煤制甲醇工藝概況范文
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篇1
【關鍵詞】對二甲苯;生產工藝;主要工藝路線
【中圖分類號】 TQ013.1【文獻標識碼】 A【文章編號】1672-5158(2013)07-0045-02
1、概述
對二甲苯(PX)是一種重要的有機化工原料,主要用它可生產精對苯二甲酸(PTA)或對苯二甲酸二甲酯(DMT),PTA或DMT再和乙二醇反應生成聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯,進一步加工紡絲生產滌綸纖維和輪胎工業用聚酯簾布,PET樹脂還可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工業元件等,除此之外,PX還用來做溶劑及生產醫藥、香料。
基本的行業產業鏈為:原油石腦油混二甲苯(MX)對二甲苯(PX)對苯二甲酸(PTA)聚脂紡織品等。
2、我國PX生產現狀和發展前景
近幾年,國內PX的生產能力保持快速穩步的增長,但由于下游以PX為原料的對苯二甲酸(PTA)產業的發展速度更為迅猛,所以國內PX的需求量一直攀升,進口量逐年上升。據統計,我國聚酯產能已由2000年的594. 5萬噸/年增加到2010年的2900萬噸/年,受聚酯行業的推動,國內PTA生產能力也迅速擴張,也使得2010年的表觀消費量接近1685萬噸。PTA的巨大需求帶動了PX產業的發展。
2002年后,中國的PX工業開始步入快速發展階段,到2008年底生產能力從167.6萬噸/年增至428.1萬噸/年,年均增速達16.9%;表觀消費量則從172.4萬噸猛增至612.5萬噸,年均增速達23.53%,遠高于供應增長速度,到2015年PX的缺口預測將擴大到320萬噸,PX供應緊張的矛盾將更加突出。
3、生產對二甲苯的原料
對二甲苯的原料主要是混二甲苯(MX),混二甲苯是由對二甲苯、鄰二甲苯及間二甲苯組成,而混二甲苯過去主要來自于煉焦工業,現在主要來自石腦油的催化重整,或煉油的C6+重整生成油。其次,苯、甲苯等芳烴可以通過烷基化反應,歧化反應生成對二甲苯。
由于石油產業鏈上原料的限制,以煤炭為原料,通過煤制甲醇,甲醇制芳烴,芳烴分離提取對二甲苯,煤炭或者甲醇也將成為生產對二甲苯的原始原料之一。
4、石化工業生產對二甲苯的主要工藝路線
重整油和裂解加氫汽油中抽提一直以來是生產PX的主要工藝路線,由于PX需求量日益增長,用此工藝來生產 PX已遠不能滿足需求。當前芳烴聯合裝置的目的是增加二甲苯的產率,同時減少苯的產率。受熱力學平衡的限制,通常在二甲苯混合物中間二甲苯(MP)含量較高,而工業上需求量較大的對二甲苯(PX)含量卻較低。所以工業上常常通過甲苯歧化和烷基轉移工藝、C8芳烴異構化工藝以及甲苯選擇性歧化工藝來增產對二甲苯。
4.1芳烴抽提
4.2歧化及烷基轉移
甲苯歧化反應是指甲苯在催化劑(一般采用硅鋁催化劑)作用下,使一個甲苯分子中的甲基轉移到另一個甲苯分子上而生成一個苯分子和一個二甲苯分子,這種反應稱作歧化反應。
烷基化反應是指有機化合物分子中連在碳、氧和氮上的氫原子被烷基所取代的反應。
歧化及烷基轉移工藝是以甲苯和C9芳烴資源作為原料,通過歧化及烷基轉移反應生成高附加值的C8芳烴,這是生產對二甲苯的原料。
歧化及烷基轉移工藝最具代表性的是美國環球油品公司(UOP) 的Tatory工藝,該工藝使用絲光沸石催化劑,可為對二甲苯生產提供50%以上的C8芳烴原料。近年UOP新開發的TA-5和TA-20等歧化及烷基轉移催化劑已分別實現了工業化,與TA-4催化劑相比除具有高轉化率和高選擇性等特點外,反應進料中最多可以處理含10% 的C10芳烴,也具有很強的競爭力。
4.3苯/甲苯分離
采用精密分餾工藝分離生產合格的苯產品并為歧化及烷基轉移單元提供合格的甲苯原料。
4.4二甲苯精餾
采用精密分餾工藝分別為吸附分離單元和歧化及烷基轉移單元提供合格的C8芳烴和C9+芳烴原料。
4.5吸附分離
C8芳烴的四種同分異構體物性相似、沸點相差小,用常規的精餾方法難以分離,目前國內外工業應用最為廣泛的是吸附分離工藝,此工藝采用特定的分子篩吸附劑選擇性吸附對二甲苯,再采用專門的解吸劑將被吸附的對二甲苯脫附下來,然后經過精餾分離生產高純度的對二甲苯產品,其中模擬移動床技術的開發應用使固液相的逆向分離實現了連續穩定操作,使吸附分離工藝技術工藝具有了非常廣泛的工業應用前景。自美國UOP公司七十年代第一套吸附分離的對二甲苯裝置(PAREX)工業化以來,目前生產對二甲苯的純度可達99.9%,回收率高于97%。
4.6 C8芳烴異構化
C8芳烴異構化工藝是貧對二甲苯的C8芳烴在催化劑的作用下進行四種同分異構體間的重新平衡的工藝技術。
