抚矿页岩油化工深加工示范项目总结

1、抚矿页岩油化工深加工示范项目总结郭冠卓，王欢（辽宁省石油化工规划设计院， 辽宁 沈阳 110004）摘要：介绍了抚顺矿业集团有限责任公司煤制氢选择气化岛的过程，及煤制氢工程招标、设计、建设过程中存在的问题。关 键 词：煤制氢；项目设计；建设过程中的一些问题中图分类号：TE 662文献标识码： A文章编号： 1004-0935（2011）10-1076-03ATP 干馏炉建成后，产量将达到 40 万 t。本项目主辅设施按年加工页岩油 40 万 t 规模进行设计。一个工程项目的建设，都有一个固定的程序或可遵循的规律，尤其是施工图设计阶段的程序。对 于这些，在企业工作尤其是做工程建设的同行们是 否清

2、楚很重要。下面介绍一下笔者做过的一个项目，供大家参考。2设计范围和内容本项目总工艺流程采用预处理-催化裂解-乙苯方案。根据页岩油性质及对装置生产的产品种类和质量的要求，在页岩油预处理阶段采用单段一次 通过加氢精制技术；而制氢-煤制氢的全部工程设 计由辽宁省石油化工规划设计院承担（包括可研 施工图设计）。1项目背景介绍抚顺矿业集团有限责任公司（以下简称抚矿集团公司）为国有独资公司，经省政府授权经营国有资产。随着世界经济的发展，石油的消耗量迅速增 加，石油资源日趋紧张。因此，寻找可替代能源已 引起全球各国的普遍关注。在石油资源紧缺的背景 下，沉寂多年的油页岩受到了各国的重视。地球上 油页岩储量大大

3、超过天然石油的储量，油页岩的开发和利用成为研究的热潮。 抚矿集团公司在油母页岩综合利用方面具有非常强的研发能力。公司高度重视技术创新，其专利 技术抚顺式干馏工艺是世界公认的油母页岩干 馏工艺技术之一，部分技术已达到国际先进水平。 页岩油作为一种可替代石油的资源，国家非常 重视。随着国际国内石油供需矛盾的加剧，加快油母页岩开发已成为各界共识，油母页岩产业迅速发 展。随着世界环保问题日趋严重，国家提倡使用清 洁能源。因此，为了推动我国油母页岩产业的发展， 完善油母页岩产业链，同时也是为了促进抚矿集团 公司油母页岩产业链的延伸，推动公司战略转型， 特别是循环经济的发展，结合集团公司自身能力和 资源优

4、势，建设页岩油化工深加工示范项目。抚顺矿业集团页岩油厂年产页岩油约 35 万 t，3回看抚矿集团煤制氢项目的设计与建设气化工艺选择方面目前国内外开发的煤气化工艺很多，在国内比3.1较流行的的炉型有：Shell、GSP、Texaco、四烧嘴水煤浆、两段式干煤粉加压气化、HT-L、鲁奇加压气 化、U-gas、恩德等。依据抚矿拟采用霍林河褐煤来制取氢气。那么 可选择的炉型有 Shell、GSP、HT-L、鲁奇加压气化、 U-gas、恩德。要求制氢规模为 18 000 m3/h（净化后氢气），操 作弹性 60%110%，压力1.0 MPa，体积分数-699.5%，CO+CO220×10 。依

5、据国内在运转的炉型能力，可用炉型为鲁奇加压气化、U-gas、恩德。由 于鲁奇入炉煤的粒度一般为 650 mm，原煤中的块煤（6 mm）一般可达到 60以上1，原料煤的利 用率同其他炉型相比是低的。高水分褐煤对于鲁奇 气化来讲，污水处理量需要加大，费用增加较多。 选用鲁奇炉是不合适的。收稿日期： 2011-07-20作者简介： 郭冠卓（1963-），男，高级工程师，辽宁盘锦人，1987 年毕业于沈阳化工学院无机化工专业，研究方向：从事化工设计工作。E-mail：第 40 卷第 10 期郭冠卓，等：“抚矿页岩油化工深加工示范项目”总结1077那么剩下的气化炉型就只有 U-gas 和恩德。U-GAS

