煤气化:迈向“大”时代

      今年以来,传统煤化工市场极度疲软,而新型煤化工项目建设却如火如荼。国内外各大公司在各自大型煤气化技术实现“安稳长满优”的基础上,纷纷吹响向日投煤量3000吨及其以上规模炉型进军的号角。业内专家和企业人士纷纷表示,在此推动下,我国煤气化市场正发生着前所未有的、深层次的变化,一个由超大型炉所开启的煤气化“大”时代正向我们走来。

    作者:闫俊荣  来源:中国化工报

  今年以来,传统煤化工市场极度疲软,而新型煤化工项目建设却如火如荼。国内外各大公司在各自大型煤气化技术实现“安稳长满优”的基础上,纷纷吹响向日投煤量3000吨及其以上规模炉型进军的号角。业内专家和企业人士纷纷表示,在此推动下,我国煤气化市场正发生着前所未有的、深层次的变化,一个由超大型炉所开启的煤气化“大”时代正向我们走来。
 

 


 

  2012年9月,中国工程院院士倪维斗对话中国工程院院士谢克昌。倪维斗:“到2020年我国新型煤气化炉将达到2000台套”。谢克昌:“中国煤气化技术只有更好,没有最好。” (本报记者 闫俊荣 摄)

  超大型煤气化炉集结号吹响

  “开发日投煤量3000吨的超大型煤气化炉是我们下一步的目标。”山西阳煤集团副总经理、阳煤化工产业管理局局长闫文泉告诉中国化工报记者,阳煤化机水煤浆水冷壁气化炉已于今年4月全面下线,标志着拥有完全自有知识产权的新一代煤气炉诞生了。不仅如此,该公司已经和合成氨、甲醇、乙二醇、煤制天然气等领域的客户签订了21台(套)水煤浆水冷壁炉的制造合同。

  闫文泉介绍,现在全国煤化工形势异常严峻,可以说是80%以上的企业亏损,该集团的煤化工板块也十分困难,但是其所属阳煤化机的水煤浆水冷壁炉的合同已经签到了2018年,可以说是订单饱满,生产超负荷运转,与严酷的传统煤化工现状形成强烈的反差,是当前低谷形势下的一抹亮丽风景线。
 

 


陕西某化工企业在建的煤气化炉装置。(本报记者 李军 摄)

 

  无独有偶,3月下旬,西门子(中国)有限公司与北京杰斯菲克气化技术有限公司在京发布其研发的SFG850新型气化炉。而SFG850气化炉日投煤量也是3000吨。

  其实,早在2012年,航天长征公司就分别与东平县政府、瑞星集团签订战略合作协议,投资20亿元建设国家级粉煤气化技术研究中心和日处理煤量3000吨级粉煤加压气化项目。现已完成6.5MPa等级、日投煤量3000吨航天煤气化装置工艺包及核心设备的研发与基础设计。目前公司还在进行4.0MPa、3000吨级/4000吨级航天煤气化技术的研发,并将择机建设示范装置。“加强日处理煤量3000吨航天炉新产品、新技术研发是航天长征化学工程股份有限公司的工作要点,也是中国航天科技集团的工作要点,我们将集中力量,力求在2014年有新的突破。”航天长征总工程师卢正滔强调说。
 
  不单是研发企业热情高涨,国内不少煤化工企业也对大型以及超大型煤气化炉情有独钟。
 
  2012年9月14日上午,兖矿集团鄂尔多斯能化公司180万吨煤制甲醇转烯烃一期90万吨甲醇项目工地迎来了项目的核心设备——日处理煤炭达3000吨的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉。
 
  由伊泰伊犁能源有限公司为项目主体的新疆伊犁煤制油一期年产能90万吨项目,于2012年初签约多喷嘴对置式水煤浆气化技术,将采用5台日投煤量3000吨的气化炉。

  大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司年产46万吨煤制烯烃项目,气化炉是3台每天单台可处理干燥原煤2870吨的六烧嘴壳牌煤气化炉,目前运行平稳。

  河南省融鑫化工股份有限公司在河南省柘城县丰大循环经济产业园独资建设的年产100万吨煤制烯烃项目,将建设5套日投煤量约3000吨的壳牌煤粉汽化炉及下游系列产品生产装置。
 
  云南天安化工有限公司用于合成氨生产和河南鹤壁煤电责任有限公司用于制甲醇的壳牌煤气炉的壳牌煤气炉都是日投煤量2700吨。

  可观的价值预期开启新时代

  “众多公司向3000吨级超大型煤气化炉吹响号角,各大集团剑锋指向超大型化,并向其全面进军的态势,将把我国煤化工发展带进一个新时代。”山西阳煤化工投资有限责任公司总工程师陈芳如是解读当前的超大型化煤气炉研发、推广和生产热。
 

 


