn)料閥12XV0133/0233/0123/0223，接受粉倉的煤粉，鎖斗充裝完畢后，再次充壓，等待下一次的卸料信號。煤進(jìn)料罐內(nèi)溫度為80°C、壓力為4.2MPa的煤粉在煤循環(huán)/給料程序13KS0011/12/13/14的控制下，經(jīng)過計量和調(diào)節(jié)后分別進(jìn)入燒咀。當(dāng)煤粉循環(huán)時，通過減壓管減壓返回至粉倉煤進(jìn)料管的壓力通過12PDICYA0128/0228分程控制在與氣化爐壓力成比例，壓力低時通過12PV0128A/0228A補(bǔ)入氮氣，壓力高時通過12PV0128B/0228B放空至小布袋S1201。U-1300氣化系統(tǒng)工藝流程氣化部分流程：煤進(jìn)料罐出來的溫度為80°C、壓力為4.4MPa的煤粉通過煤加速器加速，13FV0101的調(diào)節(jié)送至氣化爐；空分送過來的溫度為50C、壓力為4.0MPa的氧氣經(jīng)過氧氣預(yù)熱器預(yù)熱至180C,與溫度為265C、壓力為4.5MPa的自產(chǎn)過熱蒸汽進(jìn)行混合后（壓力變?yōu)?.59、溫度為189C）進(jìn)入氣化爐；以上三種物料在氣化爐內(nèi)3.5MPa壓力、1500C溫度條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，氣化反應(yīng)中產(chǎn)生的渣以液態(tài)的形式經(jīng)氣化爐壁向下流入渣池。生成的以CO+H2為主的合成氣從頂部出氣化爐，在氣化爐出口被激冷壓縮機(jī)送過來的溫度為209C、壓力為3.54MPa的合成氣流激冷至900C,然后合成氣分別經(jīng)過鍋爐系統(tǒng)的激冷段、輸氣管、返混室支管、返混室、合成氣冷卻器進(jìn)行冷卻。出合成氣冷卻器后溫度為330C、壓力為3.46MPa的粗合成氣被送往干法除塵系統(tǒng)。水汽流程：電廠送過來的溫度為20C、壓力為0.7MPa的二次脫鹽水分別經(jīng)過脫鹽水預(yù)熱器E1402和酸性灰漿氣提塔底部換熱器E1701預(yù)熱后進(jìn)入除氧器U1301，然后通過鍋爐給水泵P1308加壓到7.3MPa、130C,經(jīng)13FV0046調(diào)節(jié)后送往汽包V1304，用鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵P1301將水送至鍋爐系統(tǒng)的各個部分。鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的溫度為270C、壓力為5.4MPa的飽和蒸氣匯入汽包V1304。蒸汽從汽包出來后分為兩路，一路在13PV0040A之前被送往過熱器E3402進(jìn)行過熱，變?yōu)?65C、4.5MPa送往燒咀及其它用戶；另一路經(jīng)13PV0040A調(diào)節(jié)后送往凈化或管網(wǎng)。輔助裝置：為防止飛灰的聚集，在激冷處和合成氣冷卻器第一段管束頂部用熱超高壓熱氮進(jìn)行間歇性的吹掃。為防止鍋爐系統(tǒng)合成氣通道的飛灰聚集，堵塞管道，在激冷管、返混室支管、返混室、合成氣冷卻器共設(shè)置了32個敲擊裝置。U-1400除渣系統(tǒng)工藝流程在氣化反應(yīng)中產(chǎn)生的渣以液態(tài)的形式經(jīng)氣化爐壁向下流入渣池V1401,高溫渣流遇水后崩裂為固態(tài)顆粒，出渣池后再經(jīng)破渣機(jī)X1401將其中的渣塊碾碎后送往渣收集器V1402,進(jìn)入渣鎖斗V1403。