迄今應用最多的是UOP的Isomar工藝,主要分為兩大系列:I-9和I-100系列。I-9催化劑為乙苯異構化型,適用于最大限度生產對二甲苯,以不需注氯、工藝流程簡單以及良好的反應性能等優點取代了早期開發的I-5催化劑。I-100催化劑為乙苯脫烷基型,在二甲苯異構化的同時,將乙苯脫烷基生成苯,具有良好的活性和選擇性。近年UOP新開發的I-210( (乙苯異構化型)和I-300(乙苯脫烷基型)催化劑已經實現了工業化,與I-9和I-100相比具有高活性、高選擇性和低環損的特點。
乙苯異構化型催化劑的突出特點是將二甲苯同分異構體中乙苯轉化為對二甲苯,充分利用C8芳烴資源,最大限度地生產對二甲苯。乙苯脫烷基型催化劑的特點是將原料中的乙苯大部分脫烷基生成苯,對于新設計的裝置,乙苯異構化型催化劑與乙苯脫烷基型催化劑相比,可更充分的利用原料資源。在等量C8芳烴原料前提下,采用乙苯脫烷基型催化劑,與乙苯異構化型催化劑相比,二甲苯精餾、吸附分離和異構化單元規模可降低約20%,公用工程消耗和投資亦相應降低,但其PX產量較低;而采用乙苯異構化型催化劑,PX產量較高,而且可為裝置預留進一步擴能的空間。
5、工藝流程簡述
5.1抽提蒸餾單元
1)預分餾部分
2)抽提蒸餾部分
5.2歧化及烷基轉移單元
歧化及烷基轉移單元的目的是在催化劑的作用下將甲苯及C9+芳烴最大限度轉化為C8芳烴,提高對二甲苯產率。
5.3苯、甲苯分離單元
經歧化白土塔處理后的混合芳烴進入苯塔,苯塔頂氣經苯塔頂空冷器冷凝冷卻后全部作為回流,苯產品從上部側線抽出,苯塔底液送至甲苯塔進料。
5.4二甲苯精餾單元
二甲苯精餾單元的目的是為吸附分離單元提供合格的C8芳烴原料。
5.5吸附分離單元
吸附分離單元的目的是利用選擇性吸附劑和解吸劑將C8芳烴中的對二甲苯與其它三種異構體分離,以達到生產高純度對二甲苯的目的。
5.6 異構化單元
異構化單元的目的是在催化劑作用下,將自吸附分離單元來的貧對二甲苯的C8芳烴轉化為對二甲苯趨于平衡的C8芳烴。
6、煤/甲醇制芳烴生產對二甲苯的工藝
目前煤制芳烴還沒有得到工業示范化應用,華電集團在陜西榆林橫煤化學工業區建設一套年產10萬噸的示范裝置,已于2011年3月27日開工建設,采用清華大學具有自主知識產權的國內首創流化床甲醇制芳烴技術。
煤制芳烴生產對二甲苯的技術路線也是煤經氣化、凈化、甲醇合成,再由甲醇制芳烴、芳烴分離,主要目標產物是對二甲苯(PX)。
6.1 技術概況
本技術屬于大規模煤/甲醇下游轉化技術,目標產物是以BTX(苯、甲苯、二甲苯)為主的芳烴。以MoHZSM-5(離子交換)分子篩為催化劑,以甲醇為原料,在T=380-420℃、常壓、空速LHSV=1h-1條件下,甲醇轉化率大于99%,液相產物選擇性大于33%(甲醇質量基),氣相產物選擇性小于10%。液相產物中芳烴含量大于60%,通過分離進一步生產出精對二甲苯。
6.2主要原材料及來源
主要原材料是煤化工和天然氣化工的產品甲醇或者原料煤,經氣化、凈化合成甲醇。
6.3主要單元或設備
篇2
【關鍵詞】焦化企業;效益;調控
1焦化行業現狀
近年來隨著我國消費結構的升級和工業化、城鎮化進程的加快,激發了鋼鐵產量需求,從而帶動了焦炭行業快速發展,焦炭產能迅猛上升。由于政策導向、宏觀調控等因素影響,產能的擴張使焦炭行業產能嚴重過剩,供求關系失衡,多數焦化企業陷入經營困境,煤焦價格倒掛,產能利用率低,造成資源不合理配置和浪費。特別是比重較大且處于市場弱勢地位的獨立焦化企業,抵御市場風險能力差,面臨嚴峻生產挑戰。
2公司運行概況
我公司因原年產200萬噸焦爐焦爐生產不適應經營及環境需求,在原焦爐基礎上改建炭化室高7.63m,2×60孔復熱式單集氣管焦爐。熄焦采用250t/h干法熄焦及穩定式濕法熄焦裝置共同操作,焦爐裝煤采用裝煤車帶跨越管式除塵方式,出焦采用地面站除塵方式。系統配套有20萬噸/年焦爐氣制甲醇項目。
3運行分析及增效措施
1)結合市場情況計算量價關系,選擇合適的配煤比平衡產品產量,提高運行經濟效益。
產量變化在相應市場價格下對產值的影響:焦炭產量占產品份額大,焦炭價格的波動對產值影響最大,主要是數量因素;甲醇產量份額次之,價格適中,對產值影響較大;焦油產量比甲醇低但價格比甲醇稍高,粗苯產量最低,粗苯有明顯價格優勢,兩者對產值影響相當。隨揮發分變化產品產量增減幅度同步變化,價格因素勢必對產值結果起調節作用,作用的結果表現出產值的波動,這就需要對量價合適的分離,選擇最大值,實現效益最大化。結合上表計算結果,產值落差極值達1681元/計算單位,按200萬噸耗煤放大估算,會產生超過3300萬產值變化,單純從數據上能明顯表明其在系統經濟運行中的作用和本方法用于預控生產運行的價值。
通過適時收集市場信息結合產量估算計算產值,確定最大值并選擇關鍵因素相對值,采取預控措施,結合運行動態調整循環控制。根據各種產品在參與經濟運行所貢獻的差異確定產值的峰值,通過對其主要影響產量平衡的因素入爐煤揮發分指標:
