煤制甲醇工艺概况范文
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篇1
【关键词】对二甲苯;生产工艺;主要工艺路线
【中图分类号】 TQ013.1【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158(2013)07-0045-02
1、概述
对二甲苯(PX)是一种重要的有机化工原料,主要用它可生产精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT),PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯,进一步加工纺丝生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯帘布,PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工业元件等,除此之外,PX还用来做溶剂及生产医药、香料。
基本的行业产业链为:原油石脑油混二甲苯(MX)对二甲苯(PX)对苯二甲酸(PTA)聚脂纺织品等。
2、我国PX生产现状和发展前景
近几年,国内PX的生产能力保持快速稳步的增长,但由于下游以PX为原料的对苯二甲酸(PTA)产业的发展速度更为迅猛,所以国内PX的需求量一直攀升,进口量逐年上升。据统计,我国聚酯产能已由2000年的594. 5万吨/年增加到2010年的2900万吨/年,受聚酯行业的推动,国内PTA生产能力也迅速扩张,也使得2010年的表观消费量接近1685万吨。PTA的巨大需求带动了PX产业的发展。
2002年后,中国的PX工业开始步入快速发展阶段,到2008年底生产能力从167.6万吨/年增至428.1万吨/年,年均增速达16.9%;表观消费量则从172.4万吨猛增至612.5万吨,年均增速达23.53%,远高于供应增长速度,到2015年PX的缺口预测将扩大到320万吨,PX供应紧张的矛盾将更加突出。
3、生产对二甲苯的原料
对二甲苯的原料主要是混二甲苯(MX),混二甲苯是由对二甲苯、邻二甲苯及间二甲苯组成,而混二甲苯过去主要来自于炼焦工业,现在主要来自石脑油的催化重整,或炼油的C6+重整生成油。其次,苯、甲苯等芳烃可以通过烷基化反应,歧化反应生成对二甲苯。
由于石油产业链上原料的限制,以煤炭为原料,通过煤制甲醇,甲醇制芳烃,芳烃分离提取对二甲苯,煤炭或者甲醇也将成为生产对二甲苯的原始原料之一。
4、石化工业生产对二甲苯的主要工艺路线
重整油和裂解加氢汽油中抽提一直以来是生产PX的主要工艺路线,由于PX需求量日益增长,用此工艺来生产 PX已远不能满足需求。当前芳烃联合装置的目的是增加二甲苯的产率,同时减少苯的产率。受热力学平衡的限制,通常在二甲苯混合物中间二甲苯(MP)含量较高,而工业上需求量较大的对二甲苯(PX)含量却较低。所以工业上常常通过甲苯歧化和烷基转移工艺、C8芳烃异构化工艺以及甲苯选择性歧化工艺来增产对二甲苯。
4.1芳烃抽提
4.2歧化及烷基转移
甲苯歧化反应是指甲苯在催化剂(一般采用硅铝催化剂)作用下,使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子,这种反应称作歧化反应。
烷基化反应是指有机化合物分子中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基所取代的反应。
歧化及烷基转移工艺是以甲苯和C9芳烃资源作为原料,通过歧化及烷基转移反应生成高附加值的C8芳烃,这是生产对二甲苯的原料。
歧化及烷基转移工艺最具代表性的是美国环球油品公司(UOP) 的Tatory工艺,该工艺使用丝光沸石催化剂,可为对二甲苯生产提供50%以上的C8芳烃原料。近年UOP新开发的TA-5和TA-20等歧化及烷基转移催化剂已分别实现了工业化,与TA-4催化剂相比除具有高转化率和高选择性等特点外,反应进料中最多可以处理含10% 的C10芳烃,也具有很强的竞争力。
4.3苯/甲苯分离
采用精密分馏工艺分离生产合格的苯产品并为歧化及烷基转移单元提供合格的甲苯原料。
4.4二甲苯精馏
采用精密分馏工艺分别为吸附分离单元和歧化及烷基转移单元提供合格的C8芳烃和C9+芳烃原料。
4.5吸附分离
C8芳烃的四种同分异构体物性相似、沸点相差小,用常规的精馏方法难以分离,目前国内外工业应用最为广泛的是吸附分离工艺,此工艺采用特定的分子筛吸附剂选择性吸附对二甲苯,再采用专门的解吸剂将被吸附的对二甲苯脱附下来,然后经过精馏分离生产高纯度的对二甲苯产品,其中模拟移动床技术的开发应用使固液相的逆向分离实现了连续稳定操作,使吸附分离工艺技术工艺具有了非常广泛的工业应用前景。自美国UOP公司七十年代第一套吸附分离的对二甲苯装置(PAREX)工业化以来,目前生产对二甲苯的纯度可达99.9%,回收率高于97%。
