谈谈我国第一套2023年吨／年煤制合成汽油工业性试验情况

10谈谈我国第一套2023吨／年煤制合成汽油工业性试验状况王翔〔048000〕概述中国科学院山西煤炭化学争论所是我国开展煤制合成汽油争论的专业机构，早在八十年月初期，就开头以煤基合成气为原料，争论与开发了固定床两段改进FT法合成油的技术〔简称MFT法，先后被列为国家和山西省“六五1985年在完成模式的根底上，1989年在山西代县化肥厂完成了百吨级中间试验。19903月～199411〔原晋城市其次化肥厂进展了2023托法〕合成汽油的千吨级工业性试验工程，也是我国立足国情、自主开发成功的一项煤碳干净利用工艺技术。在国家计委、科委、中国科学院、山西省政府、山西省科委、化工厅、晋城市政府的乐观支持和干部职工亲热协作下，抑制种种困难，不断摸索工艺特性和技术，进展数次攻关试验，使工业性试验顺当打通流程,1800小时，验，取得了预期试验数据。试验到达的目标与主要技术指标:工业试验到达的目标：2.1.1.油收率：90～100g/Nm3(CO+H2)；油品质量到达80＃汽油标准GB484-7；80％设计力气；1500主要技术经济指标：40004700Nm3城市煤气〔热值＞2700Kcal/m3〕1.15吨蒸汽。2.2.2.142.4×106KJ(34×106Kcal)，相当于4.87吨标煤。煤制合成汽油工业性试验工艺流程简述煤制合成汽油工业性试验承受以晋城煤为原料的常压固定床间歇式制气－常温醇胺法脱硫－电动往复式压缩－干法预热氧化锌精脱3093铜系脱氧－MFT〔改进费托法〕合成油－间歇式精馏的工艺路线。承受化学、色谱与某些特定仪表相结合的分析方法，定期对除中心把握室承受DDZ－Ⅲ型外，其余均承受DDZ－Ⅱ型。造气工段：工艺流程简述：承受国内成熟牢靠的固定床常压气化工艺，共有∮2260煤气发生炉两台。制气过程与半水煤气根本一样，包括吹风、上吹、下吹、二次上吹及吹净五个阶段，生产的水煤气经过热量回收冷却后送气柜。经过较长时间的生产运行，生产的水煤气根本可到达试验要求CO+285%,O＜0.5。试验中存在的问题：下工序的压缩、脱硫，造成压缩机运行不稳定，脱硫溶液常常污染。⑵固定床常压气化工艺生产水煤气操作难度大，试验中常常消灭O2含量偏高，没有考虑氧的在线分析手段，致使合成工段脱氧剂、一段催化剂飞温，导致了全系统不稳定甚至被迫切气停车。⑶发气量缺乏和有效成分偏低〔CO+H＜85%〕也影响了合成的操作2不稳定。压缩工段：工艺流程简述：通过机组进口水封进入压缩2.6MPa〔表〕送到脱硫工段。4M-80／324M-16／320压缩机改型的，因此压缩机操作便利、运行稳定。但由于煤气中焦油、粉尘多，常常影响压缩机的正常运行。脱硫工段：3.2.1.工艺流程简述：本次试验煤气净化承受常温醇胺洗〔Amisol〕工艺。该工艺由德国H2SCO2COSCS2〔DEA〕H2S等酸性气体、净化气水洗、富液再生与深度再生、甲醇回收等五个过程。要求将煤气中的总硫脱至≤5PPm。工艺流程简述如下：来自压缩机的煤气首先进入煤气过滤器，除去夹带的油雾、水滴。中的水分。然后进入吸取塔底部，分别同自上而下的半贫液、贫液逆塔进展洗涤。洗涤后的净化气送至合成工段。塔中部循环吸取；另一局部送深度再生塔，连续加热再生，再生的量甲醇，分别承受水冷、氨冷凝的方法回收后自流到再生塔回流槽。其它酸性尾气送入合成工段的加热器燃烧。从水洗塔、预洗塔出来的甲醇混合水溶液经换热后进入甲醇水塔，用精馏的方式将甲醇与水分别，回收的甲醇送预洗塔循环；分别设有烧结管过滤器，使溶液保持清洁。3.3.2.试验中存在的问题：本工段在试验过程中开停车频繁，主要缘由是：⑴煤气焦油、粉尘、压缩机油污带入系统，不但常常堵塞设备和管道，而且对脱硫溶液造成降解变质；⑵局部设备构造不合理，常常堵塞、泄漏造成溶液损失较大；⑶再生系统不好操作，致使脱硫效果差；⑷甲醇损失大，二乙醇胺分解多。因此，本工段操作的不稳定、脱硫效果差且屡次超连续试验的缘由之一。合成工段：合成工段是MFT〔改进费托〕法的技术核心，它对完成煤制合成汽油的试验运行至关重要。其工艺过程分为一段FT合成、分蜡、二段改质、气液分别。主要的化学反响是：nCO+(2n+1)H2→[CH2]+HOn 2[CH2]以C为主的液态烃n 5~11合成工段由加热系统、干法精脱硫、脱氧、一段烃类改质、换热系统、冷却分别和尾气循环等装置组成。工艺流程简述：来自脱硫工段的净化气〔CO+H85%O0.5%，2 2H/CO=1.3~1.5〕经过加热炉燃烧段炉管预热到250℃进入精脱硫器2〔T305氧化锌脱硫剂〕将总硫脱至≤0.2mg/m3O2≤0.1ppm后与循环尾气按比例混合。混合后的合成气再进入加热炉200～250℃送入一段反响器进展FT6.5m3铁系催化剂。管壳内承受导热油移外与水换热的方式270～340℃条件下进展FT射段预热到400～480℃进入二段反响器进展烃类改质。