前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇煤化工主要工藝概述范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
[關鍵詞]煤化工;工藝;發展
中圖分類號:X784 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)41-0244-01
一、概述
我國缺油、少氣、富煤,發展煤化工能減輕對環境的污染和對石油的依賴。用煤作原料來合成氨、汽油等產品,是我國解決燃料不足的重要途徑之一。我國煤炭資源豐富,我省煤礦多、煤儲量豐富,但有煤的地方不一定就能搞好煤化工,搞煤化工應具備以下幾個基本條件:
1. 豐富、廉價的煤炭資源。一是煤炭資源豐富,二是煤炭資源價格便宜。一個煤化工項目,每年要消耗幾百萬噸煤炭,要保持煤化工企業運行幾十年,沒有幾億噸的儲量是難以滿足企業要求的。如果當地煤炭儲量不大,成份不穩定,或者灰份太高,熱值不高,就不必要去搞煤化工;如果當地雖然有煤炭資源,但煤價很高,煙煤達到400元/噸以上,山西塊煤當時到廠價達到700~800元/噸,上煤化工項目的競爭性就很弱。
2. 充足的水源。耗水量大是煤化工的特點,煤化工對水價十分敏感。要保證煤化工企業正常運行,起碼要保證大量的新鮮水供應。真正規模以上的煤化工企業,2000~3000噸/小時的用水量是必要的。同時煤化工也提倡節水,一是提高水的循環利用;二是提高水的重復使用率;三是加大冷凝水的回收率等。
3. 交通便利。煤化工企業的原料是大宗產品,運輸量大,交通運輸非常重要,最好是靠近鐵路或水運方便的地方。鐵路、水運比汽運有明顯優勢。目前鐵路運價一般為0.15元/噸公里(指國鐵);水運價格為0.1元/噸公里;而汽車價格為0.32元/噸公里。當然煤化工企業座落在煤田上,可以減少原料煤的運輸量,但產品還要運出去,如果沒有鐵路或不靠近鐵路就限制了企業的發展。
4. 有一定的環境容量。我省煤炭資源豐富,煤質相對較好,但畢竟含硫等有害元素,開發利用的環保要求自然也高。煤化工企業排污是不可避免的,不管工廠如何處理達到排放標準,仍然有三廢排放。一些地方環境容量已經飽和或已超標,發展煤化工就很難通過環保部門審批。
5. 選好煤氣化技術。煤氣化是煤化工的核心,搞好煤化工,選好煤氣化技術至關重要。目前世界煤氣化技術多種多樣,每種煤氣化方法適用的煤種各不一樣:如德士古適合于灰熔點較低的煤;恩德爐適合于較年輕的褐煤。適合哪種爐型,要因地制宜,因煤而宜。發展煤化工,煤的本地化非常重要。
二、煤化工的三層次
煤炭工業技術的工作復雜,其研究對象也眾多,但是主要的對象在技術和化工原料方面,技術主要是通過不同元素的分解或合成產生新化合物,制成新原料,以滿足化工工業的需求。由于這是一個舉世關注的話題,所以各國都致力于研究煤炭加工利用新技術,使之不斷進步,有了長足發展,而化工原料合成工藝也得到了重視,使其不斷發展,己達到一個較高的水平。三個層次是結合煤化工工藝,根據它運行流程,也就是步驟來劃分的,可以分為三個層次,從技術上說,主要是合成、加工和再加工,即首先對煤分解合成可使用的氣,再進行對合成氣加工,制成可用的氣,之后還要再次加工,就跟產品生產鏈一樣,生產、制成、打包,每個環節都不可或缺。首先,煤化工的第一個步驟就是利用氧化,把煤原料,比如水煤漿或者濕煤粉,通過與氧氣互通,在一定的溫度和壓力條件下,部分的氧化生成了合成氣,這只是初始步驟,還要通過醇類、烴類以及其他碳氧化合物的合成,這是不可少的,這兩者就構成了合成氣加工的工藝路線。這些碳氧化合物不僅可以作為商品單獨存在,還可以作為附加物,使用在產品的加工中,充當催化劑等等。甲醇下游產品也是化工行業不可少的重要原料,因為這些氣體的使用范圍廣,再加工能力強,而這些下游產品包括醋酸等。
三、對煤化工行業發展前景的展望與建議
目前,我國在煤制天然氣以及煤制烯烴以及煤炭液化等方面都取得了階段性的顯著效果。所以,煤化工行業逐漸發展成產業化、大型化以及自主化的工業產業。并且我國煤化工產業在現階段的發展目標是提高能源利用水平、增強煤化工產業的環保性。在我國“十二五”期間所建立的新項目需要充分地考慮與已經投產的示范項目做好對接,以現有的項目為基礎做好項目前期的綜合分析工作,在示范項目立項成功后使其盡快地開工建設。在煤化工產業中,煤氣化的技術是煤炭清潔高效使用的最為重要的技術之一,同時也是煤化工產業中核心的技術。就目前我國煤化工產業的發展現狀來講,需要抓住現有的發展機會,有效地提升企業的自主創新能力,開發屬于我國的煤化工生產制造的技術。在煤氣化用到的工藝方面,可以參考美國的經驗,將研究的重點放在提升氣化壓力、增加汽化爐容量、提升煤炭的轉化率等生產工藝方面。煤化工產業是資金密集型以及技術密集型的產業,發展煤化工產業需要根據自身的能力量力而為。對投資規模以及控制規模需要逐年地增加,同時需要推進工程的建設進度,有效地提升資金的使用效率。并且對于已經投產的項目需要確保其穩定地運行,并且加大力度對煤化工副產品進行開發利用,這樣可以使產業鏈得到延伸,并有效地提升產品的附加值,進而提高煤化工項目的總體經濟效益。
參考文獻
[1]錢伯章,朱建芳. 世界天然氣供應和需求預測[J].天然氣與石油,2006,24(2):44~48.
