4月23日,由陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心自主研发的万吨级粉煤热解-气化一体化技术(CCSI)在北京通过了由中国石油和化学工业联合会组织的技术鉴定。鉴定认为,该项目实现了煤炭资源利用率、转化效率和附加值的最大化,是我国能源化工行业具有变革意义的一次重大突破,标志着全球首创的万吨级粉煤热解——气化一体化技术开发成功。
延长石油碳氢利用研究中心在借鉴石油化工理念的基础上,自主开发的煤提取煤焦油与制取合成气一体化(CCSI)技术,以空气作为气化,可将粉煤一步法转化为高品质的中低温煤焦油和合成气,吨煤可产生煤焦油150千克及粗合成气约3500 Nm3。其中煤焦油收率超过15%,以煤价350元/吨计算,生产成本约为18.5美元/桶,深度转化后可转变为高附加值的精细化工产品或清洁燃料油品;合成气热值1200大卡/Nm3、有效气含量>35%,可直接作为燃煤锅炉的燃料,也可以经脱硫、除尘净化后作为燃气轮机的燃料进行发电。实现了煤炭资源利用率、转化效率和附加值的最大化,成为现代煤化工新的技术路线。
基于CCSI技术的煤基多元产业耦合产业链
该技术核心是在同一个反应器内完成煤的热解反应及半焦的气化反应,以空气与水蒸汽作为气化剂,煤粉在上端的热解区进行快速热解生成煤焦油、半焦末,半焦末返回到下端的气化区气化成合成气。由于反应器内独特的流化状态和温度梯度分布,加快热解反应产物的扩散速率、饱和不稳定自由基、减少焦油二次反应,焦油收率大幅提升;创新开发产物分离工艺和专用设备,解决热解油、气、尘的在线分离的世界性难题,将煤炭分质分级利用技术提升到更高水平。
2012年10月以来,延长石油碳氢中心经过两年小试研究,2014年又在冷态模拟试验装置上开车试验 38 次。2015年8月,万吨级CCSI技术工业试验装置在陕西兴平建成中交,该中心先后进行了5次投煤试验,装置累计实现了772小时连续稳定运行,获得了大量试验数据,为产业化奠定了坚实基础。
去年年底,中国石油和化学工业联合会组织的72小时现场考核标定,结果显示煤焦油收率达17.12%(格金干馏收率158%),能源转化效率高达82. 58%,合成气有效气(CO+H2+CH4+烃类)含量分别为35.11%(采用空气气化)、47.07%(采用30%富氧气化),各项指标均达到或超过设计指标。
近日,国家能源局印发的《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》,明确将煤提取煤焦油与制取合成气一体化(CCSI)产业项目作为低阶煤分质利用的新建示范项目,通过油品、天然气、化学品和电力的联产,实现煤炭使用价值和经济价值的最大化。
2012年8月,延长石油开始CCSI技术的实验室基础研究。截至2017年3月,CCSI工业化试验装置已累计开展投料试验6次,各项指标达到或超过设计指标。目前,延长石油已经初步编制完成百万吨级CCSI工业化装置的工艺包设计,计划在榆林和关中地区建设工业化示范装置。