現(xiàn)代煤化工新工藝路線受關注

作者： 2015年12月04日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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原油價格暴跌導致的煤化工行業(yè)低迷走勢并沒有影響該領域科研人員的研發(fā)熱情。在2015中國化工學會年會上，現(xiàn)代煤化工技術論壇成為人氣最高的分會場，場場爆滿，一座難求。論壇上科研人員介紹的甲醇制芳烴、煤制天然氣
　　原油價格暴跌導致的煤化工行業(yè)低迷走勢并沒有影響該領域科研人員的研發(fā)熱情。在2015中國化工學會年會上，現(xiàn)代煤化工技術論壇成為人氣最高的分會場，場場爆滿，一座難求。論壇上科研人員介紹的甲醇制芳烴、煤制天然氣、煤氣化制氫等熱點領域的研發(fā)進展，希望能給煤化工企業(yè)創(chuàng)新技術帶來更多啟示。
 
　　甲醇與C5~C6非芳共煉制芳烴工藝 我國芳烴需求一半多靠進口，即使在近期原油價格大幅度走低的情況下，我國缺芳烴的結構性局限并沒有改變。在此背景下，煤經(jīng)甲醇制芳烴技術成為我國發(fā)展芳烴技術的重要組成部分。
 
　　2013年，清華大學與華電煤業(yè)合作，在國際上首次進行了3萬噸/年甲醇進料的制備芳烴工業(yè)實驗，取得了成功。他們在2014年又進行了催化劑連續(xù)3081小時的加壓循環(huán)流化床裝置測試，性能穩(wěn)定，為這類技術的工業(yè)化放大提供了堅實基礎。
 
　　論壇上，清華大學魏飛團隊重點介紹了流化床甲醇與C5~C6非芳共煉生產(chǎn)芳烴技術。該技術利用甲醇制備芳烴的放熱反應與C5~C6 非芳制備芳烴的吸熱反應，實現(xiàn)熱能耦合效應，既可簡化工業(yè)過程中的各自高溫移熱或高溫供熱難題，同時也可有效解決C5~C6非芳這類低值化工原料的出路問題，此外還為具有煤與C5~C6芳烴資源的區(qū)域提供了更好的工藝解決方案。
 
　　合成氣完全甲烷化工藝合成氣完全甲烷化成套工藝技術開發(fā)是大唐國際化工技術研究院有限公司等承擔的國家“863”計劃重點項目煤氣化甲烷化關鍵技術研發(fā)與工業(yè)示范的子課題。在該課題的實施過程中，大唐國際采用自主研發(fā)的預還原態(tài)甲烷化催化劑和具有自主知識產(chǎn)權的絕熱四段全串并聯(lián)合成氣完全甲烷化工藝技術方案，按照工業(yè)化標準在山西潞安煤基合成油現(xiàn)場建設了一套3000標準立方米/天煤制天然氣工業(yè)裝置,并連續(xù)穩(wěn)定運行超過4000小時。
 
　　論壇上，大唐國際技術人員介紹了裝置在煤基合成氣工業(yè)氣源條件下，溫度、壓力、模數(shù)、循環(huán)比、運行負荷等工藝運行條件對甲烷化反應的影響。結果表明，大唐化工研究院開發(fā)的預還原態(tài)甲烷化催化劑活性高、性能穩(wěn)定，CO轉化率高于99%；絕熱四段全串并聯(lián)甲烷化工藝成熟可靠，具有較好的工業(yè)適用性。該工業(yè)裝置在運行負荷60%~110%的條件下，產(chǎn)出的SNG達到國家天然氣一類產(chǎn)品指標。
 
　　煤直接氣化制氫工藝煤氣化制氫是工業(yè)大規(guī)模制氫的首選方式之一。雖然傳統(tǒng)煤氣化制氫工藝成熟，但其投資成本大、需用純氧、氣體分離成本高、產(chǎn)氫效率偏低、CO2排放量大。降低煤氣化制氫工藝CO2排放的關鍵在于提高過程熱效率、避免復雜的氣體分離過程。借助于氧載體的傳遞作用，化學鏈制氫技術可實現(xiàn)氧和熱在燃料反應器、蒸汽反應器和空氣反應器之間的轉移，從而使CO2、H2、N2內在分離，既直接利用空氣、也能獲得高濃度的CO2和H2。鐵基氧載體是化學法制氫的理想氧載體之一，然而在燃料反應器中，鐵基氧載體與煤的直接反應速率很慢且該反應器吸熱。如何促進氧載體與煤的直接反應速率且使燃料反應器自熱是該制氫技術的關鍵。
 
　　在前期研究的基礎上，山西煤炭化學研究所提出添加堿金屬催化劑來促進Fe2O3與煤的直接反應速率。他們通過添加Al2O3，一方面作為惰性組分防止氧化鐵的燒結，另一方面與FeO反應生成鐵鋁氧載體，釋放反應熱為燃料反應器提供部分熱量。模擬結果表明，采用該技術過程各反應器都能實現(xiàn)自熱，制氫熱效率可達75%，生成的鐵鋁氧載體則能被空氣氧化回到初始相態(tài)，實現(xiàn)氧循環(huán)。
 
　　高鈉煤燃前預處理工藝新疆準東煤中鈉含量高，在熱轉化利用過程中造成設備嚴重黏污、積灰和結渣等問題。針對準東高鈉煤的燃燒問題，主要的一種解決方法是燃前脫鈉，即對入爐前原煤進行一定的預處理，將煤中的鈉轉移到溶液中然后脫除。目前采用的預處理溶液主要有水和硫酸、鹽酸等酸溶液，但水洗對有機鈉含量高的煤的脫鈉效果有限，且酸洗成本較高，因此迫切需要一種經(jīng)濟適用高效的燃前脫鈉方法從根本上解決高鈉煤鈉含量高的問題。
 
　　華中科技大學嘗試采用CO2-H2O作為脫鈉提取液，考察了CO2-H2O在常溫常壓條件下預處理煤的脫鈉效果。他們在一定固液比的煤水混合物中持續(xù)通入過量CO2氣體，使煤樣浸洗于弱酸性溶液中，其中的氫離子置換出與羧基結合的有機鈉，從而實現(xiàn)對煤中水溶鈉及大部分有機鈉的脫除。實驗結果表明，CO2-H2O作為脫鈉提取液能有效脫除準東煤中88%的鈉，經(jīng)過CO2-H2O預處理的煤樣在熱解過程中鈉的釋放量減少，其燃燒特性也優(yōu)于原煤與酸洗煤，表明CO2-H2O預處理是一種高效的高鈉煤燃前脫鈉方法。
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標簽：原油 煤化工

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