4.6 C8芳烃异构化
C8芳烃异构化工艺是贫对二甲苯的C8芳烃在催化剂的作用下进行四种同分异构体间的重新平衡的工艺技术。
迄今应用最多的是UOP的Isomar工艺,主要分为两大系列:I-9和I-100系列。I-9催化剂为乙苯异构化型,适用于最大限度生产对二甲苯,以不需注氯、工艺流程简单以及良好的反应性能等优点取代了早期开发的I-5催化剂。I-100催化剂为乙苯脱烷基型,在二甲苯异构化的同时,将乙苯脱烷基生成苯,具有良好的活性和选择性。近年UOP新开发的I-210( (乙苯异构化型)和I-300(乙苯脱烷基型)催化剂已经实现了工业化,与I-9和I-100相比具有高活性、高选择性和低环损的特点。
乙苯异构化型催化剂的突出特点是将二甲苯同分异构体中乙苯转化为对二甲苯,充分利用C8芳烃资源,最大限度地生产对二甲苯。乙苯脱烷基型催化剂的特点是将原料中的乙苯大部分脱烷基生成苯,对于新设计的装置,乙苯异构化型催化剂与乙苯脱烷基型催化剂相比,可更充分的利用原料资源。在等量C8芳烃原料前提下,采用乙苯脱烷基型催化剂,与乙苯异构化型催化剂相比,二甲苯精馏、吸附分离和异构化单元规模可降低约20%,公用工程消耗和投资亦相应降低,但其PX产量较低;而采用乙苯异构化型催化剂,PX产量较高,而且可为装置预留进一步扩能的空间。
5、工艺流程简述
5.1抽提蒸馏单元
1)预分馏部分
2)抽提蒸馏部分
5.2歧化及烷基转移单元
歧化及烷基转移单元的目的是在催化剂的作用下将甲苯及C9+芳烃最大限度转化为C8芳烃,提高对二甲苯产率。
5.3苯、甲苯分离单元
经歧化白土塔处理后的混合芳烃进入苯塔,苯塔顶气经苯塔顶空冷器冷凝冷却后全部作为回流,苯产品从上部侧线抽出,苯塔底液送至甲苯塔进料。
5.4二甲苯精馏单元
二甲苯精馏单元的目的是为吸附分离单元提供合格的C8芳烃原料。
5.5吸附分离单元
吸附分离单元的目的是利用选择性吸附剂和解吸剂将C8芳烃中的对二甲苯与其它三种异构体分离,以达到生产高纯度对二甲苯的目的。
5.6 异构化单元
异构化单元的目的是在催化剂作用下,将自吸附分离单元来的贫对二甲苯的C8芳烃转化为对二甲苯趋于平衡的C8芳烃。
6、煤/甲醇制芳烃生产对二甲苯的工艺
目前煤制芳烃还没有得到工业示范化应用,华电集团在陕西榆林横煤化学工业区建设一套年产10万吨的示范装置,已于2011年3月27日开工建设,采用清华大学具有自主知识产权的国内首创流化床甲醇制芳烃技术。
煤制芳烃生产对二甲苯的技术路线也是煤经气化、净化、甲醇合成,再由甲醇制芳烃、芳烃分离,主要目标产物是对二甲苯(PX)。
6.1 技术概况
本技术属于大规模煤/甲醇下游转化技术,目标产物是以BTX(苯、甲苯、二甲苯)为主的芳烃。以MoHZSM-5(离子交换)分子筛为催化剂,以甲醇为原料,在T=380-420℃、常压、空速LHSV=1h-1条件下,甲醇转化率大于99%,液相产物选择性大于33%(甲醇质量基),气相产物选择性小于10%。液相产物中芳烃含量大于60%,通过分离进一步生产出精对二甲苯。
6.2主要原材料及来源
主要原材料是煤化工和天然气化工的产品甲醇或者原料煤,经气化、净化合成甲醇。
6.3主要单元或设备
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【关键词】焦化企业;效益;调控
1焦化行业现状
近年来随着我国消费结构的升级和工业化、城镇化进程的加快,激发了钢铁产量需求,从而带动了焦炭行业快速发展,焦炭产能迅猛上升。由于政策导向、宏观调控等因素影响,产能的扩张使焦炭行业产能严重过剩,供求关系失衡,多数焦化企业陷入经营困境,煤焦价格倒挂,产能利用率低,造成资源不合理配置和浪费。特别是比重较大且处于市场弱势地位的独立焦化企业,抵御市场风险能力差,面临严峻生产挑战。
2公司运行概况
我公司因原年产200万吨焦炉焦炉生产不适应经营及环境需求,在原焦炉基础上改建炭化室高7.63m,2×60孔复热式单集气管焦炉。熄焦采用250t/h干法熄焦及稳定式湿法熄焦装置共同操作,焦炉装煤采用装煤车带跨越管式除尘方式,出焦采用地面站除尘方式。系统配套有20万吨/年焦炉气制甲醇项目。
3运行分析及增效措施
1)结合市场情况计算量价关系,选择合适的配煤比平衡产品产量,提高运行经济效益。
产量变化在相应市场价格下对产值的影响:焦炭产量占产品份额大,焦炭价格的波动对产值影响最大,主要是数量因素;甲醇产量份额次之,价格适中,对产值影响较大;焦油产量比甲醇低但价格比甲醇稍高,粗苯产量最低,粗苯有明显价格优势,两者对产值影响相当。随挥发分变化产品产量增减幅度同步变化,价格因素势必对产值结果起调节作用,作用的结果表现出产值的波动,这就需要对量价合适的分离,选择最大值,实现效益最大化。结合上表计算结果,产值落差极值达1681元/计算单位,按200万吨耗煤放大估算,会产生超过3300万产值变化,单纯从数据上能明显表明其在系统经济运行中的作用和本方法用于预控生产运行的价值。