【關鍵詞】煤化工;質量管理;標準化
1.煤化工質量標準化概述
1.1質量標準化分類及定義
質量標準化是一項系統、科學的管理工作,必須圍繞企業的質量管理工作來開展。開展質量標準化工作既提高了企業的產品質量,也令企業的質量管理水平得到了全面提升。
質量標準按標準化對象可分為質量工作標準、質量管理標準、質量技術標準。質量工作標準是對質量管理工作中的責任、權利、范圍、質量要求、程序、效果、檢查方法、考核辦法所制定的標準。質量管理標準是質量管理工作中需要協調統一的管理事項所制訂的標準。質量技術標準是對質量標準化領域中需要協調統一的技術事項所制訂的標準。
1.2標準化與煤化工質量管理的關系
煤化工是以煤為原料,經過一系列的化學加工使煤轉化為氣體、液體等化工產品的過程,作為化工行業的新興產業,煤化工存在工業化時間短、企業管理成熟度不高等劣勢,通過引入質量標準化管理不但能提高產品的質量,同時也能夠提升企業的市場競爭力。因此煤化工企業開展質量管理標準化工作顯的尤為重要。
標準是產品質量的基礎。產品標準是規范企業經營行為和指導生產的技術文件,而產品質量是由標準和執行標準的狀況決定的。標準與質量如同源與流,標準是質量的依據,質量是執行標準的結果。標準化實際上是確保質量的過程,而質量管理則可理解為貫徹標準的實踐。
標準是質量的保障。一般來說,標準水平分為國際先進水平、國際水平和國內先進水平三個等級。產品質量達到國際先進水平標準的產品為優等品,達到國際水平的為一等品,達到標準要求的為合格品。也就是說,產品合格只是達到了標準規定的最低要求,不能稱為質量優的產品。所以講質量,首先得看標準水平,標準水平決定了產品質量的等級。
高標準能促進技術進步和產品質量的提高。高標準要求能夠督促和激勵企業產品的質量提高,對產品質量能起到鞭策作用。國際標準和國外先進標準是當今世界生產和科學實踐的成果,是科學技術的結晶。國際標準是世界各國共享的技術資源,積極采用國際標準實際上是一種低成本的技術引進。這就要求企業要有先進的生產工藝技術和工藝裝備來保證技術進步,提高產品質量。
2.質量標準化在煤化工行業中的應用
在煤化工行業中開展質量標準化工作一般是按照工作標準、管理標準、技術標準的層次來展開的,這三項標準都有其特定的技術內容、制定流程及要求,明確了上述要領才能使企業的質量標準化有效地開展。
2.1質量工作標準
質量工作標準所表達的內容一般是圍繞企業對質量管理的各個崗位職責的控制。即對每個崗位任職資格、崗位職責、崗位權限、檢查考核以及工作主要內容的要求。制定工作標準的重點在于“責權利一致、清楚干什么、明白怎么干、任職講資格”。工作內容其實是技術標準和管理標準的要求在該崗位的具體轉化。按照煤化工質量工作標準的業務范疇可分為標準管理崗位、檢驗質量管理崗位、實物質量管理崗位、質量改進管理崗位、質量體系管理崗位等。
工作標準內容包括:崗位職責、職責依據、工作內容、工作要求、工作權限等。工作標準應該根據管理制度、法規、實際管理情況進行制定。對每一條崗位職責及具體工作內容的描述應該條理清晰,簡潔明了,職責完整,描述簡潔準確。制定質量工作標準首先要對質量管理部門的進行職責拆分、實際工作對比明確每個崗位的崗位職責;其次是細化崗位職責,即為每項崗位職責制定具體的工作內容;最后結合企業實際工要求給出每項工作的時間、質量要求、工作權限等。
2.2質量管理標準
質量管理標準一般是圍繞企業對質量管理過程的控制,即對主要事情所建立的辦事程序的要求。重點在于強調辦事情時職責清楚和程序分明。煤化工行業的質量管理標準的制定可以企業質量管理的對象來展開。大體可分為原材料質量管理標準、產品質量管理標準、檢驗質量管理標準、質量投訴管理標準、QC質量管理標準、LIMS管理標準等。
質量管理標準內容包括:訂立該管理標準的目的和依據,需要規范的主要業務內容,關鍵名詞術語解釋,所規范業務的管理原則,管理標準適用范圍,適用人員或適用情況等。制定企業質量管理標準首先要進入的是草案編制階段,即按照管理標準的管理內容編寫標準草案,其次是草案評審階段,即組織管理標準草案的評審工作,收集評審意見,修訂草案,最后是標準階段,向主管領導提交修改結束的管理標準報批稿等待。
2.3質量技術標準
質量技術標準所表達的內容一般是圍繞企業對其生產(服務)過程的結果——產品所提出的質量要求、實驗方法、儀器設備、實驗設施方面的要求,重點在于技術要求一致。按照煤化工質量管理特點可將質量技術標準分為產品質量標準、檢驗質量標準兩大類。
