Shell煤气化技术是目前国际上最先进的洁净煤气化技术之一,具有煤种适应性广、单系列能力大、气化温度高、运转周期长、环境效益好等显著特点。近年来,Shell大力开拓中国市场,并开始用于化工生产。从2001年6月在国内签订第一个技术转让协议开始,10年来已陆续与国内17家企业签订了19份技术转让协议。在全世界已经签订的26份煤气化技术许可合同中,中国市场所占份额超过了三分之二。
从2006年至今,国内建成了多套合成氨、甲醇、氢气生产装置,主要用在大型化肥企业进行氮肥原料及动力结构调整改造中,以及煤制甲醇和煤制油项目中。其中云天化和永城煤电两家企业是在引进Shell煤气化装置顺利投产的情况下,再次签订技术转让协议,显示出了该技术在国内良好的发展势头。国内目前已签约引进的19套SCGP装置共23台气化炉,其中9套装置10台气化炉用于生产合成氨,9套装置11台气化炉用于生产甲醇,1套装置2台气化炉用于生产氢气。
虽然采用Shell煤气化技术生产的合成气使用灵活性高,但在国外主要是用在发电上,用于作为生产合成氨、甲醇的原料还没有先例,其工艺流程和一些操作数据都是根据发电流程得到的,并不完全适合于氢、氨、醇的生产,特别是目前国内Shell煤气化装置的引进主要是用于制合成氨和甲醇的原料气,在这方面国外也没有成熟的经验可供借鉴。在设备制造、流程配置、施工管理、投料试车到操作运行等方面,都要有一个逐步消化吸收和认识掌握的过程,有待于相关企业在今后的生产实践中逐步完善和改进。
国内已投产的或在建的制合成氨、制甲醇、制氢的Shell煤气化装置都是投入工业化运行的世界第一套装置,由于没有国外成功的经验可供借鉴,因此装置的设计、建设、开车和运行就是一个对引进技术的不断探索、认识、掌握和提高的过程。随着装置运行所出现的问题已经或正在得到解决,以及生产操作经验逐渐积累,Shell煤气化装置满负荷达标、连续长周期平稳运行的目标将很快实现。目前Shell与惠生公司合作建设下行水激冷流程的工业示范装置,上行水激冷和下行水激冷流程简化,投资降低,更适用于化工生产,使Shell煤气化技术在煤制合成氨、甲醇、煤化工和燃煤发电等领域具有良好的发展前景。
Shell煤气化装置在运行中也出现了一些故障,造成了系统停车处理。Shell在对煤气化技术迄今为止出现过的问题进行分析总结后发现,其中三分之二的问题并非出自技术本身,而是由于投炉煤种变化较大、用户自行改装设备以及工艺操作不当等原因所致。至于剩下三分之一的问题,可以通过技术创新升级来解决。截止到2011年3月底,19家国内企业引进的23台气化炉已有18台投用,包括大唐国际发电股份有限公司在内蒙古多伦甲醇制烯烃(MTP)的2台世界最大的六烧嘴处理褐煤的气化炉, 最好的装置实现了连续两年每年单台运行累计达到330天, 多套装置已完成了性能考核。随着生产运行的稳定及操作经验的增加,2009年装置年总运转率已从2008年的77%提高到91%。
广西柳州化工股份有限公司Shell煤气化装置从2006年9月开车以来,年累计运行时间逐年增加,2007年为221天,2008年为285天,2009年为3305天,达到了设计的年操作时间330天的要求,成为国内同类型装置中累计年运行时间最长的装置。湖北宜化双环化工集团有限公司在2007、2008和2009年累计运行时间分别为303天、295天和300天。截至2010年12月10日,河南永煤龙宇煤化工公司的Shell气化炉安全稳定运行突破100天,创国内同类技术、同种规模单系列装置运行最好纪录。2011年3月31日,中国石化巴陵石化岳阳中石化壳牌煤气化有限(JV)公司煤气化装置实现B级连运113天(B级连运即装置在24小时之内检修消缺后恢复开车运行),刷新自2006年12月投产以来的周期运行最长时间纪录,创中石化同类煤气化装置运行周期最好成绩。
近年来,国内已投产的Shell煤气化装置不仅工艺操作方面日趋完善,同时还加强了对引进技术的消化吸收和工艺技术的再创新工作。工艺技术创新主要是对装置现有工艺的完善和操作的改进,包括气化炉炉温控制、排渣控制、煤输送、双系统捞渣等方面的技术创新。在设备供应方面,Shell煤气化技术的本土化及关键设备国产化目前已取得实质性进展,装置国产化率逐步提高,目前按费用估算已可达98%,特别是气化炉内件国产化可以缩短交货期1—2个月,投资降低20%左右。目前新建用户大多用于MTO, MTP, SNG, CTL等大型煤化工装置的多台气化炉可以实现动态备炉,有利于下游装置的长周期安全稳定运行。
Shell煤气化技术将实现原料煤本地化改造,可大大降低企业生成成本,提高企业经济效益,其用于生产合成气的工程实践是成功的,各项主要操作指标基本达到设计要求,装置运行比较平稳,开车、停车操作灵活方便,大多数装置已能实现长周期高负荷平稳运行。Shell煤气化技术在国内的成功应用,相关各方在项目设计、采购、施工、试车、生产运行过程中积累了一定的经验,将为中国其他在建的Shell煤气化项目起到很好的借鉴作用,促进我国煤气化技术进步和发展。 |