通过适时收集市场信息结合产量估算计算产值,确定最大值并选择关键因素相对值,采取预控措施,结合运行动态调整循环控制。根据各种产品在参与经济运行所贡献的差异确定产值的峰值,通过对其主要影响产量平衡的因素入炉煤挥发分指标:
上图表征产值在有效入炉煤挥发分区间内当前价格下的变化趋势,总体上呈上升趋势,产值最大值对应30%挥发分。通过置换价格因素分析,利用产值=∑产量×价格,明确在一定的价格期间内,产值随各种产品产量的情况,经数据统计分析产值极值,确定控制量值指导生产。焦化甲醇系统中的四种主要产品产量都和入炉煤挥发份直接相关,控制入炉煤挥发分可以有效的控制产品的产量,结合市场价格趋势动态调节达到控制值产值最大化的目标。从焦化生产的特点来看,生产动力成本变化很微弱,另一方面从配合煤成分比例来看,煤气产量与挥发分成正比,与变质程度呈反比。挥发分低的煤种价格要高于挥发分高的煤种,一定程度上入炉煤的成本一般随挥发分增加而降低,成反比关系,可以达到降低入炉煤成本的作用。综上所述,在目前焦炭市场背景下,充分利用化产品及甲醇的价格优势,通过总产值结合各产品产量价格,估算出产值峰值,确定配合煤挥发分数值,可以最大限度挖掘生产价值,提高系统运行效益。
预算具有明确的经济意义,但计算使用当前数值用于指导今后的生产,主要发挥预控作用,存在一定程度的滞后,实际使用中要注意适时关注价格变化趋势动态调控。
2)强化生产控制,提高煤气质量,进一步提高运行效益。
7.63m焦炉具有焦炭质量高、自动化水平高、装煤量大等显著的生产效率及环保优势,但同时由于炭化室高度高,导致炉顶空间温度高,引发上升管根部结石墨严重,化产品质量不稳定,焦油产率及轻苯产率偏低,煤气成分也呈现一定幅度波动,炼焦热量消耗大等缺陷。 焦炉炭化室较高对煤气质量产生的影响,主要是煤气成分中呈高氢,低甲烷的态势,根据煤气发生的机理,产生这种现象的根源在于作为煤气中绝大部分的外行气在焦炉中的路径有关,生产过程中产生的大量外行气通过半焦层和焦炭层以及焦炭与炽热炭化室墙之间的缝隙流向炭化室顶部空间,煤气在向焦炉顶空间流动时,炉墙高,热解时间长,加强了受炉墙高温作用发生二次热解反应时间,恶化了煤气质量。外行气中氢、苯和甲苯多,二次分解的作用使氢含量增加和甲烷、焦油和粗苯等含量的降低,直接减少具有明显价格优势的焦油及粗苯产量,另外甲烷的减少和氢含量的增加导致后续工段甲醇生产氢碳比偏高,影响化学反应平衡,降低甲醇合成效率。因此,提高焦炉煤气的质量有对提高系统运行经济性有重要的作用。
焦炉炭化室较高加剧外行气分解,从这个意义上来说,入炉煤宜维持较高的挥发分,可通过配煤调节或适当增加入炉煤水份利用水煤气反应增加煤气量,加快煤气上升速率抑制其二次分解,降低炉顶区因高温析炭结石墨的危害,减少炭因素损失,提升煤气产量及质量。
3)加强管理,提高煤气利用综合效益。化产品回收及合成甲醇都是国内十分成熟的技术,关键是加强工艺及设备管理,节能降耗,提高生产效率。
4)开发新工艺路线,延伸产业链,提高附加值。焦炉煤气合成甲醇存在富氢的状况,当前作为燃料气使用,通过层层加压净化后作为燃料气使用缺乏经济合理性,可考虑配套煤制气补碳,或分离提取 煤气中甲烷产品再配套煤制气补碳项目等,充分发挥氢气价值。
通过以上手段进行调节,可以充分利用粗苯、焦油、甲醇化学产品的价格优势,明显的弥补煤焦差价,使企业效益最大化,扭转焦化企业的窘境。
篇3
关键词:濮阳开发区 循环经济 循环化改造 对策
中图分类号:F127 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2015)10-200-02
发展循环经济是国家的一项重大战略决策,是落实党的十推进生态文明建设战略部署的重大举措。园区是我国经济发展的重要支撑,也是我国发展循环经济的重点领域。2013年10月国家发改委与财政部联合下发了《关于同意濮阳经济技术开发区等20个园区的循环化改造实施方案的通知》(发改办环资〔2013〕2197号),这将进一步为濮阳开发区循环经济发展,加快转变经济发展方式,提高综合竞争力,建设资源节约型、环境友好型社会,实现持续健康发展提供不竭动力。
一、开发区概况及循环经济产业发展情况
国家濮阳经济技术开发区位于濮阳市城区西部,成立于1992年9月,规划面积5平方公里,辖两镇一乡四个街道办事处,132个行政村,常驻人口21.9万人,总控制面积232平方公里,是国家级经济技术开发区、全国首家国家火炬计划生物化工产业基地、国家外贸转型升级专业化示范基地、国家循环化改造示范试点园区、国家农业科技园区、国家新型工业化(化工)产业示范基地、国家中小企业创新服务先进园区和河南省精细化工特色产业示范基地。