6、 气化技术源于美国气体技术研究所，是 属于目前正在推广的流化床煤气化技术。该技术目 前应用的厂家只有山东枣庄，采用两台气化能力 16000 m3/h、0.25 MPa 气化压力生产合成气，后面的气 体净化流程采用常规小氮肥流程，为甲醇提供合格 合成气。河南义马气化厂已签合同采用该炉用于生 产甲醇，目前正在建设中。总之，该技术目前应处于推广阶段。 恩德粉煤气化技术是在温克勒气化炉技术基础上，朝鲜经过多次技术改造而逐步发展起来的。是 以粉煤（褐煤、长焰煤、不粘性烟煤；粒度<10 mm） 为原料，以蒸汽与空气、富氧空气或纯氧为气化剂， 连续、常压流化床制气的一种气化技术。制气的成 份可以满足多

7、种需求，它是国内流化床制气可靠的 气化技术之一。在引进技术的基础上，结合中国国情加以改造、 开发、完善，采用新材料、新设备、先进的 DCS 控 制技术等，进一步提高了恩德气化技术水平。现已在国内的燃气、氨合成气、甲醇合成气、 煤制氢气等行业中得到应用。在焦化、冶金、有色 冶金、炭素、合成氨、甲醇和制氢行业中有 20 台套 在运转、建设中 16 台套。从 2002 年燃料气投产、2004 年氨合成气投产至今，已运转多年2。 依据恩德炉现在运行的工业化业绩，技术相对成熟可靠，业主经过对西安热工、鲁奇、Ugas、 恩德四家气化岛招标比选，最终选择了恩德炉为本 项目的气化岛。气化工艺的选择是实事求是。

8、3.2 恩德气化工艺流程选择方面恩德公司在抚矿煤制氢项目上，对恩德气化岛的工艺包编制作出了较大的改动；改动一是旋风和 废锅下灰采用气力输送，统一将飞灰送到灰仓；改 动二是采用干法除灰工艺。作为恩德气化炉的示范 工程，以克服在环保方面的落后形象。恩德气化工艺干法除灰即为煤气经过旋风、废 锅、干式过滤器、水洗塔流程；恩德干法除灰流程 目前仅有两套，另一套是鞍钢的燃气项目中采用， 且目前还处于建设阶段。对于常压气化炉，不得不说恩德公司在抚矿项目 上，在提供干法除灰工艺包方面是比较大胆的。干式 过滤器的采用能够改善气化循环污水的环境，同样对 气化压力和进入净化部分的压力也会产生很难预料 的影响。尽管在

9、布置和管道设计方面给予了充分重视。没有经过工程化运转的工艺风险，依然存在。抚矿也已意识到在工艺选择方面还是不够慎重。3.3 净化工艺选择方面净化工艺采用常规小氮肥传统成熟工艺流程，即脱硫压缩全低变变脱和 PSA 流程。在此 基础上，净化工艺有如下特点：表现一是选择依据抚矿按石化规要求，在粗脱 硫设置两套脱硫系统，每套允许负荷为全部负荷的75%，以保证脱硫复盐堵塞脱硫塔时，切换检修和 连续 2 年不停车的需要。表现二是在压缩部分增加脱萘系统，这也是区别于以恩德炉为气化岛为头生产后续其他产品的已 开装置，并借鉴相关装置而设计的独特工艺。在保 证净化连续性和后续产品质量方面有着重要意义。3.4 技术

10、人员和恩德炉公司对总包工程的不专业气化岛涵盖煤干燥、恩德炉系统和循环污水三套独立的系统。在煤制氢项目中，恩德公司对三套系统 的动静设备、仪表系统、电系统装置内大包。恩德公 司又将煤干燥、循环污水分包给相关技术厂商。作为总包工程，在总包资料中，对于专业供货商 的要求，至少要有 PID、PFD、供货范围 PID、详细 的动静设备供货一览表、仪电供货一览表，公用工程和物料指标要求和消耗保证等资料。业主也应该在相 关总包范围内给出相关专业供货标准要求。这些在抚矿煤制氢项目中做的比较差强人意： 表现一：本来已有的作为项目全部拿总抚顺寰 球设计院的各专业基础设计统一规定，没有作为技 术附件提供给总包厂家；

