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煤气化技术制氢

(2014-03-27 16:27:51)
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资料

文化

分类: 化工资料
我国成品油升级,离不开加氢技术的应用。而加氢技术的应用首先要有稳定可靠的氢源。在油价和天然气价格高企、煤炭价格相对平稳的现状下,大规模煤气化制氢不仅具备成本优势,而且可以优化炼厂的物料平衡,煤气化成为炼厂制氢的重要发展方向。
目前,炼厂主要采用天然气或石脑油原料制氢。但随着石油、天然气价格的不断上涨以及成品油升级,炼油原料高硫劣质化,对氢气需求增加。一般情况下,一个配置渣油加氢的千万吨级加工能力炼厂的平均用氢量大致是原油加工量的1.0%,氢资源已成为炼厂一个主要的原料。炼厂通过自身和传统的加工方式已难以解决全厂的氢气平衡和需求,采用轻质原料制氢在成本效益上越来越难以体现经济性。在此背景下,采用煤作为原料制氢不仅在技术上具有了可行性,在经济性上也表现出了越来越强的优势。
煤气化是煤制氢的核心部分。近几年,我国煤气化技术走向成熟,水煤浆气化与粉煤气化都有成熟的运行业绩,为炼厂选择技术提供了多样选择。从原料与炼厂资源的互补性、气化压力匹配性、制氢适应性上比较,中国石化茂名分公司高工罗志荣认为,炼厂制氢气化选择水煤浆气化技术较为合适。他介绍,石油焦是炼厂普遍有的产品。近年来,由于环保的压力剧增,导致石油焦的销路逐年变窄,且价格下滑。而如果用石油焦作为煤气化的原料,既可解决关键时刻煤炭的保供问题,又能解决石油焦的出路问题。石油焦有灰分含量极少等特点,一般不宜采用干法气化技术,适宜水煤浆气化。另外,炼厂普遍存在清罐时产生的油泥,目前无法回收。煤气化装置可把油泥作为气化原料,也有利于环保。煤气化制氢要满足炼厂需求,需要将合成气中的一氧化碳完全变为氢气,变换的深度很大,水煤浆气化合成气水气比为1.3~1.4。这更有利于变换反应。水煤浆气化工艺合成气中氢气含量相应较高,变换负荷较粉煤气化低,更有利于生产氢气。从压力匹配的适应性来说,水煤浆气化技术更有优势。其中水煤浆气化最高压力有8.7MPa运行业绩,可以作为中压柴油加氢装置新氢直接进装置,从而省去新氢机及相关的投资、操作费用。
中石化宁波工程有限公司总工程师肖珍平介绍,选择什么样的煤气化技术制氢,关键看原料煤的价格、煤种、质量、适应性,以及石油焦的市场价格。粉煤气化与水煤浆气化投资差不多,粉煤气化的煤种适应性相对较广。如果原料煤种不能稳定供应或者水煤浆煤种价格较高时,不适宜考虑采用水煤浆制氢,适宜考虑选择粉煤气化技术。中石化宁波工程有限公司工艺系统室主任邢涛认为,选择什么样的技术应当从技术投资等方面综合平衡比较。比如国外技术比国内技术投资高,选择国内技术,投资成本就低。中石化金陵石化原总工程师程祖山表示,制氢煤气化装置选择配套废热锅炉流程还是激冷流程要根据炼厂的流程来定,没有统一的模式。
程祖山指出,当前煤气化应用于炼厂制氢最大的问题是,煤气化制氢装置能否和后续的炼油装置同步连续长周期连续稳定运行。程祖山介绍,我国炼油装置技术与运行水平已经达到世界先进国家的水平,常减压蒸馏装置的运行周期长达3~4年不停车检修,催化裂化装置的运行周期也长达3年,现在已经投产的煤气化装置连续运行的时间最长为500多天。虽然可以通过上备用炉,相互切换,解决气化炉长周期连续运行的问题,但是气化炉后面的洗涤、变换、净化、分离等装置却难保证连续运行3~4年不停车检修。煤气化龙头与龙尾必须同步跟上,才能解决制氢和后续的炼油装置同步连续长周期稳定运行问题。否则就有一定的风险。

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