国家循环化改造示范试点园区,位于濮瑞路东、化工一路西、濮水河以南、晋豫鲁铁路以北及以南部分区域,规划面积7.1平方公里,以中原大化、中原乙烯为依托,链式推进,创新发展。目前,园区内已形成年产70万吨甲醇、30万吨合成氨、32万吨乙烯、16万吨丙烯、100万吨真空盐、52万吨尿素、25万吨苯、15万吨糠醇、10万吨甲醛、5万吨双氧水、8.5万吨三聚氰胺、6.5万吨甲酸钠、3.2万吨N-甲基吡咯烷酮、3万吨LED封装材料、2万吨超高分子量聚乙烯的生产能力。中原乙烯拥有国内最先进的煤制甲醇制烯烃工艺;中原大化已成为亚洲最大的三聚氰氨生产基地;龙宇化工拥有国内首套具有自主知识产权的航天炉煤制气技术;迈奇化学成为亚洲最大的锂电池原料供应商,2014年,在“新三板”挂牌上市;惠成电子成为全国最大的LED封装材料供应商,2015年,在创业板上市;颖泰化工是国内最大的酰胺类农药生产商,2015年,与中农发集团并购重组上市。宏业化工是全球最大的糠醇生产基地;班德路成为全国单套规模最大、连续生产萜烯树脂的企业;沃森超高分子量聚乙烯项目以技术创新和生产规模引领行业发展,成为全国最大、河南首家超高分子量聚乙烯生产基地。当前,围绕石油化工、煤化工、盐化工“三化”融合链接发展,开发区积极推进中原乙烯扩大MTO装置规模和投资28亿元的气化岛项目建设,使烯烃生产逐步达到百万吨级,原料气实现充足供给,为延伸产业链条、发展化工新材料产业提供原料保障。
二、循环化改造思路和目标
1.总体思路。以科学发展观为指导,抓住国家大力推进生态文明建设和支撑中原经济区建设的重大机遇,围绕建设全国新型工业化化工产业示范基地的总体目标,充分发挥石油、煤炭资源优势和产业基础优势,着力推进土地资源节约集约利用,实现空间布局合理化;着力推进石油煤化融合发展,提高能源资源产出率;着力推进基础设施共建共享,提升公共服务保障水平;着力推进体制机制创新,探索高效管理运行模式,全面提升开发区竞争力和可持续发展能力,把濮阳经济技术开发区打造成为全国化工类园区循环化改造的示范园区。
2.总体目标。通过循环化改造,开发区空间布局更加合理,煤化石化融合发展的循环产业体系更加完善、产能合理配置、各类副产品和废弃物充分利用,能源和水资源利用效率显著提高,基础设施和公共服务平台更为完善,管理水平更加科学有效。初步形成适合开发区的循环化改造范式、管理模式,建成全国化工园区循环化改造示范区。
到2015年,实现开发区生产总值266亿元,资源产出率由0.37万元/吨提高到0.48万元/吨,能源产出率由0.92万元/吨标煤提高到1.08万元/吨标煤,土地产出率提高到2030.53万元/公顷,单位工业增加值能耗降低到2.31吨标煤/万元,单位工业增加值取水量降至33.62立方米/万元,主要污染物排放均达到国家或地方排放标准。
三、循环化改造的主要任务
循环化改造将依托开发区在“十二五”期间开展的具体工作和任务逐步进行,按照可复制、可推广、可借鉴的要求,对循环化改造进行总体框架设计,重点从空间布局、循环经济产业链构建、关键物质流分析、生态建设、公共基础实施、组织管理等多方面,提出切实可行的任务,推进循环化改造。
(一)优化空间布局,促进集约化发展
针对濮阳经济技术开发区早期建设中土地粗放式发展,土地集约利用程度不够、产业集群效应不强、单位土地产值不高、各区域间物流效率较低等问题,遵循循环化改造的总体思路,按照“布局集中、用地集约、产业聚集”的原则,通过淘汰落后、置换搬迁、产业链招商等措施,鼓励引导企业围绕物质流和产品链进行合理布局,进一步提高产业集中度。
(二)优化产业链条,实现石化煤化融合发展
依托当地丰富的石油煤炭资源和产业优势,重点围绕开发区内的核心节点企业,加快石油化工、煤化工等产业链的延伸与改造,并加强石油化工和煤化工之间的耦合链接发展,构建以资源、产品、副产物及废弃物资源化再利用为核心的特色循环经济产业体系,实现原料投入和废弃物排放的减量化、再利用和资源化。
(三)加强资源交换利用,提高资源利用效率
1.加强副产物和废弃物的交换利用。通过分析开发区的物质流动,识别主要的副产物、废弃资源的来源和数量,结合开发区发展需要和周边市场需求,利用先进技术,对各产业副产物和废弃资源等进行回收和资源化利用。
2.加强水循环利用和再生利用。结合开发区的水资源情况,针对用水现状,通过完善分质供水和分级用水机制,建设中水回用系统,推广节水技术等措施实现水资源高效利用。依托开发区湿地及中水回用建设项目,铺设相应管网,形成合理的中水回用系统,并对雨水、微污染水等进行分流和分级综合利用,提高水资源综合利用率。通过上述措施,缓解开发区水资源短缺的压力,提高水资源产出率。
(四)推进污染集中治理,提升环境承载能力
化工类项目的实施会产生一定的废气与废水,火电类项目会产生一定的废气和废渣,这将对周边的环境造成不同程度的损坏。要加大力度实施污染集中治理。一方面,采用先进的生产工艺和清洁生产技术,从源头治理和减少污染废气物的产生和排放;另一方面,工业布局方面配套项目的建设、运用循环经济的理念选择项目,减少“三废”排放。
(五)加快基础设施建设,提升共享水平和运行效率
1.供气。建设开发区“原料气系统优化”项目,使制气专业化,实现资源共享、互惠互利,减少重复建设、重复投资,从而满足节能、低耗的目的。同时结合甲醇制烯烃装置,减少开发区对石油资源的依赖程度。