在排渣時，通過沖洗輔助泵P1402使水在渣鎖斗和渣收集器之間循環(huán)，渣池中的水通過泵P1401循環(huán)利用，為避免渣水循環(huán)回路中固態(tài)物質(zhì)的聚集，用水力旋流器S1403將一部分泥漿排走；為避免循環(huán)回路中渣水溫度不斷上漲，分別用脫鹽水預(yù)熱器E1402和渣池水冷卻器E1401將熱量帶走。當(dāng)渣收集器充裝計時器走完后，關(guān)閉渣鎖斗至渣收集器的排料閥14XV0009、14XV0010,并將渣鎖斗與渣收集器完全隔離。鎖斗降壓后將渣排入渣脫水槽T1401，然后用撈渣機(jī)X1402將渣撈起，用皮帶X1403送往渣場。渣鎖斗排完渣后，用低壓循環(huán)水將其充滿，并用高壓氮氣將其壓力充至與渣收集器平衡，然后與渣收集器連通。為補(bǔ)充水力旋流器處排水造成的渣池水損失，用14FV0004控制高壓循環(huán)水補(bǔ)入渣池，在鎖斗未與渣收集器連通時，用14XV0013補(bǔ)水，在鎖斗與渣收集器相連時，用14XV0014補(bǔ)水。U-1500除灰系統(tǒng)工藝流程排灰流程：從合成氣冷卻器底部出來的溫度為330C、壓力為3.46MPa的粗合成氣，通過高溫高壓陶瓷過濾器S1501除去里面的飛灰。潔凈的合成氣從過濾器頂部出來，分兩路送出，一路送往濕洗系統(tǒng)進(jìn)一步洗滌和冷卻，另外少量的合成氣送至激冷壓縮機(jī)。飛灰收集在過濾器底部的灰收集器V1501，排入灰鎖斗V1502。當(dāng)積灰計時器走完或鎖斗料位高時，15KS0001程序?qū)㈥P(guān)閉灰收集器的排料閥15XV0002、15XV0003，并且將灰收集器與灰鎖斗完全隔離，分三次將鎖斗壓力降至接近常壓。然后打開鎖斗下料閥15XV0006、15XV0007,將飛灰卸入氣提塔冷卻器V1504進(jìn)行氣提和冷卻。灰鎖斗卸完料后，用高壓氮氣將其壓力充至與灰收集器平衡，然后打開它們之間的連通閥和灰鎖斗進(jìn)料閥，開始再一次的接灰。氣提流程：氣提塔冷卻器接灰后，用低壓氮氣將其置換和冷卻至80—250°C,含CO<,H2S<。如果中間飛灰貯倉V1505料位非高，程序15KS0002則將打開氣體塔下料閥15XV0015，將飛灰排至中間飛灰貯倉。循環(huán)/處理流程：一旦飛灰緩沖罐V1206料位低或飛灰筒倉V1507料位非高，程序15KS0003/4則會打開中間飛灰貯倉下料閥15XV0022或15XV0023,將飛灰排至飛灰吹送包V1508。當(dāng)飛灰吹送包接完料后，關(guān)閉其進(jìn)料閥，然后打開吹送包下面的排料閥15XV0028或15XV0029及飛灰加速器X1501的氮氣閥15XV0030或15XV0031，將飛灰排至飛灰緩沖罐或飛灰筒倉。U-1600濕洗系統(tǒng)工藝流程合成氣流程：從干法除塵系統(tǒng)來的溫度為325C、壓力為3.38MPa的合成氣，進(jìn)入文丘里洗滌器J1602，經(jīng)16FV0012控制的溫度為158C、壓力為3.7MPa洗滌水進(jìn)行初步洗滌，然后進(jìn)入洗滌塔C1601，通過16FV0015控制的溫度為158C、壓力為3.7MPa洗滌水進(jìn)行最終洗滌。出洗滌塔后溫度為150C、壓力為3.15MPa的合成氣分成三路，一路經(jīng)控制閥16PV0008A和切斷閥16XV0002送往凈化車間；另外兩路分別送往激冷壓縮機(jī)和公用工程的燃料合成氣系統(tǒng)。循環(huán)洗滌水流程:洗滌水通過泵P1601在洗滌塔底部和上部之間打循環(huán)，通過16FV0015控制進(jìn)入洗滌塔。洗滌水補(bǔ)水由工藝水泵過來的高壓工藝水或凈化冷凝液提供，通過16FV0014控制，在泵P1601的出口處進(jìn)入系統(tǒng);在P1601的出口處引一分支，通過16FV0012控制將洗滌水送入文丘里洗滌器。