第51卷第1期化肥設(shè)計(jì)Feb. 20132013年2月Chemical Fertilizer Design●1●專題綜論殼牌煤氣化裝置的運(yùn)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(yùn)行狀況;介紹了殼牌公司為完善裝置所采取的相關(guān)措施;分析了殼牌煤氣化技術(shù)在大型煤氣化項(xiàng)目上的應(yīng)用優(yōu)勢。結(jié)果表明:①殼牌煤氣化裝置的運(yùn)行狀況正在好轉(zhuǎn),典型裝置2011年全年總運(yùn)行天數(shù)達(dá)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(fèi)用和提高裝置運(yùn)行周期;③殼牌煤氣化裝置具有能量轉(zhuǎn)化效率高和水耗少的優(yōu)點(diǎn),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(xiàng)目中得到更進(jìn)一步的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;運(yùn)行;設(shè)備國產(chǎn)化;在線煤質(zhì)分析系統(tǒng);應(yīng)用前景doi: 10.3969/j. issn. 1004 - 8901. 2013.01.001中圖分類號(hào): TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(jì)初,隨著石油價(jià)格飛漲,促使湖北雙環(huán)科滿優(yōu)”運(yùn)行154天以及全年總運(yùn)行320天,其優(yōu)勢技股份公司(以下簡稱湖北雙環(huán))考慮實(shí)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(zhuǎn)化置的油改煤工程,經(jīng)反復(fù)考察論證,湖北雙環(huán)最終選效率高和水耗少等優(yōu)點(diǎn)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(shù)(SCGP) ,并于2001國十二五期間的大型煤氣化項(xiàng)目上得到更進(jìn)一步年簽署了技術(shù)許可合同,至今已經(jīng)11個(gè)年頭,從湖北的應(yīng)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(yùn)行現(xiàn)狀,展望其發(fā)展趨勢。超過了6年。在這段時(shí)間內(nèi),國人對(duì)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(duì)其“妖魔化”,再到現(xiàn)在“不置可否”的3個(gè)階段。如何正確看待和評(píng)估殼目前國內(nèi)已先后引進(jìn)19 套共23臺(tái)氣化爐用于牌煤氣化裝置的優(yōu)勢和不足,準(zhǔn)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(shè)計(jì)》雜志第3期發(fā)為止，國內(nèi)已經(jīng)有16套共20臺(tái)氣化爐投入運(yùn)行,其表了《殼牌煤氣化裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀與展望》- -文,對(duì)他處于在建狀態(tài)。國內(nèi)引進(jìn)的19套SCGP裝置基其存在的問題進(jìn)行了實(shí)事求是的分析,并提出了相本情況見表中國煤化工應(yīng)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(xiàng)目的的運(yùn)行狀況逐漸好轉(zhuǎn),典型廠家已能達(dá)到“安穩(wěn)長技術(shù)管理和工程設(shè)計(jì)等工作?！?.化肥設(shè)計(jì)2013年第51卷表1國內(nèi)引進(jìn)的 19套SCGP裝置基本情況序號(hào)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(shí)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(tuán)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(tuán)公司|1 大連大化集團(tuán)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(tái)裝置用于生產(chǎn)以下分?jǐn)hell氣化裝置典型工廠運(yùn)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(xiàng)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(xiàng)目正化裝置進(jìn)人國內(nèi)的第2套,日投煤量為1300t。自在建設(shè)中,為中國五環(huán)工程有限公司承擔(dān)EPC。越2007年1月開車以來,運(yùn)行平穩(wěn),近5年的總運(yùn)行天南2套SCGP裝置基本情況見表2。數(shù)和最長運(yùn)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(yùn)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(hào)企業(yè)名稱1萬ta~總運(yùn)行天數(shù)/天212853313381越南化工總公司1300合成氨) 2012 -04最長運(yùn)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(shí)現(xiàn)單爐超過330天以上的累積運(yùn)行時(shí)間,在2011年更是創(chuàng)造了全2 Shell氣化裝置運(yùn)行現(xiàn)狀年總運(yùn)行天數(shù)超過338天的記錄,同時(shí)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(jí)氣化裝置在中國已經(jīng)獲得了已有6年,有段時(shí)間部分業(yè)界專家認(rèn)為Shell氣化只成功。有2個(gè)80%,即裝置運(yùn)行負(fù)荷率為80%,全年的開2.2永城裝置工率為80%。