質量技術標準的內容應該嚴格執行GB/T1.1要求。質量技術標準的制定要求與其所要規范對象的屬性密切相關,不同的技術標準其制定要求不盡相同。以下就以煤化工質量管理中常見的幾項技術標準為例,對質量技術標準的制定要求做簡要說明:
產品標準:內容應滿足與產品有關的法律、法規要求;滿足顧客規定的要求,包括對交付及交付后活動的要求;滿足與產品有關的強制性標準要求;滿足規定的產品用途或預期用途所必須的要求;主要規定產品性能要求,不規定產品設計要求及制造工藝要求;根據產品不同用途,可在產品標準中對質量進行分等分級,以滿足不同需要。
半成品標準:內容一般包括半成品的質量要求、試驗方法、檢驗規則、存放和搬運等;半成品若同時作為商品進入流通領域,則應制定企業產品標準并進行標準備案,同時納入產品標準子體系中。
檢驗標準:對原材料驗收標準,應根據原材料對成品質量影響情況及其總成本,慎重選擇質量特性,確定檢驗項目,制定驗收標準;對生產過程中各工序的質量指標或半成品轉入下道工序前為判定質量而制定的檢驗標準,應根據生產工藝流程中產品質量特性的重要性和檢驗復雜程度,確定被檢項目的質量特性和必要的檢(下轉第174頁)(上接第144頁)驗工作及檢驗頻次,并在檢驗標準中規定;為判定庫存產品質量而制定的檢驗標準.應根據產品標準或合同要求確定。
儀器操作規程:應規定各種檢測儀器的校準時間和檢定周期;明確檢測設備維修和必要的調整后要進行再校準;規定采取封存等措施防止校準檢定失效的調整;規定明確的標識,以識別校準狀態,防止錯誤使用;規定技術措施防止搬運、儲存和使用中對檢測設備的損害;規定當計算機軟件使用于測量、檢驗和試驗時,應確認其滿足預期用途的能力,確認應在初次使用前進行,必要時再確認。
技術標準制定流程:首先是調研階段,全面梳理企業各層面技術標準,編制質量技術標準子結構圖;其次建標階段,編制質量技術標準明細表,掌握質量技術標準采標情況,對無適用國行標、地標的項目制定建標計劃,此過程主要是針對煤化工企業原材料驗收標準、檢驗方法標準、產品標準、產品內控標準、固體包裝物標準、儀器操作規程、實驗設施等進行建標;然后是編寫階段,對項目建議進行必要的、可行性分析和充分論證,編寫標準草案(征求意見稿)及編制說明,并廣泛征求意見,組織會審或函審,對送審稿進行審查;最后根據意見對送審稿進行修改形成報批稿,對于企業內部使用的標準如原材料驗收標準、產品內控標準、儀器操作規程、實驗設施等標準不需要進行立項及可行性分析,可直接進入草案的編制。
3.現行煤化工質量標準存在的問題
3.1新工藝引進的同時伴隨著國、行標缺乏問題的產生
由于煤化工相對于其他化工行業起步較晚,其工藝大多采用國外專利,在技術標準的采標上就存在一定的困難,部分項目缺乏相對應的國家標準,各企業為了不影響工藝的運行只能通過建立企標來完善,如煤制聚甲醛項目,顧客比較關注的聚甲醛產品外觀、氣味等項目的檢測就找不到相應的國家標準,各企業制定的標準也不同,這就給顧客客觀的判斷產品質量造成了困擾。
3.2企業新建的檢測方法標準缺乏精密度的規定
對于企業自建的部分方法標準由于缺乏數據的積累,同時各個企業要想組織多家實驗室開展對比試驗本身就存在一定的困難,因此企業方法標準中大多缺乏精密度的要求。如煤氣化過程中產生的工藝氣,其中氮氣、氬氣、甲烷、一氧化碳等項目測定均采用了氣象色譜法,由于這些項目的測定方法都是新工藝引進后工藝包要求測定的項目,企業只能通過自檢方法標準來滿足工藝需求,但是對于這些新建的方法標準其精密度的規定對企業而言本身就存在一定的困難,因此在使用過程中對分析的數據的準確性也缺少了一項判定標準。
4.煤化工質量標準化的發展及思考
質量標準化是一項長期、復雜的工作,隨著國際標準化的發展,質量標準化也將逐步成為我國煤化工企業質量管理的一項重要手段,因此我國煤化工行業質量標準化發展應該以加快采用國際、國外先進標準,加快與國際標準接軌步伐為發展的主要方向,加強技術標準的制定的靈活性性,產品標準應該更加關注互換性、可靠性和壽命周期等技術要求,方法標準更加關注對測量儀器的校準、核查等質量保證要求。通過推進質量標準化工作實現產品質量的提高,逐步提升煤化工企業的市場競爭力。 [科]
【參考文獻】
[1]李天星.淺談安全質量標準化在煤化工企業開展及應用[J].中國石油和化工標準與質量,2011(05).