為避免腐蝕性的物質(zhì)、固體物質(zhì)的積聚，從循環(huán)回路中連續(xù)排出部分循環(huán)水，送往U1700的酸性灰漿氣提塔進(jìn)料罐V1701。為除去合成氣中的HC1、HF等酸性氣體，在文丘里洗滌器洗滌水進(jìn)口處加入適量的堿。U-1700酸性灰漿氣提及初步水處理系統(tǒng)工藝流程酸性灰漿氣提流程：來自煤氣化各工序產(chǎn)生的工藝廢水，包括來自渣系統(tǒng)水力旋流器S1403的細(xì)渣水、來自濕洗的排水、來自倒淋收集器V1702的各種排水，收集在酸性灰漿氣提塔進(jìn)料罐V1701，用泵P1701將其輸送到酸性灰漿氣提塔C1701，用0.5MPa、159C的低壓蒸汽進(jìn)行氣提，將灰漿中的H2S、NH3、CO2和HCN等酸性氣體脫除，酸性氣體從氣提塔頂部出來，經(jīng)過E1702降溫后送往回流罐V1703，將氣體里面的冷凝液收集起來，最后溫度為100C、壓力為0.15MPa的酸性氣體送往酸性氣體火炬。回流罐中產(chǎn)生的冷凝液用泵P1706輸送至氣提塔再次氣提后送往初步水處理系統(tǒng)。脫除酸性氣體后溫度為134C、壓力為0.2MPa的灰漿從氣提塔底部用泵P1702抽出，分別經(jīng)過E1701和E1703冷卻至50C后送往澄清槽S1701。為避免CaCO3沉淀堵塞管道，在酸性灰漿氣提塔進(jìn)料罐V1701和酸性灰漿氣提塔C1701中加入了適量的酸液?；覞{處理流程：來自氣提塔底部的廢水、渣脫水槽T1401的細(xì)渣水、下水管的廢水等在澄清槽S1701中和添加的聚合物一起，經(jīng)過攪拌器M1702和M1703的攪拌后，分離出來的水從澄清槽上部進(jìn)入溢流槽T1701，用泵P1705送往循環(huán)水槽T3302、酸性灰漿氣提塔進(jìn)料罐V1701及其它用戶；灰漿從澄清槽底部出來，用泵P1704送往煤泥貯罐T1702攪拌和沉淀后，再用泵P1709將煤泥送至真空帶式過濾機(jī)S1702，與添加的聚合物匯合在一起，用真空泵P1713抽真空，將水分濾出，形成的煤泥濾餅用卡車送走，循環(huán)利用。過濾出來的水分用泵P1712送往澄清槽S1701再次循環(huán)處理。U-3000氮氣系統(tǒng)工藝流程超高壓N2流程：從空分來的7.22Mpa、80°C的超高壓N2分兩路，一路經(jīng)30PV0013調(diào)節(jié)壓力后進(jìn)入氮氣加熱器E-3051加熱，變?yōu)?.02MPa,225C,再進(jìn)入超高壓N2緩沖罐V-3052,分別用于高溫高壓過濾器、激冷器和合成氣冷卻器進(jìn)口的反吹；另一路經(jīng)30PV0001調(diào)節(jié)壓力后進(jìn)入高壓N2氮氣V-3051。高壓N2流程：高壓N2來源有兩處，一處是由超高壓N2送至V-3051的，主要用于一些間歇性的用戶。一處是由空分送過來的5.2Mpa、80C的高壓N2,主要用于一些穩(wěn)定用戶。V-3051出來的N2又分成兩路:一路直接送往煤鎖斗V1204；另一路分一支去激冷壓縮機(jī)后，再經(jīng)過氮氣加熱器E-3050加熱，變?yōu)?.15MPa，225C，用于汽包V1304、氣化爐環(huán)隙、敲擊器、灰收集器V1501、灰鎖斗V1502、灰鎖斗過濾器反吹氮氣緩沖罐V1503、灰收集器下通氣器X1504、灰鎖斗下通氣器X1505等處?？辗炙瓦^來的5.2Mpa、80C的高壓N2又分成兩路：一路直接送往渣鎖斗V1403充壓、U1600合成氣總管吹掃、清潔觀火孔、吹掃煤循環(huán)及進(jìn)料管線、調(diào)和水罐V1307保壓、煤進(jìn)料罐V1205充壓、開工燒咀柴油管線吹掃、點火燒咀開工燒咀/激冷壓縮機(jī)的密封等。