隨著時(shí)間的遷移,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)河南永城龍宇化I公司(以下簡稱永城)氣化爐Shell技術(shù)的理解吸收,對(duì)氣化用煤的管理和重視，投煤量公稱能力為2100 Vd,產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)模為50萬Va現(xiàn)在Shell裝置的運(yùn)行情況已經(jīng)大為改善,除湖北雙甲醇,設(shè)計(jì)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(jìn)的小規(guī)模裝置(投煤量2008年5月投產(chǎn),開始受煤質(zhì)影響,生產(chǎn)負(fù)荷長年為公稱能力為1 200 Vd)全年運(yùn)行天數(shù)可達(dá)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(jī),目前|MHCNMH G自2008年5月的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行負(fù)荷也得到了長足進(jìn)步。筆者以來,永城Shell煤氣化裝置總運(yùn)行情況見表4。第1期張宗飛等殼牌煤氣化裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀與展望(續(xù))表4永城Shell煤氣化裝置運(yùn)行天數(shù)并超過了設(shè)計(jì)值。根據(jù)最新信息,其氣化爐進(jìn)料系年份，2008年2009年2010年 2011年采用從澳洲進(jìn)口的低灰分高硫石油焦與貴州本地總運(yùn)行天數(shù)/天143200320煤種進(jìn)行摻混的方式,2011年累計(jì)運(yùn)行240天,2012年煤氣化裝置穩(wěn)定在90%負(fù)荷運(yùn)行最長時(shí)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(jī)期間,甲醇產(chǎn)品進(jìn)行100%負(fù)荷連續(xù)運(yùn)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(yùn)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(shí)施技改后裝置的運(yùn)行周期和負(fù)荷都得到點(diǎn)和高灰分煤種必須配優(yōu)質(zhì)煤的苛刻要求，同時(shí)由了較大改善,據(jù)河南煤化集團(tuán)2012年3月3日的相于石油焦性質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)煤氣化裝置以及后序變換等關(guān)報(bào)道,截止到2012年2月27日,龍字煤化工生產(chǎn)裝置運(yùn)行狀況的改善也具有積極的作用。裝置實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行154天,取得國內(nèi)同類技3 Shell 氣化裝置的國產(chǎn)化術(shù)、同類規(guī)模單裝置運(yùn)行最好成績,確立了其在Shell 煤氣化技術(shù)應(yīng)用方面的國內(nèi)“排頭兵”地位。除Shell 氣化裝置的運(yùn)行狀況較之以前有了長足2.3 洞氮裝置的進(jìn)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(shè)備國產(chǎn)化方面也進(jìn)行了相關(guān)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(shè)計(jì)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(yùn)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(yīng)控制、生產(chǎn)運(yùn)營、設(shè)備管理和工藝優(yōu)化等方面及東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司，且在國外西班牙進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn),取得了長足的進(jìn)步。該裝置在高.BPE公司破產(chǎn)后,東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司已負(fù)荷下處理了近百種不同類型的煤,2011年實(shí)現(xiàn)了經(jīng)接手原先在BPE進(jìn)行制造的大同煤業(yè)60萬Va304天的商業(yè)運(yùn)行,并創(chuàng)造了自2006 年2月到2012甲醇項(xiàng)目的氣化爐工作。殼牌氣化重要設(shè)備國內(nèi)年5月,累計(jì)700萬人工時(shí)無損失事故的安全記錄，.供貨商名單見表6。同時(shí)截止到2012年7月21日,在2012年內(nèi)201個(gè)表6殼牌氣化裝置重要設(shè)備國內(nèi)供貨商名單日歷天內(nèi)實(shí)現(xiàn)了195天的高負(fù)荷運(yùn)行,在線率高達(dá)已經(jīng)許可正在許可97% ,連續(xù)運(yùn)行145天。洞氮Shell煤氣化裝置近5序號(hào)項(xiàng)目的供貨商國產(chǎn)化效果年來運(yùn)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(yùn)行天數(shù)海陸、東方鍋爐并縮短交貨周期2-3個(gè)月年份007年 2008年 2009年 2010年 2011年2煤燒嘴上海711、航天遠(yuǎn)總運(yùn)行天數(shù)(天121(289) 243(326) 208<888 264(310) 3433)征、岳陽四化建和運(yùn)行成本注:括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為下游裝置對(duì)煤氣化裝置年所需最大天數(shù)(頭部維護(hù))2.4云天安裝置3點(diǎn)火/開工 航天遠(yuǎn)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(shè)計(jì)煤種中灰分高達(dá)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(yùn)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(yùn)行成本運(yùn)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(fù)荷在90% ~ 100%期間。