上圖表征產值在有效入爐煤揮發分區間內當前價格下的變化趨勢,總體上呈上升趨勢,產值最大值對應30%揮發分。通過置換價格因素分析,利用產值=∑產量×價格,明確在一定的價格期間內,產值隨各種產品產量的情況,經數據統計分析產值極值,確定控制量值指導生產。焦化甲醇系統中的四種主要產品產量都和入爐煤揮發份直接相關,控制入爐煤揮發分可以有效的控制產品的產量,結合市場價格趨勢動態調節達到控制值產值最大化的目標。從焦化生產的特點來看,生產動力成本變化很微弱,另一方面從配合煤成分比例來看,煤氣產量與揮發分成正比,與變質程度呈反比。揮發分低的煤種價格要高于揮發分高的煤種,一定程度上入爐煤的成本一般隨揮發分增加而降低,成反比關系,可以達到降低入爐煤成本的作用。綜上所述,在目前焦炭市場背景下,充分利用化產品及甲醇的價格優勢,通過總產值結合各產品產量價格,估算出產值峰值,確定配合煤揮發分數值,可以最大限度挖掘生產價值,提高系統運行效益。
預算具有明確的經濟意義,但計算使用當前數值用于指導今后的生產,主要發揮預控作用,存在一定程度的滯后,實際使用中要注意適時關注價格變化趨勢動態調控。
2)強化生產控制,提高煤氣質量,進一步提高運行效益。
7.63m焦爐具有焦炭質量高、自動化水平高、裝煤量大等顯著的生產效率及環保優勢,但同時由于炭化室高度高,導致爐頂空間溫度高,引發上升管根部結石墨嚴重,化產品質量不穩定,焦油產率及輕苯產率偏低,煤氣成分也呈現一定幅度波動,煉焦熱量消耗大等缺陷。 焦爐炭化室較高對煤氣質量產生的影響,主要是煤氣成分中呈高氫,低甲烷的態勢,根據煤氣發生的機理,產生這種現象的根源在于作為煤氣中絕大部分的外行氣在焦爐中的路徑有關,生產過程中產生的大量外行氣通過半焦層和焦炭層以及焦炭與熾熱炭化室墻之間的縫隙流向炭化室頂部空間,煤氣在向焦爐頂空間流動時,爐墻高,熱解時間長,加強了受爐墻高溫作用發生二次熱解反應時間,惡化了煤氣質量。外行氣中氫、苯和甲苯多,二次分解的作用使氫含量增加和甲烷、焦油和粗苯等含量的降低,直接減少具有明顯價格優勢的焦油及粗苯產量,另外甲烷的減少和氫含量的增加導致后續工段甲醇生產氫碳比偏高,影響化學反應平衡,降低甲醇合成效率。因此,提高焦爐煤氣的質量有對提高系統運行經濟性有重要的作用。
焦爐炭化室較高加劇外行氣分解,從這個意義上來說,入爐煤宜維持較高的揮發分,可通過配煤調節或適當增加入爐煤水份利用水煤氣反應增加煤氣量,加快煤氣上升速率抑制其二次分解,降低爐頂區因高溫析炭結石墨的危害,減少炭因素損失,提升煤氣產量及質量。
3)加強管理,提高煤氣利用綜合效益。化產品回收及合成甲醇都是國內十分成熟的技術,關鍵是加強工藝及設備管理,節能降耗,提高生產效率。
4)開發新工藝路線,延伸產業鏈,提高附加值。焦爐煤氣合成甲醇存在富氫的狀況,當前作為燃料氣使用,通過層層加壓凈化后作為燃料氣使用缺乏經濟合理性,可考慮配套煤制氣補碳,或分離提取 煤氣中甲烷產品再配套煤制氣補碳項目等,充分發揮氫氣價值。
通過以上手段進行調節,可以充分利用粗苯、焦油、甲醇化學產品的價格優勢,明顯的彌補煤焦差價,使企業效益最大化,扭轉焦化企業的窘境。
篇3
關鍵詞:濮陽開發區 循環經濟 循環化改造 對策
中圖分類號:F127 文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2015)10-200-02
發展循環經濟是國家的一項重大戰略決策,是落實黨的十推進生態文明建設戰略部署的重大舉措。園區是我國經濟發展的重要支撐,也是我國發展循環經濟的重點領域。2013年10月國家發改委與財政部聯合下發了《關于同意濮陽經濟技術開發區等20個園區的循環化改造實施方案的通知》(發改辦環資〔2013〕2197號),這將進一步為濮陽開發區循環經濟發展,加快轉變經濟發展方式,提高綜合競爭力,建設資源節約型、環境友好型社會,實現持續健康發展提供不竭動力。
一、開發區概況及循環經濟產業發展情況
國家濮陽經濟技術開發區位于濮陽市城區西部,成立于1992年9月,規劃面積5平方公里,轄兩鎮一鄉四個街道辦事處,132個行政村,常駐人口21.9萬人,總控制面積232平方公里,是國家級經濟技術開發區、全國首家國家火炬計劃生物化工產業基地、國家外貿轉型升級專業化示范基地、國家循環化改造示范試點園區、國家農業科技園區、國家新型工業化(化工)產業示范基地、國家中小企業創新服務先進園區和河南省精細化工特色產業示范基地。
