【文章內容簡介】 置的經濟規(guī)模除了和投資成本有關外，還和原料資源量、市場銷售份額、建廠地點、交通運輸等方面有關。若建在資源地（如中東或南美等），并且市場銷售面向世界各地，則甲醇裝置規(guī)模在100萬噸/年級左右是經濟的。若建廠在個別地區(qū)或國家，并且市場銷售面向這個地區(qū)或國家，則甲醇裝置規(guī)模在60～80萬噸/年是經濟的、合理的。目前國內大型甲醇裝置的規(guī)模多數在10～20萬噸/年之間，以煤為原料甲醇的單套最大規(guī)模為20萬噸/年，裝置規(guī)模小，競爭力差。近期國內新建甲醇裝置較多，規(guī)模有較大的提高，大型項目規(guī)模多在20～60萬噸/年之間。通過以上分析，本著技術先進可靠、提高產品有競爭力的原則，綜合考慮國內市場、地區(qū)市場、建廠地點、交通運輸、企業(yè)資源等方面的實際情況，本項目確定甲醇裝置建設規(guī)模為20萬噸/年，已經達到經濟規(guī)模，將成為國內最大的甲醇裝置之一。 工藝技術方案 生產工藝技術及比較本項目采用以煤為原料生產甲醇，主要由煤氣化、甲醇合成和甲醇精餾等裝置構成。 煤氣化目前國際上先進的煤氣化工藝技術主要是Shell公司的SCGP粉煤加壓氣化工藝、美國德士古公司的水煤漿加壓氣化工藝和德國未來能源公司的GSP粉煤加壓氣化工藝。近十年來，在中國的化肥工業(yè)中，美國德士古公司的水煤漿加壓氣化工藝已有四套應用的業(yè)績，另外還有幾套裝置正在建設中。Shell公司的SCGP工藝是粉煤加壓氣化工藝，是近年發(fā)展起來的先進煤氣化工藝之一，已成功地用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工廠的商業(yè)運營。目前國內已有湖北雙環(huán)、廣西柳化、湖南洞氮、湖北枝江等13套裝置在建或已簽合同。GSP工藝技術采用氣化爐頂干粉加料與反應室周圍水冷壁結構，是較為先進的氣化技術。目前國內多家企業(yè)計劃引進該技術建設大型煤化工裝置。根據本工程的特點，煤氣化工藝在Texaco工藝、Shell工藝和GSP工藝中選擇。（1）Texaco水煤漿氣化工藝Texaco工藝采用水煤漿進料、液態(tài)排渣、在氣流床中加壓氣化，水煤漿與純氧在高溫高壓下反應生成煤氣。國內引進的渭河、魯南、上海焦化、淮南四套裝置，現(xiàn)均已投運，Texaco水煤漿氣化工藝具有如下特點：★對煤種有一定適應性。國內企業(yè)運行證實水煤漿氣化對使用煤質有一定的選擇性：氣化用煤的灰熔點溫度t3值低于1350℃時有利于氣化；煤中灰分含量不超過15%為宜，越低越好，煤的熱值高于26000kJ/kg，并有較好的成漿性能，使用能制成60～65%濃度的水煤漿之煤種，才能使運行穩(wěn)定。★氣化壓力高。～，可根據使用煤氣的需要來選擇?！餁饣夹g成熟。制備的水煤漿可用隔膜泵來輸送，操作安全又便于計量控制。氣化爐為專門設計的熱壁爐，為維持1350～1400℃溫度下反應，燃燒室內由多層特種耐火磚砌筑。熱回收有激冷和廢鍋兩種類型，可以煤氣用途加以選擇。★合成氣質量較好。其有效組分（CO+H2）含量占80%，甲烷量%。碳轉化率95～98%。冷煤氣效率70～76%，氣化指標較為先進。由于水煤漿中含有35～40%水分，因而氧氣用量較大?！飳Νh(huán)境影響較小。氣化過程不產生焦油、萘、酚等污染物，故廢水治理簡單，易達到排放指標。高溫排出的融渣，冷卻固化后可用于建筑材料，填埋時對環(huán)境也無影響?！飮a化程度高，投資較低。國內已經完全掌握了Texaco氣化工藝，主要設備都可以國產化，只引進燒嘴、煤漿泵等少量設備，因此，投資省?！镉捎趪鴥纫呀浲耆莆樟薚exaco氣化工藝，積累了大量的經驗，因此設備制造、安裝和工程實施周期短，開車運行經驗豐富，達標達產時間短。（2）殼牌（Shell）干煤粉氣化工藝殼牌（Shell）干煤粉氣化工藝在1972年就開始基礎研究，1993年在荷蘭建成日處理煤量為2000噸的單系列大型氣化裝置。殼牌粉煤氣化工藝具有如下特點：★采用干煤粉作氣化原料，煤粉用惰氣輸送，操作十分安全。