经过一、二MFT14m3〔特制循环气换热后，再进入水冷器、换冷器、氨冷器冷却分别，液相进入烧炉作燃气和作为城市煤气使用(本次试验城市煤气管网不具备暂送锅炉燃烧)。炉管分别用于加热原料气〔燃烧段、一段入口气〔对流段、二段入口气〔辐射段，最终经软水加热器回收余热后排空。同时设有一台开工炉用于加热导热油，用导热油对一段反响器进展升温。3.4.2.试验运行概况：合成工段是工业性试验的核心，然而受前工序〔造气、脱硫、压缩〕次试验。第一次为系统单元试车与催化剂预处理，历经了177小时，到达预期目标。预备试验时，由于精脱硫剂〔ZnO、脱氧器飞温，300小时，但合成工段开车有效时间仅50多小时，主要是脱硫工段不能稳定运行，合成气总硫屡次超标，最终300多小时，同样是脱硫溶液变质、机泵损坏，合成工段运40余小时，产油量很少。第四次在总结前三次开车阅历教训的根底上，全面检修系统设备，修改局部不合理管线，加强岗位操作技能培训，开头合成试验的连续运行，考察各项工艺参数。尽900200些根本数据。试验结果说明：以水煤气为原料，在温度T〔Ⅰ段／Ⅱ颖气／循环气R=3〔C+)87～100g/m3(CO+H)左右。5 2油品精制合成汽油的粗产品中除了大局部汽油馏分〔C－C 〕以外，尚有5 11少量的≥C 的组份，且酸度超过了油品国标规定值。因此为得到合12格的汽油产品，需要对粗油品进展精制。比较轻，纯度高，因此油品精制只是对水冷油进展精制。精制分为碱洗、水洗、精馏三个过程。精馏后的汽油送成品罐中与氨冷油掺兑成4.成品汽油的质量：将成品汽油送往“国家燃料油质量监视检验中心”，按国家标准〔GB484-93〕测试了各项指标，并在太原内燃机厂争论所进展了台生产的成品汽油，油品性能良好，辛烷值达93.2〔RON，热值46MJ/Kg90＃商品汽油使用。技术经济分析：工业试验的原料煤消耗：依据合成工段的考核结果每生产一吨油需净化合成气11896m3，13995m31800m3粗水煤气计，则需入7.86162m3，热值为～14839KJm〔3550Kcal3。工业试验的生产力气：1〕时空产率〔Kg1〕时空产率〔Kg／m3－cat.hr〕34030－3234－3838－4242－4443－4442编号123456气体空速〔hr－310 －350－400410－460480－500500－520～580由表144K3cat.h31～580hr－1的范围里，连续72小时的考核，结果说明该装置的生产力气85％以上。气体H2CON2CO2O气体H2CON2CO2O2CH4C2C3C4C5COH2／成分＋H2CO原料气53.6334.859.030.60.51.89－－－－88.481.54尾气44.3920.6312.7311.0－7.450.651.571.060.5365.022.15合成油本钱概算：投资的利息的折旧，流淌资金及利息，则吨油本钱核算如表3。3不难看出，影响本钱的主要因素是原料煤消耗、动力电，占64％。以及净化合成气脱硫费用达1003元／吨油，占工30％。其次是装置规模较小，生产力气低，因而动力消耗、大生产规模使合成气本钱、动力消耗、工资福利和车间等费用降低，1005～730－35％。表3. 煤制合成油工业性试验本钱核算原料煤---T7.8120936脱硫费用---103m313198761003T3050.1kg／hrKg0.46281330930.02kg／hrKg0.10610011一段催化剂1.05kg／hrKg4.8530146二段催化剂0.69kg／hrKg3.1970223导热油0.40kg／hrKg1.8515.328汽缸油0.60kg／hrKg2.77411机械油0.70kg／hrKg3.23413烧碱15.49kg／hrKg12.32小计2386蒸汽1.0T／hrT5.322117造气循环水88T／hrT4660.0523循环冷却水358T／hrT17900.08143软水1.0T／hrT515电950KWKWH44500.212943氨冷〔压缩能〕55KWKWH292×1／20.21231小计12623、副产品回收煤气1110.8m3／hrm355540.28＊-1555残油6.0kg／hrKg320.5-16小计-15714、工资福利113×400×12／200＝3073075、车间经费〔修理、治理等〕2023×104×0.06／2023＝5405406、工厂本钱29247、企业治理费5％计1468、销售治理费129、销售本钱3082工程名称单位时间消耗单位工程名称单位时间消耗单位消耗定额单价总价〔元／吨〕1、原材料及关心材料2、燃料与动力以上内容主要依据《2023吨／年煤制合成汽油工业性试验技术报2023吨／年煤制合成汽油工业性试验竣工报告》的资料，以2023吨／年煤制195073个化工厂，主要生产汽油、柴油、乙烯、丙烯、