國家循環化改造示范試點園區,位于濮瑞路東、化工一路西、濮水河以南、晉豫魯鐵路以北及以南部分區域,規劃面積7.1平方公里,以中原大化、中原乙烯為依托,鏈式推進,創新發展。目前,園區內已形成年產70萬噸甲醇、30萬噸合成氨、32萬噸乙烯、16萬噸丙烯、100萬噸真空鹽、52萬噸尿素、25萬噸苯、15萬噸糠醇、10萬噸甲醛、5萬噸雙氧水、8.5萬噸三聚氰胺、6.5萬噸甲酸鈉、3.2萬噸N-甲基吡咯烷酮、3萬噸LED封裝材料、2萬噸超高分子量聚乙烯的生產能力。中原乙烯擁有國內最先進的煤制甲醇制烯烴工藝;中原大化已成為亞洲最大的三聚氰氨生產基地;龍宇化工擁有國內首套具有自主知識產權的航天爐煤制氣技術;邁奇化學成為亞洲最大的鋰電池原料供應商,2014年,在“新三板”掛牌上市;惠成電子成為全國最大的LED封裝材料供應商,2015年,在創業板上市;穎泰化工是國內最大的酰胺類農藥生產商,2015年,與中農發集團并購重組上市。宏業化工是全球最大的糠醇生產基地;班德路成為全國單套規模最大、連續生產萜烯樹脂的企業;沃森超高分子量聚乙烯項目以技術創新和生產規模引領行業發展,成為全國最大、河南首家超高分子量聚乙烯生產基地。當前,圍繞石油化工、煤化工、鹽化工“三化”融合鏈接發展,開發區積極推進中原乙烯擴大MTO裝置規模和投資28億元的氣化島項目建設,使烯烴生產逐步達到百萬噸級,原料氣實現充足供給,為延伸產業鏈條、發展化工新材料產業提供原料保障。
二、循環化改造思路和目標
1.總體思路。以科學發展觀為指導,抓住國家大力推進生態文明建設和支撐中原經濟區建設的重大機遇,圍繞建設全國新型工業化化工產業示范基地的總體目標,充分發揮石油、煤炭資源優勢和產業基礎優勢,著力推進土地資源節約集約利用,實現空間布局合理化;著力推進石油煤化融合發展,提高能源資源產出率;著力推進基礎設施共建共享,提升公共服務保障水平;著力推進體制機制創新,探索高效管理運行模式,全面提升開發區競爭力和可持續發展能力,把濮陽經濟技術開發區打造成為全國化工類園區循環化改造的示范園區。
2.總體目標。通過循環化改造,開發區空間布局更加合理,煤化石化融合發展的循環產業體系更加完善、產能合理配置、各類副產品和廢棄物充分利用,能源和水資源利用效率顯著提高,基礎設施和公共服務平臺更為完善,管理水平更加科學有效。初步形成適合開發區的循環化改造范式、管理模式,建成全國化工園區循環化改造示范區。
到2015年,實現開發區生產總值266億元,資源產出率由0.37萬元/噸提高到0.48萬元/噸,能源產出率由0.92萬元/噸標煤提高到1.08萬元/噸標煤,土地產出率提高到2030.53萬元/公頃,單位工業增加值能耗降低到2.31噸標煤/萬元,單位工業增加值取水量降至33.62立方米/萬元,主要污染物排放均達到國家或地方排放標準。
三、循環化改造的主要任務
循環化改造將依托開發區在“十二五”期間開展的具體工作和任務逐步進行,按照可復制、可推廣、可借鑒的要求,對循環化改造進行總體框架設計,重點從空間布局、循環經濟產業鏈構建、關鍵物質流分析、生態建設、公共基礎實施、組織管理等多方面,提出切實可行的任務,推進循環化改造。
(一)優化空間布局,促進集約化發展
針對濮陽經濟技術開發區早期建設中土地粗放式發展,土地集約利用程度不夠、產業集群效應不強、單位土地產值不高、各區域間物流效率較低等問題,遵循循環化改造的總體思路,按照“布局集中、用地集約、產業聚集”的原則,通過淘汰落后、置換搬遷、產業鏈招商等措施,鼓勵引導企業圍繞物質流和產品鏈進行合理布局,進一步提高產業集中度。
(二)優化產業鏈條,實現石化煤化融合發展
依托當地豐富的石油煤炭資源和產業優勢,重點圍繞開發區內的核心節點企業,加快石油化工、煤化工等產業鏈的延伸與改造,并加強石油化工和煤化工之間的耦合鏈接發展,構建以資源、產品、副產物及廢棄物資源化再利用為核心的特色循環經濟產業體系,實現原料投入和廢棄物排放的減量化、再利用和資源化。
(三)加強資源交換利用,提高資源利用效率
1.加強副產物和廢棄物的交換利用。通過分析開發區的物質流動,識別主要的副產物、廢棄資源的來源和數量,結合開發區發展需要和周邊市場需求,利用先進技術,對各產業副產物和廢棄資源等進行回收和資源化利用。
2.加強水循環利用和再生利用。結合開發區的水資源情況,針對用水現狀,通過完善分質供水和分級用水機制,建設中水回用系統,推廣節水技術等措施實現水資源高效利用。依托開發區濕地及中水回用建設項目,鋪設相應管網,形成合理的中水回用系統,并對雨水、微污染水等進行分流和分級綜合利用,提高水資源綜合利用率。通過上述措施,緩解開發區水資源短缺的壓力,提高水資源產出率。
(四)推進污染集中治理,提升環境承載能力
化工類項目的實施會產生一定的廢氣與廢水,火電類項目會產生一定的廢氣和廢渣,這將對周邊的環境造成不同程度的損壞。要加大力度實施污染集中治理。一方面,采用先進的生產工藝和清潔生產技術,從源頭治理和減少污染廢氣物的產生和排放;另一方面,工業布局方面配套項目的建設、運用循環經濟的理念選擇項目,減少“三廢”排放。
(五)加快基礎設施建設,提升共享水平和運行效率
1.供氣。建設開發區“原料氣系統優化”項目,使制氣專業化,實現資源共享、互惠互利,減少重復建設、重復投資,從而滿足節能、低耗的目的。同時結合甲醇制烯烴裝置,減少開發區對石油資源的依賴程度。