另一路經(jīng)過濾器S3051過濾后用于清潔氧管線、吹掃氧進(jìn)料管線及開工燒咀氧管線等。當(dāng)穩(wěn)態(tài)氮氣壓力30PICSZA高時，一部分氮氣泄至3.0Mpa氮氣管網(wǎng)，壓力低時,可通過30PV0006補(bǔ)充超高壓氮氣。低壓N2流程：0.6Mpa、40C的低壓氮氣由空分送過來，通過30PV0008調(diào)節(jié)壓力后，再經(jīng)切斷閥30XV0003送往用戶。一路直接供給的用戶有回流罐V1703、倒淋收集器V1702、粉倉V1201底部流化及過濾器反吹、火炬系統(tǒng)、點火燒咀液化氣管線吹掃、磨煤系統(tǒng)的吹掃等；另一路經(jīng)30PV0005調(diào)節(jié)壓力至0.4Mpa后，送往飛灰筒倉V1507、工藝水槽T3301、堿槽T3601等。污氮N2流程：從空分來的0.02Mpa的污氮主要用于磨煤系統(tǒng)：煤稱重給料機(jī)X1101和石灰石稱重給料機(jī)X1106的清掃O2含量超標(biāo)后，從熱風(fēng)爐出口處經(jīng)11FV0105/0205加入污氮O2含量超標(biāo)后，從大布袋進(jìn)口處經(jīng)11FV0106/0206加入污氮熱風(fēng)爐進(jìn)口水分超標(biāo)后，從熱風(fēng)爐進(jìn)口處經(jīng)11FV0110/0220加入污氮當(dāng)熱風(fēng)循環(huán)回路壓力低時，通過11PV0109B/0209B加入污氮磨機(jī)磨輥密封等U-3100火炬系統(tǒng)工藝流程火炬系統(tǒng)分主火炬和酸性氣體火炬。主火炬放空氣分兩路進(jìn)入火炬分離罐分離出其中的冷凝液（冷凝液用泵P3100送往導(dǎo)淋收集器V1702）后送往主火炬燃燒。一路是來自U1700系統(tǒng)的各種放空氣，另一路由來自U1500等系統(tǒng)的放空氣和凈化主放空氣匯和而成。酸性氣體由兩路匯合后送往酸性氣體火炬燃燒，一路是來自U1700的由17PV0026A控制的酸氣，另一路是來自凈化的放空酸氣。為保證火炬連續(xù)燃燒，設(shè)置了5盞長明燈，主火炬3盞，酸性氣體火炬2盞?；鹁嫦到y(tǒng)長明燈的點火方式有兩種：一種是地面內(nèi)傳焰點火（點火時要另外加工廠空氣）；一種是高壓點火槍點火，可以分別在控制室DCS上或現(xiàn)場按按鈕實現(xiàn)。合成氣由濕洗系統(tǒng)來，經(jīng)減壓至0.2MPa后送往未處理合成氣緩沖罐，作為長明燈、各點火器及助燃的燃料氣。無合成氣時用液化氣作燃料氣，另外，液化氣也是點火燒咀的燃料氣。為避免回火爆炸，主火炬設(shè)計有分子封、酸性氣體到火炬的入口處安裝了阻火器，并且持續(xù)通入少量的低壓氮氣。U-3200循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工藝流程從空分車間送過來的0.4MPa、30°C的循環(huán)冷卻水用于以下地方：鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵P1301鍋爐給水泵P1308調(diào)和水泵P1304激冷壓縮機(jī)K1301洗滌塔循環(huán)水泵P1601渣池循環(huán)水泵P1401輔助沖洗泵P1402磨煤工序稀油站、液壓站、循環(huán)風(fēng)機(jī)等低壓工藝水冷卻器取樣冷卻器E1321、E1322、E1323渣池水冷卻器E1401酸氣冷卻器E1702蒸汽冷凝液冷卻器E3401各種分析儀表當(dāng)循環(huán)冷卻水回水壓力32PISA0001低時，聯(lián)鎖系統(tǒng)將自動啟動事故冷卻水泵P3302,保證鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵P1301的冷卻水供給。