2012年6月14日裝置主動(dòng)停車,至此該裝置連續(xù)高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)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(shè)備HCNMHG節(jié)省30%投資煤量公稱能力2000 Vd,產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力為52萬Va合成氨,盡管開車時(shí)間不長,但生產(chǎn)負(fù)荷已經(jīng)達(dá)到.●4●化肥設(shè)計(jì)2013年第51卷4在線煤質(zhì)分析 系統(tǒng)的開發(fā)與研究5展望煤種的穩(wěn)定對(duì)于任何一種煤氣化技術(shù)都是一5.1國家對(duì) 節(jié)能降耗的要求件十分重要的事情,煤種波動(dòng)幾乎成了氣化裝置停目前，國內(nèi)氣化技術(shù)“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(jìn)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(gè)新的項(xiàng)目采作,對(duì)其產(chǎn)品在線煤質(zhì)分析系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證,以達(dá)到用Shell氣化裝置似乎對(duì)其進(jìn)行了較好的“證明”，實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)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(huì)編制的《煤炭深加工示的組成,同時(shí)也可對(duì)加入助熔劑如石灰石的比例進(jìn)范項(xiàng)目規(guī)劃》中對(duì)“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(jìn)行判斷和指導(dǎo)操作。項(xiàng)目的能效和資源消耗指標(biāo)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(rèn)為,該項(xiàng)要求和規(guī)定有利于殼牌氣煤氣化裝置對(duì)于煤種波動(dòng)過于頻繁但又無法控制化I藝的應(yīng)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(xiàng)目和資線煤質(zhì)分析系統(tǒng)的開發(fā)與研究值得期待。源消耗指標(biāo)見表7。表7“+二五”期間煤炭深加工示范項(xiàng)目能效和資源消耗指標(biāo)項(xiàng)目能效煤耗(折標(biāo)煤)新鮮水耗序號(hào)項(xiàng)目.基本要求/%先進(jìn)值/%基本要求先進(jìn)值基本要求/1.t-'標(biāo)煤先進(jìn)值/1.tr-標(biāo)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(zhì)≥75≥85≤0.15(Vl進(jìn)料煤)≤0. I3(Vt進(jìn)料煤)注:采用褐煤、高灰煤等低質(zhì)煤可適當(dāng)放寬指標(biāo),難以采用空冷技術(shù)的地區(qū)可適當(dāng)調(diào)整水耗指標(biāo)。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(duì)新上項(xiàng)目的要求(能較少,所以全廠經(jīng)濟(jì)效益(全投資稅前財(cái)務(wù)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(shù)的12. 64%。長、滿、優(yōu)”的常規(guī)要求,在此情況下, Shell工藝的6結(jié)語能量轉(zhuǎn)化效率高、水耗少等優(yōu)點(diǎn)將在同類項(xiàng)目技術(shù)方案的選擇中占有較大優(yōu)勢。以某煤制烯烴項(xiàng)綜上所述,Shell工藝既符合“十二五”期間國家目為例,對(duì)于不同氣化技術(shù)進(jìn)行全流程比較(Shell對(duì)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(shù)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(yùn)行狀態(tài)大為好轉(zhuǎn)術(shù)),結(jié)果為:①全廠能量轉(zhuǎn)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(shù)的41.2%高出4.6%;②噸烯烴間的大型煤氣化項(xiàng)目上將會(huì)占有一席之地,并將重產(chǎn)品折煤耗(標(biāo)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(shù)的4.02t節(jié)約0.42 t;③新鮮水耗方面,參考文獻(xiàn):Shell工藝為2.49 /t標(biāo)煤也比A技術(shù)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(huì),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(xué)的運(yùn)行現(xiàn)狀與展望以上數(shù)據(jù)可證明,Shell工藝在先進(jìn)性方面的中國煤化工[J].化肥設(shè)優(yōu)勢很明顯;在投資和效益方面,由于大型項(xiàng)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(quán)重相對(duì)較.收稿日期: 2012-10-16