2.供热。加快国电濮阳热电有限公司2×210MW机组高、中亚抽气供热节能改造项目和濮阳龙丰热电项目建设,进一步完善开发区供热管网,加快淘汰小型燃煤锅炉。
3.公共管廊。加快研究开发区公共管廊规划,创新包括蒸汽、压缩空气、氮气、氧气等资源供应管理模式,提高开发区公共基础设施共享水平和服务能力。
4.公共服务平台。以完善网络、加强节能环保、整合资源、实现共享为重点,建设信息服务中心、能源监测中心和环境监测预警中心组成的公共服务平台。进一步提升开发区公共服务设施承载能力和服务水平。
(六)创新运行管理模式,探索发展长效机制
1.加强组织领导。统筹管理开发区循环化改造工作,协调推进各项目相关企业按照项目规划,按年度及时完成工作内容和任务,积极推进循环经济工作。制定资金使用预算,合理评估项目进展与资金使用情况。
2.建立废物交换平台。加强信息化建设,构筑废物信息化交换平台,推动企业间副产品、废弃物交换利用。开展工业副产物及三废现状调查工作,掌握开发区重点生产企业副产物、三废产生量及综合利用的基本情况,通过构建信息平台,实现开发区内企业生产计划、办公管理有效对接,加强企业间信息交换与沟通,促进资源综合利用,有效提升企业效益,最大限度的降低环境污染。
3.整合科研技术力量。整合开发区现有技术研发力量,联合郑州大学等科研院所,在“河南省绿色化催化与分离技术河南省工程实验室”的基础上,共同建设国家绿色化工催化与分离工程技术研究中心。通过对现有实验室的整合及改造、分析测试中心的建设、公共服务平台的建立,有效提高中心的硬件、软件设施条件,组织对园区的石油化工和煤化工产业发展中存在的瓶颈问题进行集中攻关,加快对绿色化工行业高新技术推广应用,实现园区的循环化、可持续发展。
4.健全监管制度。加快建立健全统计考核和监测评价制度,制定循环经济区改造考核办法及统计指标体系,定期对开发区内循环产业和循环化改造的各项指标进行监测、统计、分析。
5.完善激励措施。进一步完善落实税收分享、用地倾斜等土地和财政政策;鼓励循环经济技术体系创新,加大科研投入,开发有利于发展循环经济的新技术新工艺。围绕化工上游产业、支撑产业等各个环节,制定开发区招商指导目录,开展链式招商、补链招商。
6.培育专业化服务体系。引进专业节能服务公司,鼓励开发区和企业采取合同能源管理方式推进节能技术改造;推进污水、污泥、固废处理等基础设施建设和运行的专业化、社会化;整合开发区物流能力,组建专业化工品物流企业,推进开发区物流业循环化改造。
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篇4
关键词:水煤浆;气化;运行;经济性
中图分类号:P618文献标识码: A
一、制备高浓度水煤浆影响因素
(一)煤质特性
煤质特性是影响水煤浆制备的首要因素。通常来价格,煤种制浆浓度会跟内在水分含量的增大进而缩减,较低的内水含量有助于制备较高浓度的煤浆。变质程度浅的煤种,其含水量较高、含氧官能团较多,制浆浓度偏低;变质程度深的煤种,其含水量偏低、含氧官能团少,制浆浓度偏高。煤的内在含水量能够反映煤的内孔表面与亲水性能,其量较低时显示该煤的比表面积小或吸附水的能力较差。所以,制浆时煤粒上能吸附的水量较少,那么成型的水化膜就较薄,进而占用的水量相对少些,因此在水煤浆浓度同等的状况下,固定在煤粒上的水量则就相对少些,进而造成悬浮体的自由流动相增多;换句话说,如果要水煤浆具备相同的流动性,其浓度肯定会增高。
(二)粒度级配对不同煤种制浆浓度的影响
在制浆过程中,为制备高浓度的水煤浆,那么煤粉颗粒各粒径的含量就需有不同的配置,而大颗粒间的空隙将小颗粒所填补,进而缩减空隙所含水量,最终增强制浆浓度。水煤浆的最佳粒度配置能够运用不同的数学模型以表述:①以煤粉的粒度配置参数进行计算煤粒子的填补空隙率,空隙率最低的粒度配置塑造的水煤浆浓度最高;②计算粒度分布指数,目前最常用的粒度分布是Rosin.Rammler函数的改进形式 R-R-B分布:R=100exp[-(d/d’)n,],R是筛孔d时的网上粒子质量,d’为粒度特性值,也就是R=36.7%时的粒径,n为粒度分布指数。一般认为n值越小,分布越宽,填补效率就越高。但粒度分布指数不是越小越好,不管是否加入分散剂,n值均在0.7-0.8的范围内煤浆的粘度最低。粒度级配越好,堆积率越高,煤浆浓度越高。
(三)水煤浆添加剂
目前,对水煤浆添加剂的研究要多于对粒度分布的控制,因为水煤浆添加剂的使用更具有实用意义,使用添加剂后,不仅可以提高制浆浓度,而且可以降低煤浆粘度,提高流动性。水煤浆添加剂主要是一些不同性能的表面活性剂,主要有4类:①阴离子型表面活性剂;②阳离子型表面活性剂;③非离子型表面活性剂;④高分子化合物和元机盐。
(四)配煤技术