2.供熱。加快國電濮陽熱電有限公司2×210MW機組高、中亞抽氣供熱節能改造項目和濮陽龍豐熱電項目建設,進一步完善開發區供熱管網,加快淘汰小型燃煤鍋爐。
3.公共管廊。加快研究開發區公共管廊規劃,創新包括蒸汽、壓縮空氣、氮氣、氧氣等資源供應管理模式,提高開發區公共基礎設施共享水平和服務能力。
4.公共服務平臺。以完善網絡、加強節能環保、整合資源、實現共享為重點,建設信息服務中心、能源監測中心和環境監測預警中心組成的公共服務平臺。進一步提升開發區公共服務設施承載能力和服務水平。
(六)創新運行管理模式,探索發展長效機制
1.加強組織領導。統籌管理開發區循環化改造工作,協調推進各項目相關企業按照項目規劃,按年度及時完成工作內容和任務,積極推進循環經濟工作。制定資金使用預算,合理評估項目進展與資金使用情況。
2.建立廢物交換平臺。加強信息化建設,構筑廢物信息化交換平臺,推動企業間副產品、廢棄物交換利用。開展工業副產物及三廢現狀調查工作,掌握開發區重點生產企業副產物、三廢產生量及綜合利用的基本情況,通過構建信息平臺,實現開發區內企業生產計劃、辦公管理有效對接,加強企業間信息交換與溝通,促進資源綜合利用,有效提升企業效益,最大限度的降低環境污染。
3.整合科研技術力量。整合開發區現有技術研發力量,聯合鄭州大學等科研院所,在“河南省綠色化催化與分離技術河南省工程實驗室”的基礎上,共同建設國家綠色化工催化與分離工程技術研究中心。通過對現有實驗室的整合及改造、分析測試中心的建設、公共服務平臺的建立,有效提高中心的硬件、軟件設施條件,組織對園區的石油化工和煤化工產業發展中存在的瓶頸問題進行集中攻關,加快對綠色化工行業高新技術推廣應用,實現園區的循環化、可持續發展。
4.健全監管制度。加快建立健全統計考核和監測評價制度,制定循環經濟區改造考核辦法及統計指標體系,定期對開發區內循環產業和循環化改造的各項指標進行監測、統計、分析。
5.完善激勵措施。進一步完善落實稅收分享、用地傾斜等土地和財政政策;鼓勵循環經濟技術體系創新,加大科研投入,開發有利于發展循環經濟的新技術新工藝。圍繞化工上游產業、支撐產業等各個環節,制定開發區招商指導目錄,開展鏈式招商、補鏈招商。
6.培育專業化服務體系。引進專業節能服務公司,鼓勵開發區和企業采取合同能源管理方式推進節能技術改造;推進污水、污泥、固廢處理等基礎設施建設和運行的專業化、社會化;整合開發區物流能力,組建專業化工品物流企業,推進開發區物流業循環化改造。
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關鍵詞:水煤漿;氣化;運行;經濟性
中圖分類號:P618文獻標識碼: A
一、制備高濃度水煤漿影響因素
(一)煤質特性
煤質特性是影響水煤漿制備的首要因素。通常來價格,煤種制漿濃度會跟內在水分含量的增大進而縮減,較低的內水含量有助于制備較高濃度的煤漿。變質程度淺的煤種,其含水量較高、含氧官能團較多,制漿濃度偏低;變質程度深的煤種,其含水量偏低、含氧官能團少,制漿濃度偏高。煤的內在含水量能夠反映煤的內孔表面與親水性能,其量較低時顯示該煤的比表面積小或吸附水的能力較差。所以,制漿時煤粒上能吸附的水量較少,那么成型的水化膜就較薄,進而占用的水量相對少些,因此在水煤漿濃度同等的狀況下,固定在煤粒上的水量則就相對少些,進而造成懸浮體的自由流動相增多;換句話說,如果要水煤漿具備相同的流動性,其濃度肯定會增高。
(二)粒度級配對不同煤種制漿濃度的影響
在制漿過程中,為制備高濃度的水煤漿,那么煤粉顆粒各粒徑的含量就需有不同的配置,而大顆粒間的空隙將小顆粒所填補,進而縮減空隙所含水量,最終增強制漿濃度。水煤漿的最佳粒度配置能夠運用不同的數學模型以表述:①以煤粉的粒度配置參數進行計算煤粒子的填補空隙率,空隙率最低的粒度配置塑造的水煤漿濃度最高;②計算粒度分布指數,目前最常用的粒度分布是Rosin.Rammler函數的改進形式 R-R-B分布:R=100exp[-(d/d’)n,],R是篩孔d時的網上粒子質量,d’為粒度特性值,也就是R=36.7%時的粒徑,n為粒度分布指數。一般認為n值越小,分布越寬,填補效率就越高。但粒度分布指數不是越小越好,不管是否加入分散劑,n值均在0.7-0.8的范圍內煤漿的粘度最低。粒度級配越好,堆積率越高,煤漿濃度越高。
(三)水煤漿添加劑
目前,對水煤漿添加劑的研究要多于對粒度分布的控制,因為水煤漿添加劑的使用更具有實用意義,使用添加劑后,不僅可以提高制漿濃度,而且可以降低煤漿粘度,提高流動性。水煤漿添加劑主要是一些不同性能的表面活性劑,主要有4類:①陰離子型表面活性劑;②陽離子型表面活性劑;③非離子型表面活性劑;④高分子化合物和元機鹽。
(四)配煤技術