山西阳煤化工技术人员向业内人士介绍水煤浆水冷壁气化技术。(本报记者 闫俊荣 摄)

 

  北京杰斯菲克气化技术有限公司市场总监马凤桥表示,随着超大型气化炉项目的推进,气化效率相差几个百分点,一年的运行费用就会相差几亿元。这几亿元的效益差距,往往就可能是一个项目从盈利到亏损的反转。而整个项目能效的提高,有赖于项目总体联合各段技术专利商协同工作。

  神华宁煤集团董事长王俭用具体的数字印证了马凤桥的话。2013年,王俭所在集团煤化工板块实现达产创效,全年生产甲醇85.6万吨(具备日生产5000吨甲醇的能力)、聚丙烯45万吨、聚甲醛5.1万吨,实现营业收入65亿元,利润11亿元。煤炭与煤化工板块协同效应显现,全年消化煤炭786万吨,产业转型升级初见成效。

  “一天生产5000吨甲醇,确实令人震惊,2天就是我们1年联醇的产量,差得不是一个等量级。”山西阳煤丰喜肥业集团有限责任公司新绛公司总经理薛晓宾说,该公司年产氨醇合计8万吨,有6套UGI炉子,产能、消耗、效益与先进企业不可同日而语。

  “利润11亿元,令人叹为观止,我们使用的煤气炉日投煤量是600~750吨水煤浆水冷壁炉,感觉就已经非常先进了,但是与3000吨炉相比,差距还是非常大,我们备感压力。”山西阳煤丰喜集团临猗分公司生产副总经理刘亚龙表示,今年以来,全国合成氨、甲醇、尿素企业受产能过剩、市场疲软的影响,不少企业处于停产、减产状态,该公司将有计划对老系统炉型煤耗太高、成本倒挂的25%产能进行限产,对研发、新上先进炉型充满期待。

  神华宁煤的效益可观,神华包头的项目也不逊色。

  据通用电气神华气化技术有限公司营销经理方斌介绍,神华包头60万吨煤制烯烃项目是国家“十一五”规划煤炭深加工三大示范项目之一,是世界首套、全球最大的甲醇制烯烃工业装置。该项目采用美国GE公司的水煤浆气化技术,共7台单炉日投煤量为1500吨的气化炉,包括煤浆制备、气化、渣水处理等工序,7台气化炉5开2备。2011~2013年项目年均实现净利润约10亿元。
 
  气化装置安稳长满优提供支撑

  不仅是可观的价值预期,当前的大型煤气化装置的稳定运行,也为超大型煤气化炉的研发奠定基础。

  全国新型煤气化委员会、全国化肥工业总站常务副站长郑伟中表示,气化装置,特别是大型煤气化装置的“安稳长满优”生产,为超大型煤气化炉的研发提供了坚实的基础。

  据介绍,航天(HT-L)粉煤加压气化技术是航天工程公司拥有的自主知识产权的技术,截至2013年底,签约30个项目,共计66台气化炉,目前已交付22台气化炉。其中,6个项目中8台日投煤量750吨气化炉已投产,2个项目中5台日投煤量1500~2000吨气化炉已投产。

  神华和GE2012年合作后,力推德士古快速成长。德士古,从1990年在鲁南煤制合成氨开始,上海焦化煤制城市煤气/甲醇跟进,渭河煤制合成氨/尿素使用,蒲城清洁能源87千克高压煤制烯烃项目选择,到现在国内55个许可合同,178台气化炉,产业遍布石化、炼油、煤化工、IGCC/多联产等领域。目前国内已有8台1800立方英尺、日投2000吨煤的气化炉稳定运作中。

  德国科林CCG粉煤气化技术,工业应用已经投产的是贵州开阳化工年产50万吨合成氨项目,采用两台日投煤量1500吨气化炉,2013年1月打通全流程产出合格的合成氨产品,现已达到设计负荷。

  多喷嘴对置水煤浆气化技术目前总共签约34家企业,95台套设备,日投煤量达11.48万吨。目前已经投产的有13家企业,建设中的有10家企业,设计中的有11家企业。其中,已投产的日投煤量超过2000吨的企业有神华宁煤、上海焦化、安阳盈德3家企业,共7台炉子,4开3备,日投煤量达到0.84万吨。

  郑伟中说,不仅以上煤气化如此,水煤浆水冷壁、鲁奇、两段式、多元料浆等煤气化也都实现了安稳运行。

  郑伟中强调,大型化是煤化工的发展方向、也是煤气化的方向。

  据了解,2013年2月14日,工信部、科技部、财政部、国务院国资委联合制定发布《重大技术装备自主创新指导目录》(2012年版),大型气流床气化炉成套设备也被列入其中。在这种情况下,在国内推广使用的煤气化炉也越来越大。
 