[2]涂興子.煤礦質量標準化的新發展[J].中國煤炭,2008(01).
關鍵詞:煤化工產業 現狀 發展遠景
一、煤化工概述
煤化工是指以煤為原料,經過化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程,并生產出各種化工產品的工業,簡稱煤化工,主要包括煤的氣化、液化、干餾以及煤焦油加工和乙炔化工等。
現代煤化工也稱新型煤化工是指以煤氣化為龍頭以一碳化工技術為基礎,合成、制取各種化工產品和燃料油等,包括煤制油.煤制烯烴,煤制二甲醚,煤制甲烷氣,煤制乙二醇等,大多屬于現有石化產品的替代品,目前尚處于發展初期。
二、我國煤化工產業的現狀
經過幾十年的努力,我國煤化工產業取得了長足發展,正逐漸從以焦炭、電石、合成氨為主的傳統煤化工向石油替代品為主的現代煤化工轉變。這有利于推動石油替代戰略的實施,保證我國的能源安全,實現能源多樣化,促進后石油時代化學工業可持續發展。
煤化工行業的發展對于緩解我國石油.天然氣等優質能源供求矛盾,促進鋼鐵等相關產業的發展發揮了重要的作用。但是,以煤為原料的煤化工行業在短短幾年內迅速升溫,全國各地擬上和新上的煤化工項目不斷增多,項目規模大小不一。我國煤化工過熱的突出表現就是“逢煤必化”。為謀求把資源優勢轉化為經濟優勢,幾乎所有煤產地甚至煤炭謫入地區都要大力發展煤化工,煤化工“大干快上”的勢頭正在不斷謀劃。其中,晉蒙寧陜疆等資源型省區甚至紛紛出臺了煤化工扶持政策,以期成為當地經濟轉型升級的重要依托。
三、我國煤化工產業發展遠景
我國是一個“缺油少氣富煤”的國家,能源結構以煤為主,在國際原油價格持續走高,原油和煤炭之間的比價逐步被拉大的情形下,利用國內相對豐富的煤炭資源,適度發展現代煤化工產業,部分替代石化產品有其合理性和必然性.煤化工產業的發展不僅關系我國化學工業發展道路,也涉及國家能源安全。要從國家整體利益出發,站在全局的高度,以戰略的眼光來審視世界化學工業的發展潮流和我國的現實,必須要以科學發展觀為指導,按可持續發展戰略的要求,探索符合中國國情的煤化工發展道路。
對傳統煤化工產業,大力推進產業結構調整,淘汰落后生產工藝,優化原料路線,以節能、降耗、減排為目標,提高工藝技術水平;同時,大力促進企業組織結構調整,通過上大壓小、產能置換等方式,優化產業布局,利用技術進步逐步解決產能過剩問題,實現傳統產業升級和發展模式轉變,提高行業整體競爭力。
現代煤化工是屬于技術密集型和投資密集型的產業,應采取最有利于提高經濟效益的建設及運行方式?,F代煤化工的發展要堅持一體化、基地化,大型化、現代化和集約化,真正轉變經濟增長方式。在新形勢下我國煤化工能否可持續發展取決于環境保護和經濟效益兩方面是否都能過關?,F代煤化工要立足于可持續發展戰略,有序推進現代煤化工先進技術示范工程建設,同時在具備煤資源、水資源、環境狀況以及交通運輸等條件的地區,適當合理布局以
煤氣化為基礎的煤化工多聯產系統示范工程,如煤基甲醇一燃氣聯合循環發電(煤基多聯產1GCC系統)加二氧化碳捕集系統(CCS)等,試點能源一化工一環保一體化循環經濟產業鏈,探索現代煤化工的發展模式。通過集成優化,使能量流、物質流、火用流梯級利用,而且煤基熱電化多聯產這一集資源、能源、環境一體化系統,顯然優于生產某種單一產品的煤化工發展思路,被專家認為是“綜合解決我國能源問題的重要方案”。如果將這一認識拓寬至從煤的開采洗選,通過焦化、氣化、液化等組成的化工產品鏈,與發電、供熱、污水處理、建材等集成優化,就可以形成循環經濟型的煤炭能源化工,將全面實現煤的清潔高效利用。也就是說,科學發展煤化工必須要以煤的清潔高效利用為前提,而不是不顧代價地去獲取終端產品與石油化工產品簡單比價上的盈利性。在水環境和生態環境均十分脆弱的西部富煤地區發展煤化工,尤其應遏制住攫取利潤的原始沖動。
