新能源公司60万吨烯烃项目可行性研究报告下(编辑修改稿)

新能源公司60万吨烯烃项目可行性研究报告下(编辑修改稿)内容摘要：

览表见附表 消耗指标 表 22 消耗指标 序号 项 目 主要规格 单位 小时 耗量 1 原料 空气 N2： 78%； O2： 21% t 2 公用物料 循环水 Δ t=12℃ t 4200 电 kWh 2600 动力蒸汽 (G),510℃ t (G),400℃ 再生用蒸汽 (G),200℃ t 5 透平蒸汽冷凝液 t 217 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告 序号 项 目 主要规格 单位 小时 耗量 蒸汽冷凝液 t 5 3 吸附剂 分子筛 球型，Ф 8~Ф 12 t 135 /8a 铝胶 球型，Ф 3~Ф 5 t 120 /8a 排放物指标 (1)废气 本工程废气为空气分离后的工艺尾气，氮水塔、空气纯化器排放的污氮等，其废气排放情况见下表所示。 表 13 废气排放表 序号 气体污染源 名称 组成及特性数据 排放特性 排放数量 (最大 ) 备注 温度 ℃ 压力 Kpa 连续 间断 1 氮水塔污氮 99%氮气 30 常压 连续 ～ 236500Nm3/h 放空 2 空气纯化器污氮 99%氮气 ～ 100 常压 间断 ～ 121000Nm3/h 放空 3 冷箱密封氮气 %氮气 常温 常压 连续 ～ 600 Nm3/h 放空 4 排液蒸发器液氮 气态 常温 常压 间断 ～ 120 Nm3/h 放空 （ 2） 废水 空分装置生产过程中不产生废水，车间地面冲洗水排水经收集后排入污水处理厂进行处理，生活污水也排入污水处理厂处理。 （ 3） 废渣 空分纯化系 统使用的吸附材料氧化铝和分子筛，按每 8 年更换 1 次考虑，每次排放氧化铝～ 120 吨，分子筛～ 135 吨。 由于氧化铝和分子筛无毒，一般采用填埋处理。 珠光砂不受潮，一般 20 年不用排放。 受潮的珠光砂采用填埋处理。 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告 第三章 煤气化装置 概述 煤气化装置是以煤为原料，将煤气化为粗合成气，经净化后生产出合格的甲醇合成气。 根据煤气化工艺的特点以及项目规模的要求，煤气化装置按两个系列设计。 煤气化装置包括原料煤预干燥 、 磨煤及干燥、煤 粉 加压及 给料 、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理和公用工程等单元。 工艺技术 方案的选择 国内外工艺技术概况 现代先进的煤气化技术主要包括：荷兰 SHELL 公司的 SCGP 粉煤加压气化工艺、美国 Texaco 公司的水煤浆加压气化工艺、美国 DOW 化学公司的 DOW 水煤浆加压气化工艺、德国 Lurgi 公司的 Lurgi 碎煤加压气化工艺、德国未来能源公司的 GSP 工艺、以及具有中国自主知识产权的西安热工研究院的两段式干煤粉气化工艺和华东理工大学的 多喷嘴水煤浆加压气化技术。 由于 Lurgi 气化温度较低，粗煤气中 CH4 含量、焦油及酚含量较高，气化效率较低，三废处理系统复杂，煤气效率 70～ 76%。 较 少用于生产甲醇合成气，此技术显然不适用于本项目。 （ 1） Shell 干煤粉气化技术 Shell 干煤粉气化技术原料为干煤粉，采用气流床加压气化、液态排渣，利用废热锅炉产高压饱和或高压过热蒸汽； Shell 干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等 5 个厂投产，还有 10 余个项目正在安装，将于今后几年陆续投产；其主要技术特点如下： (a) 采用加压氮气输送干煤粉，煤种适应性广，对煤的灰熔点适应范围比 Texaco水煤浆气化技术更宽。 (b) 气化温度约 1400～ 1600℃ ，碳转化率高达 99%以上，产品气体 洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（ CO+H2）达到 90%左右。 (c) 氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低 15～ 25%，因而配套之空分装置投资可减少。 (d) 单炉生产能力大，日处理煤量可达 2020 吨以上。 (e) 冷煤气效率可达到 78～ 83%。 