U-3300工藝水/循環(huán)水系統(tǒng)工藝水流程：通過低壓工藝水泵P3301和高壓工藝水泵P3302,將工藝水槽T3301內(nèi)溫度為40C的水壓力加至0.7MPa和5.0MPa，分別稱作低壓工藝水和高壓工藝水。P3303為P3302的緊急備用泵，但它不供應(yīng)洗滌塔的補(bǔ)水、開工燒咀冷卻水、洗滌塔循環(huán)水泵P1601的密封沖洗等。工藝水槽T3301的補(bǔ)水來源有：來自E3401的蒸汽冷凝液、來自公用工程的補(bǔ)水。另外，到P1701/1702/1706的沖洗水經(jīng)過冷卻器后，再返回至工藝水槽；開工燒咀冷卻水最后也返回至工藝水槽。低壓工藝水用于以下地方：氣提塔進(jìn)料泵P1701的密封沖洗氣提塔底部排出泵P1702的密封沖洗回流泵P1706的密封沖洗酸/堿的稀釋聚合物的加水鍋爐化學(xué)藥品的加水其它各種沖洗高壓工藝水用于以下地方：洗滌塔的補(bǔ)水開工燒咀冷卻水渣池循環(huán)水泵P1401的密封沖洗輔助沖洗泵P1402的密封沖洗破渣機(jī)X1401的密封沖洗洗滌塔循環(huán)水泵P1601的密封沖洗其它各種沖洗循環(huán)水流程：通過低壓循環(huán)水泵P3306和高壓循環(huán)水泵P3305，將循環(huán)水槽T3302內(nèi)溫度為40°C的水壓力加至0.24MPa和5.0MPa，分別稱作低壓循環(huán)水和高壓循環(huán)水。循環(huán)水槽T3302的補(bǔ)水來源有：溢流槽T1701的溢流水和公用工程的補(bǔ)水。低壓循環(huán)水用于以下地方：煤泥泵P1704的沖洗渣鎖斗V1403（卸渣后的沖洗和補(bǔ)水）和渣脫水槽T1401的補(bǔ)水高壓循環(huán)水用于以下地方：渣鎖斗V1403（高壓時的補(bǔ)水）和渣收集器V1402的補(bǔ)水U-3400蒸汽/冷凝液系統(tǒng)工藝流程高壓蒸汽流程：鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力為5.4MPa、溫度為270C的飽和蒸汽從氣包出來后分兩路送出，一路在13PV0040A后送至凈化或管網(wǎng)，另一路在13PV0040A前送至過熱器E3402,過熱后壓力為4.5MPa、溫度為265C，用于煤燒咀、調(diào)和水換熱器E1308、氧氣預(yù)熱器E1309、高壓氮氣加熱器E3050、超高壓氮氣加熱器E3051等。開車時氣包的開工蒸汽和噴射器J1601的蒸汽及加熱器的蒸汽由外來過熱蒸汽提供。當(dāng)自產(chǎn)過熱蒸汽產(chǎn)出后，打開34PV00005，這時，外來蒸汽閥34PV00001將自動緩慢關(guān)閉。低壓蒸汽流程：從公用工程來的0.5MPa、溫度為159C的低壓蒸汽分成兩路，一路去除氧器U1301和酸性灰漿氣提塔C1701；另一路通過閥34PV0002減壓至0.35MPa后分別送往空冷器E1703、低壓氮氣加熱器E1501、柴油罐T1301等用戶。蒸汽冷凝液流程:來自調(diào)和水換熱器E1308、氧氣預(yù)熱器E1309、高壓氮氣加熱器E3050、超高壓氮氣加熱器E3051及各個疏水器來的蒸汽冷凝液被收集在冷凝液閃蒸槽V3401，經(jīng)閃蒸后，蒸汽從頂部出來，匯入0.35MPa蒸汽系統(tǒng)，冷凝液從底部出來，與0.35MPa蒸汽系統(tǒng)的冷凝液匯合，經(jīng)冷卻器E3401冷卻至40C后送往工藝水槽T3301。