中央政府各部門近期在多個場合表態,“十二五”期間煤化工產業政策的閘門將關的更緊。2011年4月12日,發改委公布了《關于規范煤化工產業有序發展的通知》,對幾乎所有煤化工領域內的細分行業都做出了嚴格的限制。規定在新的核準目錄出臺之前,年產50萬噸及以下煤經甲醇制烯烴項目,年產100萬噸及以下煤制甲醇項目,年產100萬噸及以下煤制二甲醚項目,年產100萬噸及以下煤制油項目,年產20億立方米及以下煤制天然氣項目,年產20萬噸及以下煤制乙二醇項月都將被禁止。這意味著一度炒得火熱的煤化工投資熱潮將得到遏制,一位煤化工專家稱,發改委的此項政策更加量化,而不像以往那樣“模糊”。
發改委此次之所以明令叫停不符合要求的煤化工項目,認為國內的煤化工項目投資過熱,導致出現了嚴重的產能過剩現象。業界認為,此舉將進一步提高煤化工行業門檻,對中小煤化工企業以及后來者將樹立更高的門檻和更嚴格的市場環境,而對已具備規模、資源與技術優勢的煤化工企業則是利好。另外,煤炭供應要優先滿足群眾生活和發電需要,嚴禁擠占生活、生態和農業用水發展煤化工,對取水量已達到或超過控制指標的地區,暫停審批煤化工項目新增取水;對不符合產業政策等規定的煤化工項目,一律不批準用地,不得發放貸款,不得通過資本市場融資,嚴格防止財政性資金流向產能過剩的煤化工項目。
四、結論
現代煤化工產業在人類歷史上發揮過重要作用,雖然當前現代煤化工產業出現了一些無序發展、盲目發展的現象,但是只要有關方面在國家對煤化工產業發展一系列政策的正確引導下,能夠統一認識,穩妥推進,有序發展,科學發展,并且隨著石油巔峰的到來,煤化工產業在我國仍有廣闊的發展前景和空間。
參考文獻
[1]李中華. 煤化工產業現狀及發展對策建議[J]. 前進. 2005(10) .
隨著我國工業化力量的增加,煤化工產業迅猛發展,增加了市場競爭力。如何提高設備的使用壽命、減少維修次數、降低勞動成本、提高企業效益等問題成為煤化工企業中最重要的―項工作。煤化工機械設備的科學管理及保養,使設備能夠穩定持久的運行工作,減少事故的發生,為提高經濟效益與社會競爭力做出貢獻。
新型煤化工企業在我國市場競爭激烈,機械設備運行中難免出現故障損壞,采用科學的管理及養護對于煤化工機械設備的正常使用非常重要。設備能夠防止和減小設備在運作時產生的摩擦損壞,是煤化工設備管理的一個重要組成部分,質量的優差直接影響設備生產及效益。
1.煤化工機械設備概述
1.1煤化工機械設備的特點
煤化工設備在工作運行中因其工藝的特殊性,需要連續作業,所以運行的時間很長,在運行工作中,每個環節都不能單獨停止或啟動。另外因為煤化工設備的工作環境常處在高溫、高壓、腐蝕性強的環境下,煤化工設備非常容易出現故障,任何一個部件出現故障,設備需要全體停工,給企業生產帶來巨大經濟損失。
1.2煤化工機械設備的現狀問題煤化工機械設備的養護需要重點關注。
目前,煤化工業發展迅速,煤化工設備的養護同樣需要發展,機械油也在不斷更新換代中,使油的品種繁多,類型更加廣泛。但目前來看,企業在對于煤化工機械設備和油的選擇上沒有達到有效利用,選擇油,需要針對機械設備對其標準、級別及使用條件等進行相應考慮,雙方條件吻合或使用條件來相應的調整,
反之,如果機械設備沒有選擇與之匹配油,達不到效果使機械產生磨損情況會愈加嚴重。
2.油的更換
機械設備在工作中,受到周圍氧化、腐蝕、高溫、高壓等惡劣環境的影響,油的成分也會受到變化,改變其粘稠度,油的質量就會下降甚至變質,使用效率低下,不能達到設備需要效果,此時,應立即更換油。但如果不按照情況頻繁更換油,會造成油的浪費及經濟損失。一些企業中,沒有科學的對油進行管理,僅憑經驗感覺油的失效情況,也會浪費油的使用,或產生油和機械設備不匹配而造成的設備故障問題。所以準確的選擇使用油對于提升煤化工設備的生產具有重要影響。
