大型煤制合成气技术进展

煤气化技术是洁净煤技术的重要组成部分,各种煤气化炉型和气化技术都有各自的优点和不足之处,选择适合的煤气化技术对煤化工项目至关重要。介绍了目前国内大型煤制合成气中广泛应用的Shell煤气化工艺、Texaco水煤浆气化工艺及近年来研发成功的具有自主知识产权的多元料浆加压气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术、两段式干煤粉加压气化技术和四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术的工艺特点、应用情况。这些技术将是目前和未来大型煤制合成气的技术支撑。     

以煤制合成气为原料制取几个化工产品简介

简要介绍以煤制合成气或其经分离的CO为原料可以制取光气、二甲基甲酰胺、二甲醚、甲胺、甲酸、醋酸、已二醇等重要化工产品。     

煤制合成气生产聚合级乙二醇中试开发

介绍由五环、华烁和鹤壁宝马公司共同开发的具有自主知识产权的煤制合成气生产聚合级乙二醇新技术,中试的主要内容,工艺涉及的三项关键催化剂的考核结果,以及国家有关单位的现场测试结果及鉴定意见。该技术的综合优势,以及市场前景,综合效益。     

富余合成气制20万t/a乙二醇装置运行分析

本项目采用河南能源与通辽金煤合作的羰化、加氢两步间接合成法制乙二醇工艺技术,由中国五环工程有限公司作为总体院,利用河南龙宇煤化工有限公司二期富余合成气,同时由一期调剂部分合成气,满足20万t/a乙二醇装置合成气需求。一氧化碳由原二期冷箱提供,氢气由原二期PSA提供部分,同时利用二期乙二醇装置解析气并从一期调剂部分合成气,新增PSA提氢提一氧化碳装置,满足新增20万t/a乙二醇装置需求,其它公用工程依托龙宇煤化工现有设施。原料气一氧化碳和氢气,经草酸酯法间接生产乙二醇。本项目乙二醇规模为20万t/a,副产碳酸二甲酯、醇酯混合物、轻质醇、重质醇等,同时新增PSA装置副产部分解析气返回一期利用。以经济效益为出发点,介绍了煤制乙二醇的生产工艺,装置开车后的各项运行指标,将园区的富余合成气吃干榨净,释放整个园区的产能,降低成本,带来可观的经济效益。     

中小氮肥企业煤制合成气生产工艺的选择

对中小氮肥企业的煤制合成气生产工艺进行了分析、总结，并对今后进行技改的合成气工艺选择原则提出了建议。     

煤制合成气脱砷技术及净化剂的研究开发

本文介绍了煤制合成气脱砷技术及脱砷剂的开发及工业应用结果。试验表明, TAS-02 型脱砷剂适用于高水汽比、高CO水煤气气氛的脱砷净化, 稳定性良好, 有较高的砷容和脱砷净化效果。     

GSP技术是煤制合成气(或H2)工艺的最佳选择

GSP是一种先进成熟的煤气化技术:干粉进料,水冷壁气化反应器,激冷流程,液态排渣。通过与Shell、Texaco气化技术在工艺、投资、气化指标及成本等方面的比较,可以得出:GSP工艺原料适应性广,投资省、粗煤气成本较低、工艺运行可靠,兼有Shell与Texaco的优点,是煤制合成气工艺技术的最佳选择之一。     

优化合成气净化工艺流程

介绍了煤制甲醇工艺,从整体流程考虑,着重优化低温甲醇洗流程.     

煤与KOH共热解制备富氢合成气的研究

以制备富氢合成气为目的,进行了煤与KOH共热解试验。试验在升温速率6％／min,120mL／minN2气氛下进行,采用GC—TCD测定合成气的组成,考察了碱煤比对释氢特性、合成气组成与转化率的影响。结果表明,在不同的碱煤比下,合成气中H2始终占据优势,碱煤比为2：1时,氢气产量与转化效率达到最优。     

新型流化床粉煤多元气化制合成气技术及应用

介绍了灰粘聚循环流化床粉煤气化的原理、工艺流程及工艺特点。该流化床底部设置了灰粘聚分离装置,在炉内形成中心高温区,使炉渣在中心高温区内粘聚成灰球,借助密度差异,有选择地使煤粉与灰球分离,从而降低灰渣的含碳量,提高了煤中碳的转化率。将该技术应用于合成氨生产中,每吨氨可增加综合经济效益295 14元。     

气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热

采用多相流动与传热模型耦合的数值方法,对气流床煤气化辐射废锅内多相流场与传热过程进行了数值模拟。在Euler坐标系中采用组分输运模型计算气体组分扩散过程,并通过realizable k-ε湍流模型计算炉内流场,煤渣颗粒运动轨迹在Lagrange坐标系中计算,并考虑了气固相间双向耦合。利用灰气体加权和模型与离散坐标法相结合,计算了炉内辐射传热过程,并考虑了煤渣颗粒的热辐射特性。结果表明：炉体入口存在张角约为10°的中心射流区,其流速和温度均较高,且周围存在明显回流区,回流区内部分颗粒富集;大部分颗粒直接落入渣池,且粒径越大落入渣池时温度越高;炉内温度分布除中心射流区,整体分布均匀,且随壁面灰渣厚度的增加而升高;计算结果与实验测量结果及文献值基本一致。     

煤岩分析在配煤炼焦中的应用

介绍了煤岩分析在进厂原料煤的分类、混煤辨别、优化配煤方案以及和用单种煤反射率分布图合成配合煤反射率分布直方图来预测焦炭质量等方面的应用,用于指导配煤炼焦生产,取得了明显的效果。     