11、同时设备、仪、电相关供 货一览表又不详细；结果造成专业供货商提供的设备、仪、电控制柜与专业统一规定要求的偏差较大，价格相差达 300 多万元。表现二：没有供货范围 PID、PFD、公用工程和 物料指标要求和消耗保证，使得专业供货商，大钻其 空，突出表现在煤干燥的专业供货商。居然为了省钱， 用 0.6 MPa 的压缩空气替代链条炉的空气鼓风机。本3可不用惰性气 N2 做干燥保护气，也要求要 8 000 m /h的氮气；没有物料指标要求和消耗保证，链条炉用燃 料煤就需要重设煤厂和相应的输煤系统。3.5重要的公用工程空分选择的失误一个项目的建设，应该在主要产品主辅工程基 本确定之后，才能综合优化出公

12、用工程消耗。在全部工程还没有进入基础设计阶段，确定完气化岛七天33后，就匆忙确定 O2:12 000 m /h、N2：12 000 m /h 的空1078辽宁化工2011 年 10 月分规模。等到全厂基础设计结束，得到的结果是 N2：20 000 m3/h，这时空分装置已进入土建施工阶段。3.6 项目建设其它影响因素过强，违反设计程序表现一：在总图还没有完全确定好竖向标高和各装置块没有基础设计之前，恩德炉大包合同签订 后，恩德公司还没有进行完善的工艺包编制，就要 求设计院定位恩德框架并要求在 30 天内完成 9 层框 架的基础。其结果就是，设计院各专业基本是没有 时间审核设计条件。例如：由于项

13、目建地属于坡地，环球设计院是 按整体坡形式要求进行总图布置，这也是石化院按 地形布置的通用做法；而化工院的通用做法是每个装置块按一个标高进行布置。在对我院总图布置确 认时没有理解我院的设计意图；我院也不了解石化 院的意图，两家设计院产生乌龙，直到恩德框架一 层土建施工完成后才发现，已不可更改。表现二：总体院做基础设计，分包设计院做施工 图设计，没有施工图统一规定。使得相关分包设计院 的所有专业的施工图设计标准五花八门，基本在相互衔接时，很难统一。等抚顺环球院完成基础设计，施 工图统一规定出台后，各装置块大量变更发生。表现三：在相关装置块设计院已经开展土建设 计时，业主方对该块的 PID 和布置

14、图都不了解，可想而知，各专业设计重复修改量之大。表现四：其他装置块在没有进行基础设计的情 况下，匆忙的将恩德框架定位，使得其他装置块没 有了必要的可以修改的空间。3.7 设置各专业多头管理与设计院联系人员更换频繁，工作的交接基本没有；专业之间互不通气。使得设计时条件索要、 发放和确认困难。3.8 国企通病，招标难完成基础设计提供招标文件后，最长的达 4 个月才完成招标。使得设计院之间、专业供应商和设 计院之间条件互提困难重重，同时业主要求的工期 是一推再推。4抚矿煤制氢项目的一点感想一套装置的建设是百年大计，这个道理人人明白。但每每都在发生同样的事情，值得深思。参考文献：1 陈家仁煤制天然气竞

15、争力分析及对相关产业影响C.煤科总院煤化 工分院，2010 首届煤制合成天然气技术经济研讨会.2 周永顺恩德粉煤气化技术及其应用J.工厂动力，2008(2)：26-28Summary on the Shale Oil Further Processing Project in Fushun Mining GroupGUO Guan-zhuo，WANG Huan（Liaoning Petroleum-Chemical Industry Planning&Designing Institute, Liaoning Shenyang 110004，China）Abstract: How to

16、 select gasification island for shale oil further processing project in Fushun mining group was introduced, someproblems during project bidding,design and construction were discussed.Key words: Hydrogen production from coal ;Project design; Some problems during construction（上接第 1075 页）Analysis on Ef

17、fect of Temperature and Water Content onConductivity of No.3 Jet FuelSUN Xiao-tian， WANG Chun-ping（China National Aviation Fuel Co.,Ltd. Shengyang Branch, Liaoning Shenyang 110043，China）Abstract: The conductivity is an important test index of No.3 Jet fuel and directly reflects the insulation proper

18、ty degree of No.3jet fuel, damage degree caused by static charge accumulation and electrostatic discharge. In the practice job, there is a phenomenon that the conductivity of No.3 Jet fuel in the tank often decreases during storage. In this paper, effect of temperature and water content on the conductivity of No.3 Jet fuel was