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预可研阶段
神华集团公司建设煤液化示范厂的想法可以追溯到1997年左右,此后至2001年以前属于预可研阶段,工作内容包括:以神华煤田有代表性的煤样开展了煤液化试验,对世界三大煤液化技术(美国HTI工艺、德国IGOR工艺和日本NEDOL工艺)进行对比,同时开展了技术调研,包括考察南非SASOL公司的煤间接液化技术。经过一系列的工作之后,2000年左右神华集团初步决定煤液化技术采用美国HTI工艺,理由是:HTI工艺油收率高,可达到60m%以上,同时HTI工艺反应器有特点,易于大型化,HTI的胶体催化剂活性较好。因此2000年8月-9月神华集团委托HTI在其3t/d中型连续试验装置上进行了上湾煤(来自神华煤田)PDU液化试验。随后,HTI公司依据PDU试验的结果编制了煤液化单元的预可研工艺包。此时的煤液化单元包括:备煤、催化剂制备、煤液化、在线加氢以及溶剂脱灰等。
2000年底,国内炼油专家在对HTI公司提交的预可研工艺包进行审查的时候指出在线加氢存在的诸多隐患,如进料中带有大量的CO、CO2、水蒸汽、沥青质以及金属等,一方面催化剂利用率大幅度降低且CO、CO2加氢将带来大量氢气的浪费,因此经济性难以站住脚;况且神华集团将建设的煤液化工程项目目前国内外无工业运转装置,存在较大风险。基于上述理由,国内炼油专家普遍认为在神华的一期工程中稳定加氢宜采用离线的技术路线。
可研阶段
如前所述,经过国内炼油专家的论证,到可研阶段即对HTI公司的工艺流程进行了调整,将在线稳定加氢改为离线加氢。根据新的流程,HTI公司修改了工艺包,并于2001年11月~2002年1月在HTI又进行了模拟工艺包设计流程的小型验证试验(30kg/d的CFU装置)。此外,为进一步降低系统风险,此时神华集团决定一期工程分两步实施,先期完成第一条生产线的建设,一期工程其余的两条生产线将待第一条生产线运转正常后再行建设。
在国家计委的主持下,于2002年3月完成了神华煤液化项目的可研审查工作,随后报国务院审批,2002年6月国务院批准了神华集团建设煤液化示范厂的申请。此时的技术方案为:煤液化单元采用HTI工艺,而其中的稳定加氢采用石油化工科学研究院的离线加氢技术。
优化方案
根据各专利商提供的工艺包,SEI于2002年9月完成了煤液化厂第一条生产线的总体设计。在审查完总体设计后,神华集团董事长叶青提出需改善煤液化厂的经济性和运行的平稳性。此时煤科院模拟HTI工艺进行的试验也很不顺利,装置运转不起来。在此背景下,神华集团上下对HTI工艺有了更多的疑议和担心,希望能对HTI工艺作进一步的优化。此时煤液化技术部舒歌平提出采用溶剂全加氢的技术方案(TOP-NEDOL流程),也就是将HTI工艺的优点与日本提出的TOP-NEDOL工艺的优点进行结合。此一方案可改善煤液化装置运行的平稳性,得到了叶青的认可。具体工艺流程可描述为:煤浆与催化剂混合后进入到煤液化反应器中,经两级反应将煤转化为轻质油品,经过高低压闪蒸处理后,经减压塔分馏出最重的组分,称作残渣(内含50%的固体颗粒物);其余的所有的煤液化全馏分油一并进入到稳定加氢装置进行处理,产物进入分馏塔分馏得到轻、中、重三个馏分,全部的重馏分和少量的中馏分混合后循环回煤液化装置配煤浆,轻馏分和大部分的中馏分则需进一步的改质。
加氢稳定工艺技术方案是在美国与Axens公司(负责煤液化的基础设计,IFP所属北美公司)讨论优化工艺方案时确定的,在Axens的一番介绍以及简单的技术经济性对比后,神华集团公司即决定在稳定加氢装置上采用IFP公司的T-STAR工艺,其特点是可在线置换催化剂,由于采用了沸腾床反应器,对进料的限制相对较宽。
兖矿煤间接液化项目的进展
2002年12月在上海组建上海兖矿能源科技研发有限公司开展煤间接液化制油技术的研究与开发。
2003年6月开发出了可供工业化、具有国内自主知识产权的煤间接液化铁基催化剂。
2003年7月兖矿5000吨/年低温费托中试装置动工,2004年3月中试装置试车成功。2004年11月,中试装置累计运行6068小时,连续平稳满负荷运行4706小时。
2007年6月,高温费托合成煤液化中试装置投料试车并达到设计负荷,为建设大型工业煤制油示范装置奠定了基础。
2008年1月,《兖矿榆林100万吨/年煤间接液化制油工业示范项目申请报告》通过国家发改委、国家能源办等领导以及专家学者的评估。 |