來自氣包的排污水、循環(huán)水泵P1301的出口疏水及飽和蒸汽疏水，被收集在排污液閃蒸槽V3402,經(jīng)閃蒸后，蒸汽從頂部出來，匯入0.35MPa蒸汽系統(tǒng)，冷凝液從V3401底部出來，送往界區(qū)。U-3500儀表氮氣/工廠空氣系統(tǒng)工藝流程儀表氮氣流程：從空分車間送過來的0.6MPa的儀表氮氣用作儀表氣源及火炬系統(tǒng)、真空帶式過濾機(jī)S1702、高溫高壓過濾器S1501、氣化系統(tǒng)激冷敲擊器、磨煤干燥工序等地方。工廠空氣流程：從空分車間送過來的0.5MPa的工廠空氣用于火炬系統(tǒng)、點火燒咀A1303、飛灰筒倉過濾器S1505反吹等地方。U-3600酸堿系統(tǒng)工藝流程酸流程:酸液從酸槽車通過臨時接管引入酸系統(tǒng)，經(jīng)酸液加料泵P3604加壓，36FV0003調(diào)節(jié)流量后，被0.7MPa、40C的低壓工藝水稀釋成15%后，進(jìn)入酸液貯槽T3602，然后通過酸液噴射泵P3602加壓至0.25MPa,通過36FV0005調(diào)節(jié)流量后送往U1700的酸性灰漿氣提塔C1701和進(jìn)料罐V1701。堿流程:堿液從堿槽車通過臨時接管引入堿系統(tǒng)，經(jīng)堿液加料泵P3603加壓，36FV0001調(diào)節(jié)流量后，被0.7MPa、40C的低壓工藝水稀釋成20%后，進(jìn)入堿液貯槽T3601，然后通過堿液噴射泵P3601加壓到4.0MPa，送往濕洗系統(tǒng)的文丘里洗滌器洗滌水進(jìn)口處。三種煤氣化工藝的比較煤氣化技術(shù)視爐內(nèi)氣一固狀態(tài)和運(yùn)動形式，主要分為三大類：以塊煤（10?50mm）為原料的固定床；以碎煤（小于6mm）為原料的流化床；以粉煤（小于0.1mm）為原料的氣流床。為提高單爐能力和降低能耗，現(xiàn)代氣化爐均在適當(dāng)?shù)膲毫Γ?.5?4.5MPa）下運(yùn)行，相應(yīng)地出現(xiàn)了增壓固定床、增壓流化床和增壓氣流床技術(shù)。我國絕大多數(shù)正在運(yùn)行的氣化爐仍為水煤氣或半水煤氣固定床。固定床氣化工藝先進(jìn)的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表，其主要優(yōu)點包括：可以使用劣質(zhì)煤氣化；加壓氣化生產(chǎn)能力高；氧耗量低，是目前三類氣化方法中氧耗量最低的方法；魯奇爐是逆向氣化，煤在爐內(nèi)停留時間長達(dá)1h,反應(yīng)爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低，碳效率高、氣化效率高。雖然魯苛氣化工藝優(yōu)點很多，但由于固定床氣化只能以不粘塊煤為原料，不僅原料昂貴，氣化強(qiáng)度低，而且氣－固逆流換熱，粗煤氣中含酚類、焦油等較多，使凈化流程加長，增加了投資和成本。氣流床氣化工藝德士古爐、K-T爐、殼牌爐，以粉煤為原料的氣流床在極高溫度下運(yùn)符（1300-1500°C），氣化強(qiáng)度極高，單爐能力己達(dá)2500.煤／日，我國進(jìn)口的德士古爐也達(dá)400~700煤／日，氣體中不含焦油、酚類，非常適合化工生產(chǎn)和先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)的要求。氣流床氣化工藝的優(yōu)點包括.煤種適應(yīng)范圍較寬，水煤漿氣化爐一般情況下不宜氣化褐煤（成漿困難），工藝靈活，合成氣質(zhì)量高，產(chǎn)品氣可適用于化工合成，制氫和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等.