摘 要:阐述炼厂煤/焦制氢的必要性以及煤气化技术在制氢项目中的重要性,介绍国内外主要煤气化技术,并从气化压力、原料的适应性、产品的适应性、投资和操作费用等不同方面对粉煤气化技术和水煤浆气化技术进行了分析。重点分析了不同水煤浆气化技术对炼厂制氢项目的影响,分析认为单喷嘴水煤浆气化技术具有自己独特的优势,是炼厂制氢项目较为适合的技术。
关键词:炼厂氢气;煤气化技术;选择;适应性
随着国内成品油需求量的增长,国内炼油能力正快速增长,而随着环保要求的逐年提高,全加氢型的炼厂也越来越被认可。氢气使用量的增加使炼油企业更加关注氢气成本的下降,而原油价格的提高和煤化工技术在国内的发展,使成本相对较低的煤成为制氢原料的首选。当前,可用的煤气化技术比较多,也各有优缺点,用于炼厂制氢的煤气化技术应根据炼厂的特点进行选择。
1 一般炼厂氢气的特点
1.1 稳定性
对于炼厂来说,氢气的稳定性是最重要的,尤其是全加氢型炼厂,由于其产品和装置的原料均需要加氢,氢气的中断可能导致全厂停产。
1.2 压能的匹配要求灵活
炼厂的氢气多用于其加氢装置,根据用氢装置工艺的需要,一般是通过氢压机将压力提高到某个压力,如炼厂加氢裂化装置,氢压机出口压力一般在17MPa左右。因此,如果是新建炼厂,提高氢气压力有利于进一步降低炼厂的能耗。如果是旧炼厂改造则需要匹配其原有的压力等级,而且尽量不要采用降压方式,避免压能的损失。
1.3 对氢气纯度要求较高
炼厂的加氢装置对于氢气纯度的要求较高,特别是渣油加氢,由于溶解甲烷的能力较差,一般要求新氢纯度要大于99%,且由于加氢装置催化剂普遍含有钴、钼、镍等元素,一氧化碳和二氧化碳会在反应器内发生甲烷化反应,造成床层温度的波动,因此,一般加氢装置对于一氧化碳和二氧化碳的含量有严格的限制。
2 炼厂煤气化技术的适应性分析
煤气化是煤制氢的核心部分,炼厂选择煤作为氢气的原料一定要结合自身的特点,选择合适的煤气化技术。
2.1 可选择的煤气化技术
目前,国内外主要有代表性的先进煤气化技术有:①湿法水煤浆进料的代表:美国GE单喷嘴水煤浆气化技术,国内四喷嘴对置气化、分级气流床气化、多元料浆气化等。②干法粉煤进料的代表:壳牌SCGP、西门子GSP气化工艺,国内两段干煤粉气化、SE-东方炉粉煤气化、航天炉、科林炉等。③块(碎)煤进料的代表:德国Lurgi固态排渣工艺、英国BGC公司的BGL液态排渣气化工艺。3种煤气化技术对比见表....