“三高”無煙塊煤利用碎煤加壓氣化工藝生產(chǎn)合成氨及多聯(lián)產(chǎn)的市場推廣

范衛(wèi)國（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

“三高”無煙塊煤利用碎煤加壓氣化工藝生產(chǎn)合成氨及多聯(lián)產(chǎn)的市場推廣

范衛(wèi)國（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

晉城15號無煙煤屬于高硫、高灰、高灰熔點的“三高”劣質(zhì)煤，這種煤直接銷售的話，市場競爭力不強。以該無煙煤為原料發(fā)展煤化工是解決出路的最佳選擇之一，本文以該無煙煤為原料制取合成氨多聯(lián)產(chǎn)為例，為“三高煤”資源的潔凈化開發(fā)利用提供了一條合理、可靠的工藝技術(shù)路線，得出結(jié)論。

“三高”無煙塊煤；碎煤加壓氣化；合成氨；多聯(lián)產(chǎn)；市場推廣

最近這兩年，隨著企業(yè)對工藝技術(shù)要求的提高，挑選性價比高、具有“可靠、成熟、先進(jìn)、適用”且有盈利能力的工藝技術(shù)路線已經(jīng)成為很多企業(yè)的重要選擇。

1 晉城15號無煙煤突出特點

山西晉城最大的優(yōu)勢是擁有豐富的無煙煤資源,晉城15號煤儲量卻高達(dá)120億噸。該煤有幾個比較突出的特點：硫分高（約2.44%）；揮發(fā)分較低（約6.5%），灰分較高（約18%）；灰熔點高（＞1500℃）。機(jī)械強度高；較低的活性。

2 碎煤加壓氣化技術(shù)適合該煤種

對碎煤加壓氣化工藝對晉城15號煤具有較好的適用性。揮發(fā)分低意味著副產(chǎn)品焦油、酚等產(chǎn)率的降低，相應(yīng)著副產(chǎn)品回收裝置簡化。另外灰熔點較高意味著相對熔渣氣化成本的提高及不適用性。而固態(tài)排渣反而有利于提高反應(yīng)溫度，進(jìn)而提高氣化溫度、氣化強度及有效氣含量。熱穩(wěn)定性較好(TS3以上97.3%)，不用考慮粉煤過量的問題，能最大限度的提高塊煤利用率。無煙煤應(yīng)用于碎煤加壓氣化可以避免普通褐煤在碎煤氣化上廢水量大，成分復(fù)雜的缺點。廢水處理流程基本接近于氣流床氣化方式。實際運行中污水量少，易處理。煤氣水經(jīng)過簡單的汽提后水中的COD（〈500）相對長焰煤COD（4000～5000左右）要小的多，可大大降低污水處理的難度和成本。

3 目前常用的無煙煤碎煤加壓氣化產(chǎn)品路線對比分析

下面兩種方案，粗煤氣中的甲烷按7%計算，貼現(xiàn)率I=8%，項目基建期2年，投資含空分不含鍋爐。暫不計算焦油和中油以及副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)生的收益。方案1/2的主要原料消耗及價格為:電24000/25750萬kWh/a,0.72元/kWh;水720/528萬t/a,1元/t;氣化用煤59萬t/a,500元/t;蒸汽195/215萬t/a,120元/t.主要產(chǎn)品噸價為：液氨2300元，甲醇2000元，硫磺1200元，LNG3400元。

方案一：合成氨、甲醇聯(lián)產(chǎn)流程

方案1的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價（估）：總投資約20.5億元，年均銷售額10.8億元，年均總利潤1.88億元，資本金內(nèi)部收益率11.1%，全投資稅前內(nèi)部收益率10.9%。

本方案的典型特點是對于凈化采用低溫甲醇洗工藝的煤制合成氨裝置，采用變壓附（PSA）提氫，PSA尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)化后作為甲醇合成的原料氣。這種方案生產(chǎn)合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇，甲醇作為重要的化工原料。實現(xiàn)了產(chǎn)品的多樣性。在已經(jīng)建成的石家莊金石項目中就是用的該流程，現(xiàn)在江蘇某企業(yè)正在用該工藝路線開展前期工作，產(chǎn)能是40萬噸合成氨及尿素項目，粗煤氣中的富甲烷氣用于生產(chǎn)甲醇。

方案二：合成氨、LNG流程

方案2的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價（估）：總投資約21.6億元，年均銷售額11.34億元，年均總利潤2億元，資本金內(nèi)部收益率11.2%，全投資稅前內(nèi)部收益率11.1%。

本方案副產(chǎn)較純凈的LNG清潔燃料，該產(chǎn)品對于那些公司地理位置優(yōu)越，LNG需求殷切與發(fā)展迅速的城市區(qū)域，預(yù)計有較好的經(jīng)濟(jì)效益。在已經(jīng)建成的晉煤天慶項目中就是用的該流程。

這兩種方案不計算副產(chǎn)品收益的話，產(chǎn)品有11%左右的內(nèi)部收益率，電耗和蒸汽消耗對企業(yè)的影響比較大，如果企業(yè)有熱電裝置，收益將大大提高。

4 結(jié)語

（1）碎煤加壓氣化技術(shù)適用于無煙塊煤進(jìn)行煤氣化生產(chǎn)化工產(chǎn)品，這已經(jīng)得到實際工業(yè)化運行的檢驗。裝置運行穩(wěn)定可靠，工廠所有工藝裝置以及公用工程、輔助工程能夠滿負(fù)荷運行。

（2）不同地區(qū)的業(yè)主可以結(jié)合國家和當(dāng)?shù)氐恼?，再根?jù)產(chǎn)品的實際銷售渠道情況、運輸半徑、以及當(dāng)?shù)氐脑虾凸霉こ痰那闆r，生產(chǎn)不同的化工產(chǎn)品。

（3）在產(chǎn)品形成規(guī)模后，根據(jù)市場行情，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還可以繼續(xù)延伸，如：甲醇深度加工等，形成產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)精細(xì)化工、新材料產(chǎn)品。

[1]付長亮，張愛民.現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]趙偉.碎煤加壓氣化技術(shù)在晉煤集團(tuán)的應(yīng)用實踐初探[J].煤化工,2016,44(1):7-10.

范衛(wèi)國（1982-），山東日照人，高級工程師，研究生，工作單位：1.太原理工大學(xué),2.賽鼎工程有限公司，研究方向：項目管理、化工技術(shù)。