氣化壓力高，生產(chǎn)能力高.不污染環(huán)境，三廢處理較方便。該工藝缺點是，高溫氣化為使灰渣易于排出，要求所用煤灰熔點低（小于1300C），含灰量低（低于10%-15%），否則需加人助熔劑（CaO或Fe2O3）并增加運(yùn)行成本。這一點特別不利于我國煤種的使用。此外，高溫氣化爐耐火材料和噴嘴均在高溫下工作，壽命短、價格昂貴、投資高，氣化爐在高溫運(yùn)行，氧耗高，也提高了煤氣生產(chǎn)成本。流化床氣化工藝鑒于以上原因，使用碎煤為原料的流化床技術(shù)一直受到國內(nèi)外的關(guān)注。德國發(fā)揮了其既有傳統(tǒng)，開發(fā)出高溫溫克勒氣化爐，美國正努力發(fā)展以流化床氣化和燃燒相結(jié)合的高效工藝（如Hybrid例工藝），預(yù)期可獲得最良好的系統(tǒng)效率。流化床氣化以空氣或氧氣或富氧和蒸汽為氣化劑，在適當(dāng)?shù)拿毫６群蜌馑傧拢勾矊又蟹勖悍序v，氣固兩相充分混合接觸，在部分燃燒產(chǎn)生的高溫下進(jìn)行煤的氣化。其工藝流程包括各煤、進(jìn)料、供氣、氣化、除塵、廢熱回收等系統(tǒng)，將原煤破碎至8mm以下，烘干后進(jìn)人進(jìn)煤系統(tǒng)，再經(jīng)螺旋加料器加人氣化爐內(nèi)，在爐內(nèi)與經(jīng)過預(yù)熱的氣化劑（氧氣／蒸汽或空氣／蒸汽）發(fā)生氣化反應(yīng)，攜帶細(xì)顆粒的粗煤氣由氣化爐逸出，在旋風(fēng)分離器中分離出較粗的顆粒并返回氣化爐，除去粉塵的煤氣經(jīng)廢熱回收系統(tǒng)進(jìn)人水洗塔使煤氣最終冷卻和除塵。煤氣化生產(chǎn)合成氣經(jīng)濟(jì)分析本方案選擇氣化爐是兩開一備。單臺氣化爐產(chǎn)合成氣能力131486Nm3/h。按年產(chǎn)300kt甲醇，多余合成氣外供。煤氣化生產(chǎn)合成氣投入、產(chǎn)出情況見表1。表1煤氣化生產(chǎn)合成氣投入、產(chǎn)出一覽表項目數(shù)量合計/元?h-l原料103503.78煤（247.7元/t）/t?h-l135.3533526工業(yè)水（1.4元/t）/t?h-17711079.4氧氣（446元/t）/Nm3?h（4.2元/t）/t?h-193.9394.38電（0.5元/kW.h）/kW?h2380011900煤儲費（31.3元/t）/t?h-11043255循環(huán)水（0.23元/t）/t?h-1200004600副產(chǎn)品84319渣（18.72元/t）/t?h-130.06-563合成氣作燃料（500元/t）/Nm3?h-1165213（155.3t）-77650中壓蒸汽（90元/t）/t?h-141-3690硫磺（585元/t）/t?h-14.13-2416固定資產(chǎn)/萬煤系統(tǒng)2976氣化裝置69195酸性氣脫除16555冷箱分離9466尾氣壓縮4820甲醇裝置30000硫回收裝置21533土地（300元/m2）/m2135045000其他費用3750產(chǎn)品甲醇/t?h-137.5958從表1可以看出，煤制合成氣年生產(chǎn)300kt甲醇，成本為958元/t，主要是原料煤價格低廉，副產(chǎn)品合成氣作燃料，附加值高。年稅后利潤（1900-958）x37.5x8000x（1-15%）-10000=24021（萬元），所得稅后投資利潤率為：24021-155895x100%=15.41%。因此，由煤作原料生產(chǎn)甲醇，生產(chǎn)成本低,抗市場風(fēng)險能力強(qiáng)，投資回報高。