2.1高性能油
煤化工設備的不斷發展,帶動了周邊產品的數量、品種的多樣化,油作為煤化工設備中最重要一項產品,也得到了飛速發展,目前國家出現的新型油,如添加硫、氯等添加劑,這是一種高效油,能夠使機械設備在運行中與油產生化學反應,使其金屬表現增加一層緊密的薄膜,從而減小了設備的磨損情況。
2.2多級油
機械設備在工作中,軸承之間縫隙一直在變化,或者在檢測維修后軸承縫隙發生變化,多級油可以很好的在高溫操作時保持粘度,在大范圍內對設備進行保護,非常有效的減少對設備的磨損。此種油適合高溫內使用,并且油的使用周期提高,減少油的浪費。
2.3固體劑
由于煤化工設備的工作環境的特殊性,所以對油有了相應的要求,固體劑是使用固體粉末類的固體材料,使機械設備的摩擦減少,加大其作用。固體劑的使用時間長、符合多種機械設備并且價格實惠,主要是固體劑適合在高溫、高壓、腐蝕等惡劣條件下使用,能夠減少機械設備的負荷量。
3.強化化工機械設備管理措施
3.1使用多級油
化工機械設備運行初期,油還未被輸送到需要的部位,但機械已經開始啟動,這將使機械設備的運行增加磨損,減少設備的使用壽命。這種情況需要選擇多級油,多級油會在很大程度上改善油質的粘溫性,此設備能夠使油品在溫度很高的情況下能使保證其足夠粘度和性能的保持。另外,降低油的低溫粘度,使油能夠快速的流到需要的部位,大大降低設備運行初期的磨損程度,同時增加設備使用時長。
3.2選用高性能油
高性能的油可以加大效果,目前化工機械設備也在不斷提高效率,機械體積不斷縮小,能夠化工設備精準且不浪費資源。
3.3認真執行設備的管理辦法
3.3.1定點更新
按照日常工作情況,將需要的部位定點注油,不能遺漏,并認真填寫添加報告,做好文字記錄。
3.3.2定人負責
機械設備中日常需要加油的部位,必需由專業人員或操作工進行加工,保證準確、正確的注油。
3.3.3定質檢查
按照機械設備的要求選用油的品種,質量達到標準,油需經過過濾處理,保證清潔無雜質,嚴禁使用廢質油。
3.3.4定時清洗
機械設備中需要加油的部位,需要按照周期性進行加油、清洗和更換新油。
3.3.5定量加油
設備的標準需油量不同,需要根據設備標定的油位進行加油。
3.4三級過濾處理
3.4.1領油大桶過濾到固定儲油桶。
3.4.2固定儲油桶過濾到油壺。
3.4.3油壺過濾到油部位。
關鍵詞:甲醇汽油 甲醇 合成工藝
Abstract:As a new energy source, Methanol gasoline (MTG) is a potential substitute for traditional petrochemical gasoline. Coal to methanol technology is mature in our country, and the methanol output is overproduction. Coal-based MTG technology could effectively absorb the overproduction methanol, and change the structure of energy consumption in our country. This article mainly describes the coal-based MTG process currently, and has an analysis to the existing problems and development prospects of MTG industry.