煤种成浆功能和煤质特点密切联系,变质程度较浅的煤种是较难成浆煤种,较难制备高浓度水煤浆;而变质程度较深的煤种是容易成浆煤种,能制备出较高浓度的水煤浆。所以,对难成浆煤种,提高其成浆性能的方式,除在原料煤种粒度级配、制浆工艺与添加剂技术等方面进行改善外,还可以利用配入固定比例的易成浆煤种,实现完善其成浆性能的效果。而且,配煤技术的落实,还能扩展原料煤种的适用范畴,达到原料多样化与资源的合理运用。现今国内运行的几套水煤浆加压气化制合成气配置,受原料煤质的限制,为增强生产能力、降低气化过程中的能耗、氧耗与煤耗,而你应运用配煤技术以提高原料煤种的成浆功能,增强制浆浓度,达到水煤浆加压气化配置的长周期安全稳定、经济运行。所以,利用配煤技术以增强水煤浆制浆浓度,对气化配置经济稳定运行与煤炭资源的合理分配起到较强的实用效果。
(五)添加助熔剂
在同等固含量前提下,水煤浆制备过程中助熔剂的加入,机会促使煤浆流动性与稳定性都有不同的完善。所以,对制浆过程来讲,助熔剂的加入是不存在没负面影响,而对成浆性还具备不同程度的完善效果。
二、工艺条件的分析
(一)工艺的概况
某能源化工有限公司的年产煤制甲醇项目能力为600kt/a,其气化装置的设计一共是三套,即A、C炉开和B炉备,气化的压力是6石MPa,这个装置在2011年的下半年首次进行投料使用,目前运行正常。2012年的6月18日到28日期间,A、C气化炉是处于满负荷运行平稳,投煤浆量均为90m3/h,在相同运行时间下,A炉有效气(co+HZ)含量明显高于c炉,其中,cH4含量变化不大,HZ含量C炉稍高于A炉,说明影响有效气含量主要是CO含量波动引起的。
通过对2套气化炉10d内的主要运行数据记录,从气化炉温度、氧煤比、中心氧量、烧嘴压差、煤浆浓度、氧气量等工艺条件对比分析,期望找到影响有效气含量的主要原因。
(二)氧煤比及炉温的分析
图1为2012年6月18至6月28日A、C炉氧煤比多次记录平均值。从图1中可以看出,C炉氧煤比较A炉高一些,这与C炉总氧气量高有关,但是两炉氧煤比变化趋势一致,这与空分系统每日提供的总氧气量、氧气纯度有关。许多实验研究数据表明,当氧煤比增加到一定值后,碳转化率不再变化;随着氧煤L匕增加,一部分碳完全氧化生成二氧化碳,使煤气中的有效气成分降低。
日期(2012-06)
图1A、C炉氧煤比(多次记录平均值)
从图表1知c炉的cH4含量略高于A炉,但是相差不大。气化炉内燃烧份额增加气化温度升高,由于煤气化反应过程中的C与C02的反应为吸热反应,高温有利于反应向正方向移动,合成气中CO含量升高。由于C炉总氧气量大于A炉,当氧量过剩时,多余02会与合成气中可燃成分HZ、CO、CH4反应生成coZ和HZo,所以导致co含量先增加后又减少。A炉氧煤比低,CO含量高,说明在二次
反应中参与的02量小,因此比氧耗低,气化成本低,这是气化装置的最优选择。
(三)中心氧量及烧嘴压差对比分析
烧嘴是水煤浆气化炉的核心设备,其功能有二:一是雾化煤浆;二是与炉体匹配形成适宜的流场。西北化工研究院多元料浆气化技术采用“三通道预混式烧嘴”,设计中心氧气占总氧量的巧%一20%。中心氧能提高氧气和多元料浆的返混程度,外环氧能减轻多元料浆对炉膛内壁的冲刷磨损烧蚀,中心氧的另一个主要作用是利用其出烧嘴后与炉膛内的压差所产生的流速,牵引烧嘴的火焰,使气化反应区域在炉膛内实现一个理想的范畴。中心氧量不可过小,不然就无法实现对煤浆的稀释与加速的效果。
三、水煤浆加压气化炉工艺烧嘴使用寿命提高的捷径
(一)中喷头
(1)而达到流量标准与雾化标准的基础上,需尽量缩减预混合腔的出口流速。在颗粒流速趋向一定数值时,磨损率会显著提高。尽可能促进预混合腔出口物料的流速比材料磨损的临界流速低,那么其运用中喷头的时间就会有不同程度的影响。
(2)完善表面构造功能,若是保障表面的光洁度、材料内在质量匀称、在中喷头内孔表面喷涂抗磨材料,达到完善其抗磨功能。需关注的是:涂层的厚度是存在一定的约束,否侧就会导致脱落,而且此改进方法是具备一定的局限性。
(二)外喷头
处理外喷头存在问题的直接形式是有效提高材料的耐高温腐蚀与耐热冲击的性能,而且在外喷头加工完成后有效消除应力。
(1)把外喷头的材料改成多孔陶瓷或多孔金属,促进一些氧气利用多孔介质直接喷入气化炉,能保障端面的有效冷却,避免高温带来的全部问题。若是可以用多孔陶瓷进行,化学腐蚀与物理磨损就有可能兼顾处理。
(2)给外喷头的端面附加防热保护板,保护板的材料择用与连接形式则是需处理的重点方面。
(3)运用热喷涂技术把特种耐热、耐腐蚀的合金粉末喷涂在外喷头端面,能够具备最佳的防热、防腐效果,巨大的延长外喷头的运用时长。利用筛选特种合金粉末的类型与完善热喷涂工艺,那么此种方案可以获得使人满意的效果。现今,此工艺方案已经进行应用,工业化运行效果很不多。
结语
综上所述,不断提高技术配置,有针对性的采取了有效的改进措施,延长了使用烧嘴的时间,尽可能降低了流速,引进了先进材质,合理的优化了结构,进而提高说没见运行的经济性。
参考文献:
[1]本报记者贾庆格. 水煤浆气化,抢占技术制高点[N]. 中国煤炭报,2014-04-02003.