因固定資產(chǎn)投資高，故規(guī)模越大效益越好。多余合成氣全部送至在南京化學(xué)工業(yè)園的揚(yáng)子-巴斯夫一體化石化基地的燃?xì)怆姀S作燃料。因此，以煤氣化工藝年產(chǎn)300kt甲醇專供南京化學(xué)工業(yè)園醋酸裝置，不失為一種很好的工藝方案選擇。天然氣為原料生產(chǎn)甲醇及經(jīng)濟(jì)性分析天然氣生產(chǎn)甲醇，在國內(nèi)外較普遍。其主要目的是利用低價的天然氣資源生產(chǎn)成甲醇，便于運(yùn)輸，使天然氣資源的價值得以實現(xiàn)。在南京地區(qū)，沒有低價的天然氣資源，若購置新設(shè)備用“西氣東輸”的天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，但考慮到南京化學(xué)工業(yè)園附近的中國石化揚(yáng)子石油化工有限責(zé)任公司（以下簡稱揚(yáng)子石化）制氫裝置設(shè)備資源有富余生產(chǎn)能力，利用閑置設(shè)備的生產(chǎn)能力生產(chǎn)合成氣，轉(zhuǎn)產(chǎn)南京化學(xué)工業(yè)園醋酸裝置所需的甲醇，值得我們分析探討。2.2.1天然氣生產(chǎn)合成氣簡介許多生產(chǎn)方法都能生產(chǎn)供給各種主要石油化學(xué)品所需的合成氣［3］：（1）甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法；（2）石腦油轉(zhuǎn)化法；（3）自熱轉(zhuǎn)化法；（4）通氧二次轉(zhuǎn)化法；（5）各類烴類、石油焦和煤部分氧化法；（6）氫和二氧化碳反變換法。上述工藝方法（1）和（2）可直接利用于揚(yáng)子石化制氫裝置?？紤]到石腦油作制合成氣原料，石腦油市場價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然氣，顯然石腦油作制合成氣原料用工藝不可取。其他方法需購置新設(shè)備，更不適合在南京缺少廉價天然氣資源用來生產(chǎn)甲醇。合成氣工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生的合成氣H2/CO比的變化大約為6到1.5。如果附近對純氫有大需求，則可從合成氣中將氫分離出售。若沒有大的耗氫源，只能做燃料，極不經(jīng)濟(jì)。甲醇生產(chǎn)是合成氣最大用戶，其原料就是合成氣。臨近南京化學(xué)工業(yè)園的揚(yáng)子石化制氫裝置，有A、B兩套平行裝置，總產(chǎn)氫2^36000m3/h從1989年建成投產(chǎn)，至今已運(yùn)行15年，資產(chǎn)折舊已完，資產(chǎn)凈值幾乎為零。因揚(yáng)子石化芳烴聯(lián)合裝置近10年裝置改造多，重整裝置副產(chǎn)氫增多，而主要用氫裝置加氫裂化裝置用氫變化不大，導(dǎo)致僅開制氫A系列負(fù)荷的50%?80%就滿足芳烴聯(lián)合裝置用氫平衡，制氫B系列裝置則長期處于停用狀態(tài)。因此可以利用閑置設(shè)備改造生產(chǎn)周邊市場緊缺的工業(yè)甲醇。制氫改造生產(chǎn)合成氣經(jīng)濟(jì)分析甲醇生產(chǎn)對合成氣的要求是：CO,29.90%；H2,67.64%；CO2,2.49%；（4.85MPa,35°C）；其他雜質(zhì)略。但以天然氣為原料，水碳比3.05，制氫裝置蒸氣轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化爐出口溫度820C時轉(zhuǎn)化干氣組成：CH4，2.7%;H2，70.5%;CO，1