浅谈大型煤制甲醇技术的选择

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1、浅谈大型煤制甲醇技术的选择卬醇装置规模效应明显，随着世界甲醇装置的大型化，一方而受国家发改委针对卬醇最小规模的限制，另一方而，一些企业根据近几年石油市场发展趋势和国内外甲醇市场状况，根据自己对国家能源政策的预期，受利益张使，部分产量在600-1OOOkVa以上的煤制甲醇装置已经在建或在筹建屮。木文拟对大型煤制甲醇装置从煤气化到甲醇精憎等工序技术的选择进行粗浅的分析，希望对•业内能有所帮助。1煤气化1.1当今煤气化技术的比选口前的煤气化技术从大类上分，主要有块煤固定床气化、碎煤流化床气化和粉煤气流床气化，粉煤气流床加压气化由于气化压力高、单台气化炉处理煤量或气化强度大、有效气

2、体成分好、煤种适应范围较广、煤气化综合成木较低、碳转化率比较完全、环境污染轻微（环境友好）、合成气净化系统简单等优点，在大型城市煤气、煤制甲醇和煤制合成氨等装置中得到了行业内多数人的认可和普遍应用。粉煤气流床加压气化典型的技术有GE仃exaco）的顶置式单喷嘴水煤浆加压气化、华东理工大学等单位的对置式多喷嘴水煤浆加压气化、西北化工研究院的顶置式单喷嘴多元料浆加压气化、shell侧置式多喷嘴干煤粉加压气化、GSP顶置式单喷嘴干煤粉加压气化。干煤粉气化相对丁•水煤浆或多元料浆气化，前者为干法进料，后者为湿法进料，气化炉进料方式的不同要求原料煤制备方法也不同，干法进料是将煤干燥并

3、磨制成干煤粉，一般用高压CO2气流（合成氨吋用高压N2）加压输送进气化炉气化。湿法进料是将煤加水湿磨制成水煤浆，用水煤浆泵加压输送进气化炉气化。干煤粉气化理论上比氧耗少。水煤浆、多元料浆加压气化技术是目丽国际国内运行经验最为丰富、最为成熟的技术，SHELL则是碳转化率最高的技术，GSP据说是相对投资较少（本人认为缺少可比性）的技术，但GSP运行经验基本没有。对于上述儿种粉煤气化技术的经济性对比，应在某规模最终产品（如1800kt/a甲醇装置）下，只考虑由于其木身技术引起的和应茅别，其它工序技术、配置、投资基木一样的前提下，比较最终产品的单位投资、运行成木等的内容，方有说服力

4、。煤化工专家、全国化工设计大师、中国天辰化学工程公司副总工程师章荣林先生就干•煤粉气化和水煤浆气化从原料制备方面做过对比：以口处理2000t原料煤计，干煤粉进料系统比水煤浆进料系统多投资5000万元，考虑运行费用和固定资产投资分摊每吨氨成本多63.73元，每年多花约2804万元。水煤浆气化相对丁干煤粉气化，不但本身投资省，生产运行成本低，而月•备煤系统流程简单，设备少，生产控制方便，生产安全可靠。从气化工序后的合成气成分上看，干煤粉加压气化装置出来的合成气屮CO为60%〜65%,H2为20%〜23%,N2为10%〜笛％,CO2为2.5%〜3%；水煤浆加压气化的合成气中CO为

5、45%〜47%,H2为35%〜37%,N2为0.3%〜0.4%,CO2为15%〜17%。水煤浆加压气化的煤气中CO含量较低，H2含量较高，在下一道CO变换工序，与干煤粉加压气化相比，变换装置相对简单，以H处理2000t原料煤计，可以节省投资约1500万元。关于煤气化压力，水煤浆气化压力己经有8.5MPa的运行业绩，而干煤粉气化因为干煤粉原料输送原因目前只能做到4.0MPao选择煤气化压力，一是要考虑合成气用途：合成气用作化工原料时，气化压力应考虑与最终产品或中间产品的合成压力相适应，如生产卬醇，200kt/a-300kt/a的单系列甲醇装置（Lurgi或华东理工大学的管壳式

6、甲醇反应器）一般需要在＞5.0MPa的压力下合成甲醇，气化压力选用6.5MPa可以达到等压合成的目的；即使随着单系列甲醇装置生产能力提高的需要，甲醇合成的压力可能需要到7-10.0MPa左右，不能实现等压合成，采用较高的气化压力，也可以降低后面合成气的压缩功，从而节省压缩机设备投资和动力消耗。冇资料显示，新建一套年产30万吨合成氨装置，6.5MPa气化压力的综合能耗和投资比采用4.0MPa的均低3〜5%。二是考虑制气能力：以水煤浆气化为例，相对于同样冇效容积的气化炉，6.5MPa比4.0MPa单炉制气能力高35%左右。总之，选择煤气化技术时主要应考虑如下因索：a）煤气化后出

7、來的合成气更接近于甲醇合成需要的成份配比b）合成气中杂质成份和夹带的灰等应尽量少，应方便通过后续的净化工序去除c）产生的粗煤气的压力应尽量接近于甲醇合成的压力d）技术成熟程度与运行经验多少e）从最终产品甲醇的单位投资、煤炭采购成本、进炉前煤的处理和输送、煤气化、灰渣处理、合成气初步净化、变换、脱碳、脱硫到甲醇合成等各个工序的原辅料消耗成本、能耗成本、经常性检修成本、人工成本、排污成本等总体上考虑煤制甲醇的制造成本口前在对甲醇生产用煤气化技术选择吋，同等条件下，综合考虑应优先选择水煤浆加压气化技术。1.2水煤浆（多元