
SE東方爐氣化技術打造了能源化工與環保治理深度耦合的新模式。
截至2024年11月30日,鎮海基地一期2號煤焦制氫裝置(簡稱2號裝置)自首次開車以來連續安全穩定運行1108天并創造了多項行業紀錄。
2號裝置由中石化寧波工程有限公司(簡稱寧波工程)負責工藝包編制、工程設計和EPC總承包,采用日投煤2500噸級SE東方爐水煤(焦)漿氣化技術,各項技術指標達到國際領先水平,為大型石化裝置采用煤和石油焦等含碳原料制取低成本氫氣、協同處理煉化企業廢棄物提供了切實可靠的實踐樣本。
寧波工程執行董事、黨委書記鄭立軍表示,作為國內最早進行氣化技術研究和擁有工程設計綜合甲級資質的工程企業,寧波工程在氣化技術領域形成了獨特的綜合優勢,構筑了以粉煤氣化、水煤(焦)漿氣化、重質油氣化、氣態烴氣化、生物質氣化等SE東方爐系列氣化技術為龍頭,生產甲醇、天然氣、合成氨、醋酸、低碳烯烴、油品等多產品的豐富技術鏈,積極推動了清潔高效、低碳循環的“綠色企業”和“無廢工廠”建設。
變廢為寶
煉化企業的氫氣是關鍵原料之一,高硫石油焦的處理又是一大難題。如何把石油焦變成氫氣?答案是:吃進“剩油渣”,用SE東方爐氣化技術變出氫氣。
2號裝置不僅能“吃掉”高硫石油焦,還能把煉化裝置產生的難以處理的黑硫黃、乙烯焦、含油浮渣等有機廢料、廢液和廢渣制成煤焦漿,實現副產物、廢棄物資源化利用的深度融合,最終實現煉化企業多種有機副產物的共氣化協同處理。截至今年11月底,2號裝置已循環利用廢料8.37萬噸,降本減排效益顯著。
面對煉廠重質油處理難、成本高等難題,寧波工程主導開發了SE重質油氣化技術,實現了脫油瀝青和加氫未轉化油等含碳資源的高效利用,為煉化企業供應氫氣和合成氣。該技術開發了協同廢棄物處理一體化工藝燒嘴和成套技術,不僅實現了煉廠廢棄物高效資源化利用,還有效助推了煉化企業實現近零排放。國慶節前夕,鎮海基地二期3號重質油制氫裝置實現了機械竣工。
隨著“雙碳”目標持續推進,寧波工程聚焦多種原料氣化進行核心技術迭代升級,開發了一系列可再生原料氣化制綠色燃料和化學品的全流程技術。2021年,寧波工程在巴陵石化煤氣化裝置成功進行了生物質摻燒的首次工業試燒探索。2023年,寧波工程在中安聯合煤氣化裝置開展生物質摻燒工業試驗,生物質摻燒比例最高達到20%,為現有煤氣化裝置減碳開辟了新途徑。
基于良好的生物質及氣化研發基礎,近年來,寧波工程開展全生物質氣化技術研究,相繼開發了SCG生物質固定床氣化技術、SFBG生物質加壓循環流化床氣化技術和SEBG生物質加壓氣流床氣化技術,能夠適應不同種類、不同產品路線的多種應用場景,技術選擇靈活,指標先進。
強鏈延鏈
“我們充分發揮公司涉足的產業鏈長、配套完備的特色,圍繞裝置全生命周期和企業效益,站在全專業、大系統的角度,從工程實際出發,發揮基于系統工程的全流程優化作用,積極培育和發展新質生產力,聚焦強鏈、補鏈、延鏈,加快推動煤化工產業向高端化、智能化、綠色化方向發展。”寧波工程總經理韓振飛表示。
本世紀初,寧波工程著手開展氣化及碳一產業鏈技術自主開發。目前除了適用于煤、石油焦、含碳廢物、廢塑料和生物質等多原料處理的氣化技術外,還研發了S-AGR酸性氣體脫除、S-COS變換、大型甲醇合成、短流程SNG、FT合成油等產業鏈技術。其中,S-AGR酸性氣體脫除技術可顯著提高產品氫氣品質,在技術指標、裝置能耗等方面達到國際領先水平。
寧波工程牽頭開發的基于云服務的綠色低碳協同制造與創新氣化平臺,提升了煤氣化裝置信息化、智能化管理水平。以中安聯合煤氣化裝置為例,因企業煤炭來源廣泛且不確定因素大,借助于平臺的煤質氣化性能數據庫,在切換煤種或混配煤使用前企業就能預判生產操作參數的調整值,避免了因煤質頻繁切換而造成安全、環保事故和效益損失。該平臺開發與應用項目獲2024年度中國化工學會科技進步一等獎。
2023年,由寧波工程、生產企業等協同完成的大型煤氣化工藝裝置安全防控關鍵技術及應用示范項目獲2023年度中國化工學會科技進步一等獎。目前,該大型煤氣化工藝裝置安全防控關鍵技術已在多家煤化工企業得到應用,為企業創造了可觀的經濟效益。
全面開花
在我國自主研發的氣化技術中,SE東方爐系列煤氣化技術有其獨特性。
2008年,寧波工程和華東理工大學等聯合完成日投煤1000噸級SE粉煤氣化技術開發,并啟動工業應用探索。2011年,SE粉煤氣化技術列入中國石化“十條龍”科技攻關項目,正式在揚子石化開展工業化示范裝置建設,并于2014年1月一次投料成功產出合格氫氣,標志著具有中國石化自主知識產權的煤氣化技術實現了“從0到1”的突破。2019年6月,日投煤1500噸級SE粉煤氣化技術在中安煤化工項目成功應用,打破了安徽本地煤無法高效氣化的技術禁錮,實現了高熔點、高灰分煤的高效清潔轉化。2020年9月,日投煤2000噸級SE粉煤氣化技術在中科煉化煤制氫裝置成功應用。
粉煤氣化技術和水煤漿技術是我國現代煤化工的兩大經典路線。除攻克粉煤氣化技術外,寧波工程持續推進SE水煤(焦)漿氣化技術創新。2019年1月,日投煤1000噸級SE水煤(焦)漿氣化技術在鎮海煉化制氫原料結構調整改造項目中成功應用,標志著中國石化實現了粉煤氣化技術和水煤漿氣化技術比翼雙飛。
2023年11月,日投煤1500噸級SE水煤(焦)漿水冷壁氣化技術在湖南石化己內酰胺項目實現首次工業化應用,較原粉煤氣化爐能耗降幅超過20%。更重要的是,該裝置制漿全部采用己內酰胺高含鹽殘液,實現了工廠高難度、高成本處理廢液的資源化利用。
如今,SE東方爐系列煤氣化技術工業化應用呈現全面開花的新局面,形成了多種規模的標準化爐型,打造了能源化工與環保治理深度耦合的全新技術模式。未來,寧波工程將持續推動化石能源應用向“綠”而行。
責任編輯:鄭 丹
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