煤種成漿功能和煤質特點密切聯系,變質程度較淺的煤種是較難成漿煤種,較難制備高濃度水煤漿;而變質程度較深的煤種是容易成漿煤種,能制備出較高濃度的水煤漿。所以,對難成漿煤種,提高其成漿性能的方式,除在原料煤種粒度級配、制漿工藝與添加劑技術等方面進行改善外,還可以利用配入固定比例的易成漿煤種,實現完善其成漿性能的效果。而且,配煤技術的落實,還能擴展原料煤種的適用范疇,達到原料多樣化與資源的合理運用。現今國內運行的幾套水煤漿加壓氣化制合成氣配置,受原料煤質的限制,為增強生產能力、降低氣化過程中的能耗、氧耗與煤耗,而你應運用配煤技術以提高原料煤種的成漿功能,增強制漿濃度,達到水煤漿加壓氣化配置的長周期安全穩定、經濟運行。所以,利用配煤技術以增強水煤漿制漿濃度,對氣化配置經濟穩定運行與煤炭資源的合理分配起到較強的實用效果。
(五)添加助熔劑
在同等固含量前提下,水煤漿制備過程中助熔劑的加入,機會促使煤漿流動性與穩定性都有不同的完善。所以,對制漿過程來講,助熔劑的加入是不存在沒負面影響,而對成漿性還具備不同程度的完善效果。
二、工藝條件的分析
(一)工藝的概況
某能源化工有限公司的年產煤制甲醇項目能力為600kt/a,其氣化裝置的設計一共是三套,即A、C爐開和B爐備,氣化的壓力是6石MPa,這個裝置在2011年的下半年首次進行投料使用,目前運行正常。2012年的6月18日到28日期間,A、C氣化爐是處于滿負荷運行平穩,投煤漿量均為90m3/h,在相同運行時間下,A爐有效氣(co+HZ)含量明顯高于c爐,其中,cH4含量變化不大,HZ含量C爐稍高于A爐,說明影響有效氣含量主要是CO含量波動引起的。
通過對2套氣化爐10d內的主要運行數據記錄,從氣化爐溫度、氧煤比、中心氧量、燒嘴壓差、煤漿濃度、氧氣量等工藝條件對比分析,期望找到影響有效氣含量的主要原因。
(二)氧煤比及爐溫的分析
圖1為2012年6月18至6月28日A、C爐氧煤比多次記錄平均值。從圖1中可以看出,C爐氧煤比較A爐高一些,這與C爐總氧氣量高有關,但是兩爐氧煤比變化趨勢一致,這與空分系統每日提供的總氧氣量、氧氣純度有關。許多實驗研究數據表明,當氧煤比增加到一定值后,碳轉化率不再變化;隨著氧煤L匕增加,一部分碳完全氧化生成二氧化碳,使煤氣中的有效氣成分降低。
日期(2012-06)
圖1A、C爐氧煤比(多次記錄平均值)
從圖表1知c爐的cH4含量略高于A爐,但是相差不大。氣化爐內燃燒份額增加氣化溫度升高,由于煤氣化反應過程中的C與C02的反應為吸熱反應,高溫有利于反應向正方向移動,合成氣中CO含量升高。由于C爐總氧氣量大于A爐,當氧量過剩時,多余02會與合成氣中可燃成分HZ、CO、CH4反應生成coZ和HZo,所以導致co含量先增加后又減少。A爐氧煤比低,CO含量高,說明在二次
反應中參與的02量小,因此比氧耗低,氣化成本低,這是氣化裝置的最優選擇。
(三)中心氧量及燒嘴壓差對比分析
燒嘴是水煤漿氣化爐的核心設備,其功能有二:一是霧化煤漿;二是與爐體匹配形成適宜的流場。西北化工研究院多元料漿氣化技術采用“三通道預混式燒嘴”,設計中心氧氣占總氧量的巧%一20%。中心氧能提高氧氣和多元料漿的返混程度,外環氧能減輕多元料漿對爐膛內壁的沖刷磨損燒蝕,中心氧的另一個主要作用是利用其出燒嘴后與爐膛內的壓差所產生的流速,牽引燒嘴的火焰,使氣化反應區域在爐膛內實現一個理想的范疇。中心氧量不可過小,不然就無法實現對煤漿的稀釋與加速的效果。
三、水煤漿加壓氣化爐工藝燒嘴使用壽命提高的捷徑
(一)中噴頭
(1)而達到流量標準與霧化標準的基礎上,需盡量縮減預混合腔的出口流速。在顆粒流速趨向一定數值時,磨損率會顯著提高。盡可能促進預混合腔出口物料的流速比材料磨損的臨界流速低,那么其運用中噴頭的時間就會有不同程度的影響。
(2)完善表面構造功能,若是保障表面的光潔度、材料內在質量勻稱、在中噴頭內孔表面噴涂抗磨材料,達到完善其抗磨功能。需關注的是:涂層的厚度是存在一定的約束,否側就會導致脫落,而且此改進方法是具備一定的局限性。
(二)外噴頭
處理外噴頭存在問題的直接形式是有效提高材料的耐高溫腐蝕與耐熱沖擊的性能,而且在外噴頭加工完成后有效消除應力。
(1)把外噴頭的材料改成多孔陶瓷或多孔金屬,促進一些氧氣利用多孔介質直接噴入氣化爐,能保障端面的有效冷卻,避免高溫帶來的全部問題。若是可以用多孔陶瓷進行,化學腐蝕與物理磨損就有可能兼顧處理。
(2)給外噴頭的端面附加防熱保護板,保護板的材料擇用與連接形式則是需處理的重點方面。
(3)運用熱噴涂技術把特種耐熱、耐腐蝕的合金粉末噴涂在外噴頭端面,能夠具備最佳的防熱、防腐效果,巨大的延長外噴頭的運用時長。利用篩選特種合金粉末的類型與完善熱噴涂工藝,那么此種方案可以獲得使人滿意的效果。現今,此工藝方案已經進行應用,工業化運行效果很不多。
結語
綜上所述,不斷提高技術配置,有針對性的采取了有效的改進措施,延長了使用燒嘴的時間,盡可能降低了流速,引進了先進材質,合理的優化了結構,進而提高說沒見運行的經濟性。
參考文獻:
[1]本報記者賈慶格. 水煤漿氣化,搶占技術制高點[N]. 中國煤炭報,2014-04-02003.
