2023年1月5日,惠州石化二期配套制氢设施优化改造项目如期实现中间交接。
惠州石化二期配套制氢设施优化改造项目气化炉于2022年9月初完成吊装,历时120天成为2023年第一个实现中交的项目。
惠州炼化二期制氢采用美国CBI公司的E-Gas水煤浆加压气化技术,3台(2开1备)气化炉,低水气比耐硫变换,鲁奇低温甲醇洗工艺,PSA法提纯生产氢气。优化改造是增加2台多喷嘴水煤浆气化炉,1开1备运行,将现有3台E-gas炉由2开1备调整为1开1备1检修,并对配套设施进行适应性改造。
项目概况
目前全球仅有两套在运行的E-Gas煤制氢联合装置,其具有碳转化率高、热利用效率高、耗氧少等特点。与传统天然气制氢工艺相比,可降低成本20%~25%。该装置氮氧化物、二氧化硫、污水等污染物均实现了达标排放,达到行业先进水平。
E-Gas煤制氢联合装置工艺系统复杂,任何环节出现问题都会影响到系统的平稳运行,因此众多企业望而却步。自2018年起,惠州石化在没有任何煤制氢同类装置运行先例和试车经验的情况下,经过不断摸索、实践,先后攻克了余热锅炉炉管堵塞、碳回收设施故障率高、气化炉二段积灰等一系列关键核心技术,自主开发组态气化炉全过程自动化控制系统,组织开展焦过滤器反吹阀、滤芯、碳回收设施等进口设备国产化攻关,创造性地引入光纤测温技术,开发总结出余热锅炉操作法和硫磺单元低负荷操作法,实现E-Gas煤制氢联合装置在不同负荷下安全平稳运行。
惠州炼化二期E-GAS煤气化制氢装置自2018年8月投产以来,由于系统频繁堵塞,按照设计工况运行存在安全风险,气化炉只能实现1开1备1检修切换运行,供应氢气和合成气的量只能达到原设计的一半,严重影响炼油区用氢装置的长期稳定运行,并且频繁开停车导致大量水煤气直接排放至火炬,造成污染物排放量增加。
为解决上述问题,中海油惠州石化计划增加2台多喷嘴水煤浆气化炉,1开1备运行,将现有3台E-gas制氢设备由2开1备调整为1开1备1检修,并对配套设施进行适应性改造。
改造完成后,煤气化制氢装置的操作模式优化为2开2备1检修,保持氢气及合成气生产规模与原二期变更环评的设计规模一致,即年产氢气15.14万吨,合成气11.90万吨。煤气化装置设计规模不变,煤炭消耗量减少。煤气化下游相关的低温甲醇洗、酸性水汽提、硫磺回收等装置均不发生变化,进出物料和设计规模均不做改造和变动。
新建内容主要包括多喷嘴气化装置、渣水处理、污水除硬、渣棚及10kV变电所。
为充分利用新增多喷嘴气化炉水煤气的热能,配套建设热回收一套,可副产0.4MPa低压蒸汽64.0t/h,送蒸汽管网使用。E-gas气化炉变为1开1备1检修后,热回收产超高压蒸汽减少50%。
惠州石化二期现有煤制氢装置介绍
中海油惠州炼化二期煤制氢采用美国CBI公司的E-Gas水煤浆加压气化技术,生产15万吨/年氢气和11.76万吨/年羰基合成气。氢气供炼厂加氢装置使用,合成气供丁辛醇装置使用。2018年投运。根据公示的制氢设施优化改造环评信息,各工序情况如下。
气化
惠州炼化二期E-GAS煤气化制氢采用美国CBI公司的E-Gas水煤浆加压气化技术,设有3台(2开1备)气化炉,有效气规模26.4万m3/h。主要原料为神府煤。煤气化单元以煤、水和氧气为原料,通过部分氧化工艺生产合成气。合成气洗涤后,送往制氢下游单元。少量气化炉1段下部抽出的合成气在气化单元内经文丘里和环流洗涤塔洗涤后,送到抽出气预处理单元再次洗涤并冷却。
变换
采用低水气比耐硫变换工艺生产符合CO浓度要求的高氢含量合成气。包括合成气变质部分和低温热回收部分。处理原料合成气445498m3/h(湿基),主要产品为44.5×104m3/h变换气。
低温甲醇洗
采用鲁奇低温甲醇洗工艺。主要包括变换气吸收、非变换气吸收、预洗液闪蒸、硫化氢闪蒸、二氧化碳闪蒸及富甲醇液热再生部分。处理变换气424005m3/h,非变换气20995m3/h。
变压吸附
设计产氢规模为年产纯度99.9%的工业氢15.14万吨。采用PSA法提纯,以净化变换气为原料,生产高纯氢气。提纯后的尾气,经压缩机升压后送往全厂燃料气管网。包括PSA提纯、尾气压缩、净化未变换气配氢部分。
制冷
项目冷冻站采用丙烯制冷技术,为酸性气脱除单元提供冷量。设计提供冷量7400 kW。装置由丙烯压缩和丙烯冷凝冷却结成。
酸性水汽提装置
装置设计规模为80吨/时处理煤气化洗涤塔排出的酸性水汽提(系列一)和90吨/时处理工艺冷凝水、耐硫变换、低温甲醇洗来的酸性水汽提(系列二)。系列一和系列二均采用单塔低压全吹出工艺。酸性气送硫磺回收,净化水送至污水处理场,不回用。
硫磺回收
设计规模为3万吨/年,正常操作工况硫磺产量为1.2万吨/年。制硫部分采用一级热反应+两级催化转化反应的改良CLAUS工艺。尾气焚烧采用热焚烧工艺,烟气采用SCR脱硝;离子液吸收部分采用离子液脱除烟气中的二氧化硫。包括制硫、尾气焚烧、液硫脱气及装车、离子液吸收及公用工程等。
煤制氢是实现煤炭资源有效利用的重要途径,体现了安全环保、技术成熟、价格低廉的竞争优势。未来,惠州石化将继续在炼油化工领域积极倡导煤炭清洁高效利用,助力惠州市能源结构转型和绿色低碳发展。
该项目位于广东省惠州市大亚湾石化区内,惠州石化一、二期原油总加工规模为2200万吨/年,中化六建承建范围为中海油惠州石化有限公司新增气化炉项目3#标段。主要产品:汽、煤、柴油类成品油,PX化工产品及给中海壳牌供应乙烯原料。煤气化制氢装置为惠州二期工程的一部分,含E-GAS气化、耐硫变换、酸性气体脱除、制冷、变压吸附氢气提纯等单元。据悉,该项目总投资估算为 6.768亿元,其中环保投资为8345.07 万元。