shell煤气化在煤制甲醇中应用

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1、SHELL煤气化在煤制甲醇中应用　　摘要：介绍了“河南龙宇煤化工50万吨/年甲醇”项目的情况，重点介绍了煤气化装置的运行情况及试车时气化装置曾经出现过的问题。经克服重重困难，实现shell煤气化装置一次开车成功，且长周期稳定生产。标志着该工艺在制甲醇装置中首次实现工业化。关键词：shell煤气化；合成气；二氧化碳；应用一、“50万吨/年甲醇”项目的介绍河南龙宇煤化工有限公司年产50万吨甲醇项目包括4部分：固体储运、自备电厂、净水站及污水站等公用工程装置；5.2×104Nm3/h的空分装置；煤气化装置；耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳净化、甲醇合成和精馏装置。公

2、用工程装置于2007年6月投入运行，为后续系统提供水、电、汽。空分装置于2008年1月投入运行，为气化装置、甲醇装置提供氮气和氧气。煤气化装置于2007年10月开始试车，2008年4月6日正式投料生产，一次生产出合格的粗粗合成气送往变换装置。2008年4月21日产出合格的甲醇。二、煤气化装置运行情况2.1运行情况6气化装置自2008年4月6日成功开车以来，已经历了7个多月的历程。在此期间，气化装置成功实现了热风炉掺烧合成气和甲醇驰放气；实现了由纯N2作为煤粉输送载气改为切换CO2气作为载气（载气中CO2含量高达90%以上）；实现了采用汽包小室蒸汽产量控制氧

3、/煤比。阶段性的解决了合成气冷却器出口温度高的问题。但在此期间气化装置也因二氧化碳压缩机的问题、空分增压机的问题、循环气压缩机出口流量调节阀的问题等先后停车3次，由于装置自动化程度高、开车方便，这3次均在数小时内恢复生产。截至目前装置的开工率为：60.1%，连续稳定运行最长周期为60天。最近一次装置10月17日开车，负荷逐渐加至100%（总氧负荷17.7kg/s），煤粉输送载气中CO2含量达到94%，装置各项工艺指标正常，粗合成气中的有效气成份（CO+H2）达到85.85%，有效气产量达到11.62×104Nm3/h，已接近设计值。气化装置满负荷运行，初步

4、查定结果表明：1000Nm3有效煤气煤耗0.7吨（煤的热值24.95MJ/kg），1000Nm3有效煤气氧耗387.86Nm3，气化炉副产蒸汽100～115t/h，粗合成气成份：气体名称H2COCO2N2含量21.37%64.48%10.85%3.29%渣中含碳量小于1%。2.2粉煤的输送载气6众所周知，在合成氨的工艺中合成气的有效成分为N2与H2，对用N2作为输送粉煤载气的shell煤气化工艺用在合成氨装置中较为理想。在国内第一批上shell煤气化工艺的5家均为合成氨装置，气化炉产出的合成气经耐硫变换和低温甲醇洗脱硫、脱碳后，合成气中几乎只有合成氨的有效

5、气N2和H2。然而，在合成甲醇的装置中，合成气的有效成分为CO与H2，如果粉煤的输送载气仍然采用shell煤气化工艺中的传统载气N2，经耐硫变换和低温甲醇洗脱硫、脱碳后，合成气中含惰性气：N210～25%（根据负荷不同），这将大大降低合成甲醇的效率，同时损失大量的有效气，这变向增加了企业的生产成本。对于国内第一家引进shell粉煤加压气化工艺制甲醇的河南龙宇煤化工项目来说，为减少合成气中的氮气含量，提高合成甲醇的产量和效率，首次尝试采用CO2代替N2作为输送粉煤的载气。这在世界上也是首例。用CO2作为载气，不仅能降低合成气中的N2含量，而且还提高了合成气中

6、有效气（CO+H2）的含量。2.3煤种的使用6气化装置用煤品种较多，已用过的有永城本部的四矿：新桥矿（M01）、陈四楼矿（M02）、城郊矿（M03）、车集矿（M04），平顶山汝州矿（M05），陕西黄陵矿（M06）等六个矿的末原煤。由于不同种类的原料煤库存有限，在煤种试烧的过程中，原料煤有时在一天内切换两次原料煤，给气化工况调整带来非常大的困难。通过对多种原料煤的试烧，发现有的原料煤如纯M02、M04易造成合成气冷却器积灰，合成气冷却器出口温度升高，最高达到跳车值380℃，将振打器的频率调到最快、动力气源调至0.5MPa，但效果甚微。有的原料煤如纯M03、M

7、05已造成煤线的不稳，四个煤烧嘴频繁跳车，严重时造成渣水系统固含量很高，达到7%，更甚者会造成烧嘴罩的损坏。经过试烧发现，M03主要是煤线不稳且热值较低。纯M02、M04主要是合成气冷却器积灰严重。纯M05主要是煤线不稳。目前采用的是M01和M05或M06、M02和M05或M06、M04和M05或M06配烧的原料煤，效果较为理想。1）原料煤消耗：M01和M05按照4：1配比使用与M01与M05按照3：1配比使用，每千方有效气的原料煤消耗有所下降。M02与M05按照4：1配比使用、M02与M05按照3：1配比使用和M02与M05按照2：1配比使用以及M04与

8、M05按照4：1配比使用和M04与M05按照3：1配比使用，都呈现