  另外,《石化和化学工业“十二五”发展规划》要求,到“十二五”末,采用先进煤气化技术的氮肥产能比例提高到30%,低阶煤和低品位矿产资源的利用率进一步提高。这无疑为先进煤气化技术的推广和应用提供了一个更广阔的空间。

  但煤气化的单系列究竟多大为宜,业界观点不一。

  中科合成油股份公司高级工程师唐宏青认为,气化炉日投煤量在1500~2000吨比较合适;华东理工大学教授于广锁表示,气化炉日投煤量在2000~3000吨比较适宜;陕西延长石油集团西湾煤化工项目筹建处技术顾问李佩玉则认为,气化炉日投煤量在4000吨比较合适。

  对此,郑伟中表示,煤气化的单系列究竟多大为宜,业界也是仁者见仁智者见智,但是有一点是肯定的,发展超大型煤气化没有大型煤气化的安稳长满优是根本做不到的。

  循序渐进历久弥坚以防冒进吃亏

  超大型煤气化炉具有广阔的发展空间,那么我们该如何发展呢?

  “中国必须有自己的煤气化技术!这是我们华东理工大学的前辈于遵宏教授说的。为了打破国外的技术垄断,让国家拥有自己的煤气化技术,他用生命缔造了事业的奇迹。”于广锁这样评价先贤于遵宏教授。

  于广锁介绍,一项技术一般要经过项目的提出、实验室研究、中试研究、示范工程建设、产业化应用、达产达标、商业化推广等几个阶段,每个阶段必须循序渐进、不断创新。我国多喷嘴对置水煤浆气化技术,从“七五”期间至今,历久弥坚。

  同时,于广锁强调,多喷嘴对置式水煤浆气化技术所以顺利前行,一方面是得到了国家科技部“863”计划和“973”项目的资助和政府各级部门在诸多方面给予的大力支持;另一方面也是“863”课题和“973”项目承担单位紧密合作的结果。在多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业示范过程中,华东理工大学充分发挥其人才优势、基础研究优势和理论优势,负责研究关键技术和提供理论指导,从而保证了工艺上合理、科学;兖矿集团有限公司充分发挥其资金、人力、工程技术优势,运用其丰富的工程化经验,负责工程实施,从而保证了工程上安全、可靠,示范装置得以顺利建成和运行。同时,这也离不开中国天辰化学工程公司的精心设计以及客户企业的大胆、精心使用、维护和改进。正是由于各方发挥各自优势,从而形成了国际首创、具有完全自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化产业化技术。

  说到多喷嘴对置式水煤浆气化产业化技术,就不可避免地谈到壳牌煤气化装置过去15年在我国的历程。

  在我国煤气化发展的历史上,有许多伤痛,其中冒进、违犯客观规律,是切肤之痛,而也正是在这样的伤痛中,中外煤气化公司均收获了成长。
 
  据了解,2001~2009年,国内企业先后引进的23台壳牌煤气化装置,仅有一半试车或开车运行,且运行状况未达预期,国人对此多有诟病。为此,2009年,中国石油和化学工业联合会向政府部门建议,从满足国内需求和发展煤气化技术角度,引进壳牌煤气化技术是可以的,但该技术在国内化工行业要达到长周期运行,需要经历一个吸收、改进的过程,应对其加强宏观调控,限制盲目引进煤气化技术装置。而后的3年中,壳牌在中国签单十分困难,直到2012年才斩获颇丰。

  为了打消国内一直以来对壳牌投运后运行多不正常状况的争议,壳牌和使用企业一起为加快零部件国产化、加强技术交流和知识产权保护、实现安稳运行做出了不懈的努力。

  到现在,云南天安、中石化、安庆、神华煤制油等多家采用壳牌先进煤气化工艺的国内企业,已取得单炉连续高负荷运行超过120日的业绩,实现了百日常态化;双环、柳化、永城等多套壳牌煤气化装置累计运行超过300天,其中最高纪录是338天;壳牌已经实现98%的关键设备国产化率,不但减少了投资和备品备件成本,而且对提高我国煤化工过程装备制造水平具有积极的意义。

  自此,曾深陷“水土不服”困境的壳牌粉煤气化技术可以挺胸抬头往前走了。但是,国内企业依靠自己摸索,多年的试车、磨合,付出的昂贵开车代价,以及壳牌期间遭遇的质疑发人深省、令人深思。


 


往期专题
Copyright © 2009-2012 www.ccin.com.cn All Rights Reserved. 中化新网 版权所有
地址:北京市西城区六铺炕北小街甲2号  中国化工报社  邮编:100120
国新网备[2007]003号  信息网络传播视听许可证:0106149  广播电视节目制作经营许可证
国务院新闻办审核备案登记号  京ICP证100512号  京公网安备 110102000792  营业执照
网络实名:中化新网 | 版权所有 违者必究