Thermodynamic analysis and optimization of RWGS processes for solar syngas production from CO2

Process systems were investigated for syngas production from CO₂ and renewable energy (solar) by the reverse water‐gas shift (RWGS) and the reverse water‐gas shift chemical looping (RWGS‐CL) process. Thermodynamic analysis and optimization was performed to maximize the solar‐to‐syngas (StS) efficiency η_StS. Special emphasis was laid on product gas separation. For RWGS‐CL, maximum StS efficiencies of 14.2 and 14.4% were achieved without and with heat integration, respectively. The StS efficiency is dictated by the low overall efficiency of H₂ production. RWGS‐CL is most beneficial for the production of pure CO, where the StS efficiency is one percent point higher compared to that of the RWGS process with heat integration. Heat integration leads to significant reductions in external heat demand since most of the gas phase process heat can be integrated. The StS efficiencies for RWGS and RWGS‐CL achieve the same level as the reported values for solar thermochemical syngas production. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 15–22, 2017     

水蒸气/氧流化床两段煤气化制备低焦油合成气工艺实验

由下行床热解和提升管（或输送床）气化组合形成的流化床两段气化将煤气化反应过程解耦为煤热解和半焦气化两个反应阶段,热解产物完全进入气化反应器,利用其中的高温环境和输送的半焦催化作用分别实现焦油的热裂解与催化裂解,完成低焦油气化。利用该流化床两段气化的10 kg/h级实验室工艺实验装置,以榆林烟煤为原料、水蒸气/氧气作为气化剂,变化过量氧气系数ER、蒸汽炭比S/C、热解及气化温度等参数,研究水蒸气/氧流化床两段煤气化制备低焦油合成气的特性。结果表明,流化床两段气化系统可实现稳定运行（实验3 h以上）,在ER=0.36和S/C=0.15时,热解和气化的代表温度分别稳定在735℃和877℃,合成气的CO、CO₂、H₂、CH₄、C _n H _m 和N₂含量分别为14.33%、10.07%、18.39%、9.89%、1.82%和45.50%,相应的合成气产量达到1.8 m³/kg,低位热值8.99 MJ/m³,焦油含量0.437 g/m³,展示了制备低焦油合成气的技术特征。对于实际的长时间连续运行,更高的气化温度将使流化床两段气化具有更好的低焦油特性。     

水蒸气/氧流化床两段煤气化制备低焦油合成气工艺实验

由下行床热解和提升管（或输送床）气化组合形成的流化床两段气化将煤气化反应过程解耦为煤热解和半焦气化两个反应阶段,热解产物完全进入气化反应器,利用其中的高温环境和输送的半焦催化作用分别实现焦油的热裂解与催化裂解,完成低焦油气化。利用该流化床两段气化的10 kg/h级实验室工艺实验装置,以榆林烟煤为原料、水蒸气/氧气作为气化剂,变化过量氧气系数ER、蒸汽炭比S/C、热解及气化温度等参数,研究水蒸气/氧流化床两段煤气化制备低焦油合成气的特性。结果表明,流化床两段气化系统可实现稳定运行（实验3 h以上）,在ER=0.36和S/C=0.15时,热解和气化的代表温度分别稳定在735℃和877℃,合成气的CO、CO₂、H₂、CH₄、C _n H _m 和N₂含量分别为14.33%、10.07%、18.39%、9.89%、1.82%和45.50%,相应的合成气产量达到1.8 m³/kg,低位热值8.99 MJ/m³,焦油含量0.437 g/m³,展示了制备低焦油合成气的技术特征。对于实际的长时间连续运行,更高的气化温度将使流化床两段气化具有更好的低焦油特性。     

生物质水蒸气气化制取富氢合成气及其应用的研究进展

生物质水蒸气气化是有效的热化学转化手段,可将原材料转化为富氢合成气,气体应用更加广泛,有替代化石能源制氢的潜在价值。不同的生物质资源气化和产氢能力存在差异,物料的选择对气化制取富氢合成气至关重要,而调整气化操作参数包括反应温度、水蒸气加入量、催化剂和吸收剂等可进一步优化合成气质量,提升氢气含量。本文首先综述了不同操作条件对生物质水蒸气气化制取富氢合成气的影响。其次,介绍了生物质炭气化制取富氢合成气的研究现状,炭气化可制得高品质的富氢合成气,但过程受动力学限制,需要加入催化剂以提升炭气化速率。文中还简述了以钾盐为催化剂时的催化机理,并展望了富氢合成气的应用,包括制备高纯氢应用于燃料电池和制备合成天然气。     

合成气制乙二醇生产过程的先进控制及应用

为提升合成气制乙二醇生产过程的操作平稳性、增加反应原料转化率和产品收率,提高装置节能降耗水平,本文针对合成气制乙二醇装置的特点,基于多变量预测控制技术、动态模型辨识、软测量、在线优化技术,搭建过程生产的先进控制结构及模型,实现了对各精馏塔关键指标——温度、压力、产品质量的实时监测、预测及闭环优化控制。工业装置应用表明,先进控制实施后,合成气制乙二醇生产过程的精馏单元操作平稳性大幅提升,主要被控变量的波动标准方差降低20%以上,过程操作强度有效降低,蒸汽消耗降低3.67%。     

国内外合成气制乙二醇技术进展

简要介绍了国内外合成气制乙二醇技术的进展,煤制合成气制乙二醇符合我国资源现状,是非石油路线生产乙二醇(EG)技术发展方向。