篇5
关键词:现代煤炭企业 现状 特点 管理模式
1.概况
煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位。随着我国经济社会的飞速发展,煤炭企业的管理模式也发生了根本性的转变。由于煤炭资源的不可再生性和开采过程中造成的环保、资源浪费等问题,直接影响了煤炭产业的可持续发展。因此,探索研究煤炭企业如何在新形势下适应社会的发展,进一步转变发展模式,提高煤炭产业链及附加值,意义重大,影响深远。
陕西旬邑县开采侏罗纪黄陇煤田旬东耀西矿区的西段,煤层埋藏较浅,赋存稳定,近年来,该县依托优势资源,加快资源开发的同时,积极整合资源,强化煤电转化,发展新型工业,不仅盘活了企业存量,扩大了生产规模,而且延长了产业链条,催生了一批低碳环保、综合开发、高效利用的新型工业,有力地推动了全县经济又好又快发展。笔者通过近年来的基层工作实践,认为中小煤炭企业的管理模式是直接影响其经营状况的关键因素,结合目前县域煤炭工业经济的现状,探索提出了“五改一提升”的现代中小煤炭企业管理发展模式,以便给我国中小煤炭企业的发展和管理提供意见或建议。
2.新形势下现代中小煤炭企业管理模式探索
2.1改变战略指向
2.1.1树立节约理念,有效保护现有资源
我国是当今世界上第一产煤大国和消费大国,煤炭产量占世界的35%以上,目前可供利用的储量约占世界煤炭储量的11.67%,位居世界第三。根据《BP世界能源统计》,2006年全球煤炭消费比重平均水平是28%,而我国则高达69%,所以采用各种清洁、高效的方式,节约、优化利用煤炭资源是保障国家能源安全的最主要途径。
2.1.2延长煤炭产业链,提高煤炭附加值
煤炭是初级产品,原煤生产利润空间有限且非常低,由于受到煤炭赋存条件的制约,煤炭企业的煤炭产品品种相对稳定,且调整余地不大。这就要求我们必须延长产业链,提高附加值,走资源集约利用的路子,实现产品结构升级,同时,大力培育和扶持化工、生物制药、新能源等新兴接续产业和替代产业。
2.2改进工作流程
2.2.1创新经营管理方式,提高资源利用率
打破粗放式经营管理模式,加强信息化管理,使各种资源能综合、集约、高效地利用,逐步形成管理制度流程化、现场操作规范化、设备管理智能化、企业经营管理的信息化的经营方式。树立“节约发展”的意识,加快矿产资源税费改革,加强生产管理,提高资源回收率。
2.2.2提高机械化水平,保障安全生产能力
近年来,我国已经淘汰了房柱式开采、硐式开采及部分炮工艺,从普通机械化采煤到高产高效集约化采煤过度,利用现代加工、智能控制技术和工况监控技术,研究开发大功率、高可靠性的采煤装备。在先进采煤装备、全新煤矿设计理念支持下,我国煤炭开采技术日益成熟,一批大型、特大型煤矿相继建成,煤矿机械化水平显著提高,进一步提升了煤矿安全生产保障能力。
2.2.3推行流程化管理,实现矿井本质安全
煤矿企业的流程化管理是以安全生产流程为核心,重新设计企业内部的组织结构、运作方式和行为准则,使各单位、各部门协调统一,形成完整的工作流程,强调数字化、精确性、准确性,通过对数据的分析研究,确定具体操作,确保煤矿的本质安全。
2.3改革经营策略
2.3.1创新经营理念,发展新型煤化工产品
虽然科学合理开发、高效加工转化和最大限度地利用煤炭资源是一项长期而艰巨的任务,作为石油的替代品,煤化工产品已经越来越受到行业和资本市场的青睐。目前,我国炼焦、煤气化制合成氨、甲醇等煤化工业呈现快速发展态势,煤炭液化、甲醇制烯烃、煤化工联产等新型煤化工技术研究与工业化正在快速发展。
2.3.2推广精细化管理,规范企业工作流程
精细化管理既是一种现代管理思想,又是一种有效的管理方法,其管理的内涵是:精确定位、合理分工、细化责任、量化考核。“精确定位”就是指对每个部门、岗位的职责都要定位准确;“合理分工”是指细分工作职责和办事程序;“细化目标”是指通过对各部门的责任细化;“量化考核”是指将各部门的安全目标量值化、安全责任具体化。精细化管理是转变传统的粗放经营管理模式,实现煤矿长治久安的有效途径。
2.3.3突出人的需求,发挥员工主观能动作用
“人”是经营管理中最根本的、能动的因素,通过调动和发挥人的主观能动性去实现人、物及环境的最佳结合。
美国心理学家亚伯拉罕・马斯洛的“五种需求层次”理论可知人在不同时期表现出来的各种需求的迫切程度是不一样的,人的最迫切的需求才是激励人行动的主要原因和动力,在高层次的需求充分出现之前,低层次的需求必须得到满足。所以,在煤矿企业管理中,要针对不同层次需求的员工要有不同的激励手段,对每一员工做出合适的安排,并逐步满足员工的自尊和自我实现的需求。
2.3.4遵循“集约化”理念,降低生产管理成本
煤矿发展的“集约化”就是要求生产要素的相对集中,经营集团化、生产规模化、装备机械化、安全本质化、生产高效化、建设绿色化、矿区和谐化、经济循环化和发展持续化的现代煤炭企业发展模式,运用现代管理与技术,充分发挥人力资源的积极效应,从而达到降低成本的经营管理理念。
2.4改善人力技术
2.4.1结合企业实际,健全人才引进机制