Keywords: Methanol gasoline, methanol, synthesis process
中圖分類號:TQ223 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2016)08-0273-02
引言
隨著我國經濟的快速發展,能源消費急劇增加。我國能源現狀是“富煤、少油、少氣”,而煤炭的儲備、生產和消費均居于世界前列[1,2]。石油、天然氣資源探明儲量較少,我國石油進口比例將會繼續增長,甚至到2020年,有可能對外的石油依存度會高達60%[3]。而我國依靠煤炭液化技術降低對進口石油的依賴是一條行之有效的途徑,這也就使得我國的煤制油行業面臨前所未有的發展機遇與挑戰[4]。目前,隨著經濟快速發展和居民生活水平的提高,汽車消費量逐年增長,相應的車用汽柴油消費量也快速增加。從我國石油產品缺口與能源資源儲量不足可以看出,發展甲醇汽油技術,即實現我國油品自給自足,是保障我國國民經濟穩定發展的有效途徑。目前我國煤基甲醇產量過剩,由甲醇來生產汽油成本低,對于盤活和延伸C1化工產業鏈、吸收甲醇工業過剩產能、高效治理霧霾均具有重要推動作用。
一、煤基甲醇汽油生產原理及特點
1.生產原理
MTG指的是由甲醇轉化成汽油(Methanol to Gasoline,簡稱MTG)的間接液化合成技術。一般認為,轉化過程分三個階段:第一階段甲醇脫水生成中間產物二甲醚;第二階段二甲醚脫水生成中間產物 烯烴;第三階段 烯烴在催化劑作用下生成碳原子數不大于10的 烴類混合物[5]。甲醇轉化成汽油的化學反應,可簡化成甲醇脫水,是強放熱反應,約為45kJ/mol。表示如下:
2.甲醇汽油特點
我國煤氣化制合成氣,由合成氣制甲醇已實現大規模工業化生產。煤基甲醇制汽油技術(MTG)得到的產品硫含量低、芳香烴類組分含量低,同時辛烷值高達87。粗產品可以經過簡單調配后,達到國家標準GB/T 17930-2013或GB/T 22030-2015后銷售,也可以與石化煉油廠生產汽油調和后銷售。甲醇汽油具有如下特點:
2.1 通用性好。甲醇汽油產品各項指標符合國家標準GB/T 17930-2013或GB/T 22030-2015,在不改變現有汽油車輛發動機結構情況下使用,有利于產品的推廣。通過適當添加各類汽油添加劑,可以調配出符合國標的89#、92#和95#汽油,以部分替代市場中的石化汽油產品。同時,甲醇汽油在35℃高溫條件下使用,汽車油路不發生氣阻現象;在氣候零下35℃的低溫條件下使用,汽車發動機可正常起動,而且油品無分層乳化現象,因此非常適合應用于我國東北等高寒地區。
2.2燃燒性能好。甲醇汽油產品中良好的烷烴分布使得產品辛烷值高,具有良好的抗爆性,可有效減小發動機噪音。甲醇汽油還可以有效地預防和清除沉積在缸內表面的油垢和積碳,有利于疏通發動機油路,從而延長其使用壽命和提高其工作效率[6]。
2.3 替代性能好。甲醇汽油性質優良,與石化汽油組成差別微弱,可以按任意比例與符合國標的石化汽油互溶,在滿足國標車用汽油標號的情況下,對汽車發動機正常工作無影響[7]。
2.4環保作用顯著。由于甲醇汽油中部分組分含氧,導致其含氧量高于石化汽油,所以其燃燒過程比石化汽油充分,能有效地減少CO、 和
等有害氣體的排放,對我國治理霧霾作用顯著。
二、煤基甲醇汽油技術現狀
煤基甲醇汽油技術由煤制甲醇和甲醇制汽油兩個工段組成。煤制甲醇的成熟工藝過程主要是由煤氣化、變換、凈化、甲醇合成、甲醇精餾五個工藝單元組成,在這里不在贅述。甲醇用于生產汽油時,可以省去甲醇精餾工段,合成工段的粗甲醇直接送到甲醇合成汽油工段。甲醇合成汽油工藝過程主要有下面幾種工藝。
1.固定床工藝流程
甲醇轉化成烴和水是強放熱反應,在絕熱條件下反應溫度可高達590℃,如此高的溫度超過反應溫度范圍,必須移走反應生成的熱量。為了解決放出大量熱的問題,就把固定床反應器中的反應分成兩段進行。一段是進行甲醇脫水生成二甲醚的反應,放出大約20%的反應熱;二段是甲醇、二甲醚和水平衡混合物轉化為烴的反應,放出其余的80%的反應熱。這樣把反應分成兩段進行的好處是減少了為控制溫度升高加入的循環氣量。