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告 (f) 气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量较少，气化炉内无传动部件，运转周期长，无需备用炉。 (g) 气化炉烧嘴及控制系统安全可靠。 Shell 公司气化烧嘴设计寿命为 8000 小时，Demkolec 电厂使用烧嘴 4 年中未出现问题。 (h) 炉渣可用作水 泥渗合剂或道路建造材料。 气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，对环境几乎没有影响。 气化污水中含氰化物少，容易处理。 （ 2） GSP 干煤粉气化工艺 GSP 气化技术是单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术，国外现在没有用户，根据煤气用途不同可用直接水激冷，也可用废锅回收热量。 该技术由我国神华宁煤集团与德国西门子合资组建的北京杰斯菲克公司负责在我国推广这项技术。 GSP 干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司煤化工厂已经签定技术转让合同，即将投入建设。 GSP 工艺具有以下特点： (a) 干煤粉进料，加压二氧化碳输送，连续性好，煤种适应性广，可以处理各种含灰燃料 1～ 35%，短期 45%也没影响。 (b) 气化温度约 1400～ 1600℃ ，气化压力～ ，负荷调节范围为 75～ 110％，碳转化率高达 99%以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体(CO+H2)～ 90%。 ( c) 氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低 10～ 15%，因而配套的空分装置投资可相应减少。 (d) 目前已投入商业运行的单台炉生产能力可达日处理煤量 720 吨，约产有效气50000Nm3/h。 (e) 热效率高 ，冷煤气效率 75～ 82%，其余～ 10%热能被回收为低压蒸汽，总的热效率约为 90%。 (f) 气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量较少，气化炉利用率高，运转周期长，无需备用炉，气化炉及内衬使用寿命在 10 年以上。 (g) 气化炉由一个主烧嘴、气化室、冷激室及承压外壳组成。 膜壁和外壳间有约50mm 间隙，间隙充 CO N2 或粗合成气，水冷壁水冷管内的水采用强制密闭循环，在循环系统内副产 的低压蒸汽。 (h) 采用激冷和湿法洗涤工艺，投资较低。 （ 3） 两段式干煤粉气化技术 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告 国内以粉煤加压气化为代表的 西安热工院自主开发的两段式干煤粉气化工艺，其中试装置已经通过国家技术测试及鉴定。 与 SHELL 公司的 SCGP 粉煤加压气化工艺，都是先进的气流床煤气化工艺之一，该技术的开发成功为结束我国煤气化技术重复引进奠定了基础，其主要技术特点如下： (a) 氧耗低；较一段式气化炉降低 10%左右。 采用两段式粉煤气化工艺，二段烧嘴投煤量约为总煤量的 15%20%，二段烧嘴中不加入氧气，二段反应所需的热量来自一段反应生成的粗合成气的显热，同时进行裂解和部分气化反应。 (b) 能耗降低；采用两段式粉煤气化工艺，气化炉合成气激冷不再 用后续工序的冷煤气来激冷，而是通过二段喷入的煤粉对粗合成气进行冷却，节省了一段气化炉使用的激冷气压缩机，且减少了气化炉能量损失，总的热效率也得到了提高。 (c) 废热回收投资减低；常规的一段气化炉采用后续工序大量的合成气进行激冷，使得通过废锅的气量约为两段式气化工艺的 倍左右，整个热量回收系统投资将增加 (d) 除灰系统设备规模大大减少。 由于通过该工序的合成气量仅为同规模的一段气化炉的 40%左右，所以整个除灰工序设备尺寸将有所降低。 (e) 使用国内自主开发的两段式粉煤气化工艺，节省了引进的软件费用。 （ 4） 德士古 (Texaco)水煤浆气化工艺 Texaco 水煤浆气化工艺为第二代先进煤气化技术。 美国 Texaco 公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气技术，经多年研究以后，推出了水煤浆气化工艺。 