篇5
關鍵詞:現代煤炭企業 現狀 特點 管理模式
1.概況
煤炭是我國重要的基礎能源和原料,在國民經濟中具有重要的戰略地位。隨著我國經濟社會的飛速發展,煤炭企業的管理模式也發生了根本性的轉變。由于煤炭資源的不可再生性和開采過程中造成的環保、資源浪費等問題,直接影響了煤炭產業的可持續發展。因此,探索研究煤炭企業如何在新形勢下適應社會的發展,進一步轉變發展模式,提高煤炭產業鏈及附加值,意義重大,影響深遠。
陜西旬邑縣開采侏羅紀黃隴煤田旬東耀西礦區的西段,煤層埋藏較淺,賦存穩定,近年來,該縣依托優勢資源,加快資源開發的同時,積極整合資源,強化煤電轉化,發展新型工業,不僅盤活了企業存量,擴大了生產規模,而且延長了產業鏈條,催生了一批低碳環保、綜合開發、高效利用的新型工業,有力地推動了全縣經濟又好又快發展。筆者通過近年來的基層工作實踐,認為中小煤炭企業的管理模式是直接影響其經營狀況的關鍵因素,結合目前縣域煤炭工業經濟的現狀,探索提出了“五改一提升”的現代中小煤炭企業管理發展模式,以便給我國中小煤炭企業的發展和管理提供意見或建議。
2.新形勢下現代中小煤炭企業管理模式探索
2.1改變戰略指向
2.1.1樹立節約理念,有效保護現有資源
我國是當今世界上第一產煤大國和消費大國,煤炭產量占世界的35%以上,目前可供利用的儲量約占世界煤炭儲量的11.67%,位居世界第三。根據《BP世界能源統計》,2006年全球煤炭消費比重平均水平是28%,而我國則高達69%,所以采用各種清潔、高效的方式,節約、優化利用煤炭資源是保障國家能源安全的最主要途徑。
2.1.2延長煤炭產業鏈,提高煤炭附加值
煤炭是初級產品,原煤生產利潤空間有限且非常低,由于受到煤炭賦存條件的制約,煤炭企業的煤炭產品品種相對穩定,且調整余地不大。這就要求我們必須延長產業鏈,提高附加值,走資源集約利用的路子,實現產品結構升級,同時,大力培育和扶持化工、生物制藥、新能源等新興接續產業和替代產業。
2.2改進工作流程
2.2.1創新經營管理方式,提高資源利用率
打破粗放式經營管理模式,加強信息化管理,使各種資源能綜合、集約、高效地利用,逐步形成管理制度流程化、現場操作規范化、設備管理智能化、企業經營管理的信息化的經營方式。樹立“節約發展”的意識,加快礦產資源稅費改革,加強生產管理,提高資源回收率。
2.2.2提高機械化水平,保障安全生產能力
近年來,我國已經淘汰了房柱式開采、硐式開采及部分炮工藝,從普通機械化采煤到高產高效集約化采煤過度,利用現代加工、智能控制技術和工況監控技術,研究開發大功率、高可靠性的采煤裝備。在先進采煤裝備、全新煤礦設計理念支持下,我國煤炭開采技術日益成熟,一批大型、特大型煤礦相繼建成,煤礦機械化水平顯著提高,進一步提升了煤礦安全生產保障能力。
2.2.3推行流程化管理,實現礦井本質安全
煤礦企業的流程化管理是以安全生產流程為核心,重新設計企業內部的組織結構、運作方式和行為準則,使各單位、各部門協調統一,形成完整的工作流程,強調數字化、精確性、準確性,通過對數據的分析研究,確定具體操作,確保煤礦的本質安全。
2.3改革經營策略
2.3.1創新經營理念,發展新型煤化工產品
雖然科學合理開發、高效加工轉化和最大限度地利用煤炭資源是一項長期而艱巨的任務,作為石油的替代品,煤化工產品已經越來越受到行業和資本市場的青睞。目前,我國煉焦、煤氣化制合成氨、甲醇等煤化工業呈現快速發展態勢,煤炭液化、甲醇制烯烴、煤化工聯產等新型煤化工技術研究與工業化正在快速發展。
2.3.2推廣精細化管理,規范企業工作流程
精細化管理既是一種現代管理思想,又是一種有效的管理方法,其管理的內涵是:精確定位、合理分工、細化責任、量化考核。“精確定位”就是指對每個部門、崗位的職責都要定位準確;“合理分工”是指細分工作職責和辦事程序;“細化目標”是指通過對各部門的責任細化;“量化考核”是指將各部門的安全目標量值化、安全責任具體化。精細化管理是轉變傳統的粗放經營管理模式,實現煤礦長治久安的有效途徑。
2.3.3突出人的需求,發揮員工主觀能動作用
“人”是經營管理中最根本的、能動的因素,通過調動和發揮人的主觀能動性去實現人、物及環境的最佳結合。
美國心理學家亞伯拉罕?馬斯洛的“五種需求層次”理論可知人在不同時期表現出來的各種需求的迫切程度是不一樣的,人的最迫切的需求才是激勵人行動的主要原因和動力,在高層次的需求充分出現之前,低層次的需求必須得到滿足。所以,在煤礦企業管理中,要針對不同層次需求的員工要有不同的激勵手段,對每一員工做出合適的安排,并逐步滿足員工的自尊和自我實現的需求。
2.3.4遵循“集約化”理念,降低生產管理成本
煤礦發展的“集約化”就是要求生產要素的相對集中,經營集團化、生產規模化、裝備機械化、安全本質化、生產高效化、建設綠色化、礦區和諧化、經濟循環化和發展持續化的現代煤炭企業發展模式,運用現代管理與技術,充分發揮人力資源的積極效應,從而達到降低成本的經營管理理念。
2.4改善人力技術
2.4.1結合企業實際,健全人才引進機制