對煤種的適應性比較廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用；對煤的灰熔點適應范圍比其它氣化工藝更寬，即使是高灰分、高水分、高硫的煤種也能使用?！餁饣瘻囟雀撸话阍?400～1600℃，碳轉化率高達99%。煤氣中甲烷含量極少，不含重烴，CO+H2達到90%?！镅鹾牡?。采用干煤粉進料與水煤漿氣化相比不需在爐內蒸發(fā)水分，氧氣用量因而可減少15～25%，從而降低了成本。配套空分裝置規(guī)模相對縮小，投資也可相應降低。★氣化爐采用水冷壁結構，無耐火磚襯里。水冷壁設計壽命按25年考慮。正常使用維護量很小，運行周期長，也無需設置備用爐。★每臺氣化爐設有4～6個燒嘴，對生產負荷調節(jié)更為靈活。Shell燒嘴保證壽命為8000小時，已超過連續(xù)16000小時運行?！餆嵝矢?。Shell煤氣化的冷煤氣效率達到78～83%，其余～15%副產高壓或中壓蒸汽，總的原料煤的熱效率達98%?！飳Νh(huán)境影響小。氣化過程無廢氣排放。系統(tǒng)排出的融渣和飛灰含碳低，可作為水泥等建筑材料，堆放時也無污染物滲出。氣化污水不含焦油、 酚等，容易處理，需要時可作到零排放?！飮a化程度較低，投資較高。Shell氣化爐非常復雜，加工和制造難度大，主要設備如氣化爐內件需從國外進口，國產化程度較低，由此造成投資大。★目前世界上僅有一套用于發(fā)電的Shell氣化爐在運行，Shell氣化爐用于化工生產尚無先例，因此，開車運行經驗少，可靠性有待驗證。由于氣化爐龐大且復雜，在設備制造、安裝和工程實施方面難度大，周期長，預計達標達產時間也較長。（3）未來能源GSP干煤粉氣化工藝GSP工藝技術于上世紀70年代末由前民主德國的德意志燃料研究所開發(fā)，目的是用高灰分褐煤生產民用煤氣。1984年，在黑水泵市（SchwarZePumpe）的勞柏格（Laubag）電廠建立了一套130MW冷壁爐的商業(yè)化裝置，原料處理能力為720噸/天，該裝置運行了10多年，未更換過氣化爐燒嘴的主體和水冷壁。目前該技術屬于未來能源公司GmbHF。GSP工藝技術有以下特點：★GSP氣化原料的適應范圍廣，可以氣化褐煤、煙煤、無煙煤和石油焦，對煤的活性基本沒有要求，對煤的灰熔點適應范圍比其他氣化工藝更寬，對于高灰份、高水分、高含硫煤同樣適應?！颎SP氣化工藝的氣化溫度為14001600℃，碳轉化率可達99%以上，甲烷含量低，煤氣中有效組分（CO+H2）達90%以上，煤的消耗低。★GSP氣化采用干粉進料，與水煤漿相比氧耗降低15%20%，可以減少空分能力，節(jié)約投資?！?，單爐日處理煤720噸。可以設計20002500噸/天，甚至更大能力的氣化爐?！餆嵝矢撸涿簹庑蕿?8%83%，其余15%20%熱能可通過副產蒸汽進行回收，總氣化熱效率約為98%?！颎SP氣化爐的開工率高，維修基本上是每年一次，燒嘴的設計壽命為8000小時，實際使用以達10年未出現(xiàn)問題。氣化爐的開停車比較靈活，所需時間比較短。★氣化爐渣經激冷后成玻璃狀顆粒，性質穩(wěn)定，不污染環(huán)境。氣化污水少，有害組分低，容易處理，可達標排放?！锬壳癎SP氣化爐僅有一套720噸/天的裝置運行，裝置能力較小，工程放大還有一定風險。氣化爐的結構較為復雜，需引進，國產化程度較低。★與Shell氣化工藝相同，GSP氣化爐用于化工生產尚無先例，開車運行經驗少，可靠性有待驗證。三種氣化工藝比較如下：殼牌、德士古和GSP煤氣化工藝比較序號工藝名稱殼 牌德士古GSP1氣化工藝氣流床、液態(tài)排渣氣流床、液態(tài)排渣氣流床、液態(tài)排渣2適用煤種褐煤、煙煤、石油焦各種煙煤、石油焦褐煤、煙煤、石油焦3氣化壓力 MPa4氣化溫度 ℃1400160013001400140016005氣化劑氧氧氧6進料方式干煤粉6065%水煤漿干煤粉7單爐最大投煤量 t/d500020007208氧氣消耗 (每km3CO+H2)3303603804303303409碳轉化率 %179