该工艺采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化，水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。 Texaco 水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等 9 个厂投入生产，情况良好。 Texaco 水煤浆气化工艺具有如下特点： (a) 对煤种有一定适应性。 除了含水高的褐煤以外，各种烟煤、石油焦、 煤加氢液化残渣均可作为气化原料，以年轻烟煤为主，对煤的粒度、粘结性、硫含量没有严格要求。 但是，国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质仍有一定的选择性：气化用煤的灰熔点温度 t3 值低于 1350℃ 时有利于气化；煤中灰分含量不超过 15%为宜，越低越好，煤的热值高于 26000kJ/kg，并有较好的成浆性能，使用能制成 60～ 65%浓度的水煤浆之煤种，才能使运行稳定，又较为经济，并能充分发挥技术优势。 (b) 气化压力高。 工业装置使用压力在 ～ 之间，可根据使用煤气的用途加以选择。 (c) 气化技术成熟。 制备 的水煤浆可用隔膜泵来输送，操作安全又便于计量控制。 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告 气化炉为专门设计的热壁炉，为维持 1350～ 1400℃ 温度下反应，燃烧室内由多层特种耐火砖砌筑。 热回收有激冷和废锅两种类型，可以煤气用途加以选择。 (d) 合成气质量较好。 其有效组分（ CO+H2）含量占 80%，甲烷量 %。 碳转化率 95～ 98%。 冷煤气效率 70～ 76%，气化指标较为先进。 由于水煤浆中含有 35～ 40%水分，因而氧气用量较大。 (e) 对环境影响较小。 气化过程不产生焦油、萘、酚等污染物，故废水治理简单，易达到排放指标。 高温排出的融渣，冷却固化后 可用于建筑材料，填埋时对环境也无影响。 （ 5） 多喷嘴水煤浆加压气化技术 该项技术是由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担 “十五 ”国家高技术研究发展计划（ 863 计划）的重大课题， 2020 年 10 月通过国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收。 示范厂为兖矿国泰化工有限公司，建设了 2 套日处理煤 1150t 的多喷嘴对置式水煤浆气化装置 ()，配套生产 24 万吨甲醇，联产 发电，装置已于 2020年 10 月投入运行。 2020 年 7 月，气化装置化工投料一次成功， 10 月装置实现正常运行，目前正处于稳定的运转状态。 该 技术从工艺技术到设备的国产化和配套的耐火材料的制造都具有较大的优势。 多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰 2 个厂投运，还有 7 个厂家正在安装， 由于该技术还是采用的水煤浆的气化原理，所以同 Texaco 水煤浆气化工艺具有相同的特点。 但 仍然存在着同德士古 (Texaco)一样对煤质要求较严格的主要问题，如煤的含水率不能高于 8%、灰分不 宜 大于 15%、灰熔点不 宜 高过 1350℃ ，而且气化效率相对较低、氧耗高、耐火砖寿命短、喷嘴寿命短等，多喷嘴多路控制系统还增加了设备投资和维修工作量。 2020 年 12 月对该装置进行了考 核，碳转化率〉 98％；比氧耗 309m3/km3(CO+H2)；合成气中有效成分 CO+H2 ％，气化温度 ~1300℃。 工艺技术方案的比较和选择 本项目 气化原料煤 的 软化 点～ 1330℃ ，流动温度高达 1340℃ ， 空干基水含量%， 由于其灰熔点较高， 水含量较高 ， 因此所需气化温度将 使 Texaco 气化炉内衬里长期承受 高温操作 范围，因而本项目暂不推荐采用 Texaco 水煤浆气化和 多喷嘴水煤浆加压气化技术 技术。 本项目较适合的技术应从荷兰 SHELL 公司的 SCGP 工艺、德国未来能源公司的 XXX X 新能源开发有限公司 60 万吨 /年烯烃 项目 •可行性研究报告。