现代企业的竞争说到底就是人才的竞争。现代煤炭企业一定要认识到科学技术就是生产力,要坚持“人才强企”战略,把人才作为企业的黄金资本,通过建立健全人才引进培养机制,形成广纳群贤、人尽其才、竞争择优的用人局面,将人力资源转化成为人才优势,为企业的科学发展创造条件。
2.4.2加大培训力度,提高队伍整体素质
一是建立人才培养机制,培育专业化人才队伍。二是建立岗位轮换交流机制,搭建人才成长平台。三是创新培训形式,变招工型为招生型企业、开展各种形式的培训和技术比武,在实战中提升综合管理水平。
2.4.3建设管理团队,凝聚企业发展合力
打造高效能的管理团队,首先,要有一个卓越的领导。出色的领导往往具有超凡的领导能力和号召力,从而在团队中形成一种向心力和凝聚力,使团队优势得以发挥。其次,确定团队共同的目标。第三,建立有效的沟通交流机制。第四,引入良性竞争机制。最后,制订行之有效的规章制度,以约束每个成员的行为,保护每个成员的利益。
2.5改造环境伦理
2.5.1突出环境治理,强化企业环境责任
煤炭企业实现与自然和谐相处,坚持节约发展,建设资源节约型、环境友好型企业,抓好矸石山的科学规范治理,绿化复垦,积极推广采用清洁生产工艺,让煤炭企业真正担负起环境保护的职责。
2.5.2健全保障体系,强化企业社会责任
煤炭企业的社会责任是指煤炭企业在经营发展过程中应当履行的社会职责与义务,主要包括安全生产、产品质量、环境保护、资源节约,促进就业,员工权益的保护等。煤炭企业在生产经营中必须严格遵守国家法律、法规及其他规范性文件,坚决遏制煤矿安全事故的发生,从而履行好煤矿企业安全生产的社会责任。
2.5.3弘扬儒商文化,强化企业人本思想
“以人为本”的管理理念,来源于“仁者爱人”的儒家思想,儒商文化是加强企业管理和文化建设的重要手段,是把利益与伦理、理性与情感等有机结合起来进行管理的方式,是一种更合乎人性,也更为有效的方式,它更能有效地调动员工的积极性,创造更高的经济效益。
2.6全面提升科学、生态、可持续发展的质量标准化水平
2.6.1注重规划编制,树立长远发展战略
加强煤炭开发的长远规划工作,强化煤炭工业中长期发展规划、合理开采、利用好、保护好煤炭资源,形成有利于节约资源和环保的煤炭开采秩序,真正做到有计划开采、高效益开发、高比例转化。
2.6.2积极整合资源,做强做大煤炭产业
做强做大煤炭产业,加快资源整合力度,建设大型企业集团和多元化经营为特征的集约化优势企业,并加快由劳动密集型向技术密集型转变,实现从单一产煤向煤化工及高附加值产业转变的可持续发展的战略目标。
2.6.3加快技术引进,筑牢煤矿安全基础
改变传统的设计思维模式,更新设计理念,淘汰落后的生产工艺,实现从传统的机械化开采向高产高效集约化采煤过渡,进一步优化设计方案,推广煤炭地下气化开采技术,建设无人化开采的本质安全型矿井。
2.6.4加强环境治理,改善矿区生态环境
煤炭企业实现与自然和谐相处,一要坚持节约发展、清洁发展,建设资源节约型、环境友好型企业。二要按照“谁污染、谁治理”的原则,加大环保投资力度。三要积极推进利用煤矸石、矿井水、煤泥、粉煤灰的再利用技术,大力发展煤炭循环经济。四要抓好污水技术改造工程,较少污染物的排放。真正实现传统能源经济向循环经济转变、由单一的煤炭产业向多元化产业转变、由粗放式经营向集约化经营转变。
2.6.5提高福利待遇,增进企业员工福祉
坚持“以人为本”,树立员工生命安全至上的理念,为员工谋福祉。关心员工疾苦,加强职业病的防治;健全和完善员工各种保险制度,维护员工的合法权益;建立员工收入增长的长效机制,将追求企业效益、社会效益、职工福利的有机结合作为煤炭企业的终极目标。
2.6.6强化资源再利用,保障煤矿安全发展
对能源枯竭矿井残留资源再利用,当前最为经济环保成熟的技术是煤炭气化技术,即将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧气化,通过对煤的热作用及化学作用,产生可以利用的气体能源,变物理开采为化学开采。这不仅较少了污染环境,而且大大减少了矿难和煤矿工人的职业病,真正推进煤炭向清洁能源转化,实现绿色转型、低碳运营的目标。
2.6.7抢抓战略机遇,打造新型能源航母
“十二五”期间,国家将继续加大对中小煤炭企业的整合关闭力度,引导大型企业实施兼并重组,切实提高能源的集约化利用水平。这对各中小煤炭企业来讲,既是压力,更是动力,既是机遇,更是挑战。只有抢抓战略机遇,彻底打破传统,更新管理理念,积极借鉴并灵活运用“五改一提升”的新型企业发展模式,加大煤炭资源整合力度,坚持走集约化、规模化、机械化、程控化、生态化、可持续发展的新路子,才能扩大企业规模,壮大企业实力,真正形成以煤为基、多业并举的新型能源产业,实现多元化经营,打造永不衰退的能源航母。
3.总结
目前,我国虽然是采煤大国但还不是采煤强国,煤炭企业要认清煤炭行业发展的方向,及时改变现代煤炭企业管理模式,才能走出以煤为主,多业并举,清洁环保,可持续发展,生态循环及对社会负责任的现代化企业管理模式,才能为建设我国经济又好又快发展奠定良好的基础。