現代企業的競爭說到底就是人才的競爭。現代煤炭企業一定要認識到科學技術就是生產力,要堅持“人才強企”戰略,把人才作為企業的黃金資本,通過建立健全人才引進培養機制,形成廣納群賢、人盡其才、競爭擇優的用人局面,將人力資源轉化成為人才優勢,為企業的科學發展創造條件。
2.4.2加大培訓力度,提高隊伍整體素質
一是建立人才培養機制,培育專業化人才隊伍。二是建立崗位輪換交流機制,搭建人才成長平臺。三是創新培訓形式,變招工型為招生型企業、開展各種形式的培訓和技術比武,在實戰中提升綜合管理水平。
2.4.3建設管理團隊,凝聚企業發展合力
打造高效能的管理團隊,首先,要有一個卓越的領導。出色的領導往往具有超凡的領導能力和號召力,從而在團隊中形成一種向心力和凝聚力,使團隊優勢得以發揮。其次,確定團隊共同的目標。第三,建立有效的溝通交流機制。第四,引入良性競爭機制。最后,制訂行之有效的規章制度,以約束每個成員的行為,保護每個成員的利益。
2.5改造環境倫理
2.5.1突出環境治理,強化企業環境責任
煤炭企業實現與自然和諧相處,堅持節約發展,建設資源節約型、環境友好型企業,抓好矸石山的科學規范治理,綠化復墾,積極推廣采用清潔生產工藝,讓煤炭企業真正擔負起環境保護的職責。
2.5.2健全保障體系,強化企業社會責任
煤炭企業的社會責任是指煤炭企業在經營發展過程中應當履行的社會職責與義務,主要包括安全生產、產品質量、環境保護、資源節約,促進就業,員工權益的保護等。煤炭企業在生產經營中必須嚴格遵守國家法律、法規及其他規范性文件,堅決遏制煤礦安全事故的發生,從而履行好煤礦企業安全生產的社會責任。
2.5.3弘揚儒商文化,強化企業人本思想
“以人為本”的管理理念,來源于“仁者愛人”的儒家思想,儒商文化是加強企業管理和文化建設的重要手段,是把利益與倫理、理性與情感等有機結合起來進行管理的方式,是一種更合乎人性,也更為有效的方式,它更能有效地調動員工的積極性,創造更高的經濟效益。
2.6全面提升科學、生態、可持續發展的質量標準化水平
2.6.1注重規劃編制,樹立長遠發展戰略
加強煤炭開發的長遠規劃工作,強化煤炭工業中長期發展規劃、合理開采、利用好、保護好煤炭資源,形成有利于節約資源和環保的煤炭開采秩序,真正做到有計劃開采、高效益開發、高比例轉化。
2.6.2積極整合資源,做強做大煤炭產業
做強做大煤炭產業,加快資源整合力度,建設大型企業集團和多元化經營為特征的集約化優勢企業,并加快由勞動密集型向技術密集型轉變,實現從單一產煤向煤化工及高附加值產業轉變的可持續發展的戰略目標。
2.6.3加快技術引進,筑牢煤礦安全基礎
改變傳統的設計思維模式,更新設計理念,淘汰落后的生產工藝,實現從傳統的機械化開采向高產高效集約化采煤過渡,進一步優化設計方案,推廣煤炭地下氣化開采技術,建設無人化開采的本質安全型礦井。
2.6.4加強環境治理,改善礦區生態環境
煤炭企業實現與自然和諧相處,一要堅持節約發展、清潔發展,建設資源節約型、環境友好型企業。二要按照“誰污染、誰治理”的原則,加大環保投資力度。三要積極推進利用煤矸石、礦井水、煤泥、粉煤灰的再利用技術,大力發展煤炭循環經濟。四要抓好污水技術改造工程,較少污染物的排放。真正實現傳統能源經濟向循環經濟轉變、由單一的煤炭產業向多元化產業轉變、由粗放式經營向集約化經營轉變。
2.6.5提高福利待遇,增進企業員工福祉
堅持“以人為本”,樹立員工生命安全至上的理念,為員工謀福祉。關心員工疾苦,加強職業病的防治;健全和完善員工各種保險制度,維護員工的合法權益;建立員工收入增長的長效機制,將追求企業效益、社會效益、職工福利的有機結合作為煤炭企業的終極目標。
2.6.6強化資源再利用,保障煤礦安全發展
對能源枯竭礦井殘留資源再利用,當前最為經濟環保成熟的技術是煤炭氣化技術,即將處于地下的煤炭進行有控制地燃燒氣化,通過對煤的熱作用及化學作用,產生可以利用的氣體能源,變物理開采為化學開采。這不僅較少了污染環境,而且大大減少了礦難和煤礦工人的職業病,真正推進煤炭向清潔能源轉化,實現綠色轉型、低碳運營的目標。
2.6.7搶抓戰略機遇,打造新型能源航母
“十二五”期間,國家將繼續加大對中小煤炭企業的整合關閉力度,引導大型企業實施兼并重組,切實提高能源的集約化利用水平。這對各中小煤炭企業來講,既是壓力,更是動力,既是機遇,更是挑戰。只有搶抓戰略機遇,徹底打破傳統,更新管理理念,積極借鑒并靈活運用“五改一提升”的新型企業發展模式,加大煤炭資源整合力度,堅持走集約化、規模化、機械化、程控化、生態化、可持續發展的新路子,才能擴大企業規模,壯大企業實力,真正形成以煤為基、多業并舉的新型能源產業,實現多元化經營,打造永不衰退的能源航母。
3.總結
目前,我國雖然是采煤大國但還不是采煤強國,煤炭企業要認清煤炭行業發展的方向,及時改變現代煤炭企業管理模式,才能走出以煤為主,多業并舉,清潔環保,可持續發展,生態循環及對社會負責任的現代化企業管理模式,才能為建設我國經濟又好又快發展奠定良好的基礎。