固定床MTG工藝流程簡述如下。進入二甲醚化反應器的原料是來自甲醇合成工段的粗甲醇,其主要組分是甲醇和水,還包含少量的二甲醚和異丁醇。粗甲醇與反應器出料在高溫列管式換熱器中進行換熱,升溫至300℃左右,在催化劑( 或 )作用下生成二甲醚和水,反應產物與來自高壓分離器頂部循環氣以體積比(7~9) : 1混合。混合氣進入合成反應器,在壓力2.0 MPa、溫度340~410和ZSM-5催化作用下,轉化為烯烴、芳烴和烷烴,反應為放熱反應,絕熱溫升可達38℃之高。為了節能環保,充分利用反應熱,合成反應產物要輸送至廢熱鍋爐來副產蒸汽,再經原料粗甲醇進料換熱器進一步回收熱量,最后反應產物經循環冷卻水冷卻至常溫,此時冷卻產物為汽-液混合態,經高壓分離器分離出的氣相去合成反應器繼續循環利用,冷卻液相產物進一步分離出水相,最終得到粗汽油產品。
汽油產品中含有比較多的均四甲苯,幾乎無雜質,它的辛烷值高,但冰點只有80℃。在2010年,我國山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司天溪煤制油分公司生產規模10萬噸/年的煤基甲醇制汽油項目成功開車。項目采用中國科學院山西煤炭化學研究所成功研發的灰熔聚流化床粉煤氣化工藝技術,將“三高”劣質煤(高硫分、高灰分、高灰熔點)生產利用,在國際上首次實現了使用劣質粉煤造氣生產甲醇。MTG技術是煤間接制油后半段的核心工藝,是打通整個工藝系統的瓶頸,采用的是Mobil公司的MTG技術[5]。生產出的煤基合成油經檢測,其中烯烴含量低、無鉛無硫,燃燒無殘留物,是符合國家車用汽油標準的清潔燃料[8]。
2.合成氣兩段直接制汽油
20世紀80年代初,中國科學院山西煤炭化學研究所設計出了將傳統的F-T合成單元與烴類產物分子篩改質單元相結合的復合工藝,F-T合成單元采用沉淀Fe-Cu-K催化劑[9]。結合方式采用固定床兩段合成工藝(簡稱MFT)或漿態床-固定床兩段合成工藝(簡稱SMFT) [10]。
MFT的中試實驗表明反應效率優良,油品的收率和性能優良。MFT工藝流程簡述如下。水煤氣經壓縮、常溫甲醇洗、水洗等工段增壓除雜質后,預熱至250℃,經氧化鋅脫硫和脫氧成為合格原料氣,然后按體積比1 : 3與循環氣混合?;旌蠚膺M入加熱爐對流段,預熱至240~255℃送入一段反應器,在壓力2.5 MPa鐵催化劑作用下發生合成烴類的反應。由于生成的烴分子量分布較寬,需進行改質。一段反應生成物進入一段換熱器與二段尾氣換熱后,再通過加熱爐輻射進一步升溫至350℃后進入二段反應器。經過二段反應,產物中烴分子量分布變窄,使產品的選擇性大為改善。反應過程中充分利用反應熱來加入原料,從而降低合成汽油的投資和成本。最后將冷卻的二段反應物進行分離,得到汽油產品。
3.流化床工藝
流化床MTG技術開發的較晚,也是由Mobil公司開發的。工藝的主要裝置包含流化床反應器,以及配套的催化劑再生塔和外冷換熱器。按比例配制的甲醇和水首先要進行過熱氣化,然后以很高的線速度從流化床底部進入反應器,同時將來自再生塔的催化劑顆粒帶入床內。氣流在上升過程中,在催化劑顆粒表面反應,生成輕烴、汽油組分和水。由于反應是強放熱反應,反應熱需通過外冷換熱器及時的移走,以保證穩定的操作。反應產物經冷卻后,分離出氣相和水相,得到粗汽油產品[11,12]。
流化床MTG工藝具有流化床的優點。首先甲醇轉化率高,由于氣-固反應的內擴散有效因子高,流化床的汽油收率要比固定床高;其次,流化床床層溫度均勻,處理量大,反應效率高,反應氣體循環量比固定床大大降低。該工藝中試生產成功,但是目前還沒有工業化項目[13,14]。
4.列管式反應器工藝
列管式反應器由于自身的優點,目前也成功的應用于MTG工藝。魯奇與Mobil公司共同開發了一種列管式反應器MTG工藝,此工藝通過一套列管式反應器一次性將甲醇轉化為汽油產品。列管式反應器管程裝填的是轉化催化劑,反應原料走管程,移熱介質走殼程。首先,甲醇原料和循環氣通過列管式反應器的進出口熱交換器預熱至反應溫度,然后從反應器頂部進入列管式反應器的管程,在流經催化劑顆粒表面時發生強放熱反應,生成輕烴、汽油組分和水。殼程的循環熔融鹽及時將反應熱帶走,隨后放熱副產高壓蒸汽[15]。反應產物經回收熱量和冷卻至室溫后,呈汽-液混合態,經高壓分離器分離出的氣相經壓縮后去轉化反應器繼續循環利用,隨后分離油水相,得到粗汽油產品[16]。
三、煤基甲醇制汽油發展中的問題
我國己經基本上掌握了煤制油新型煤化工的核心技術,包括煤直接制油和煤間接制油,但是煤炭的有效利用效率還是比較低,有待于繼續提質增效。同時,我國煤制油產業需要加大科研資金和科研力量的投入,不斷創新,獲取具有自主知識產權的關鍵技術和核心設備,不能完全依靠技術引進和設備進口,不然會受制于人。目前我國甲醇產能過剩,下游產業單一,從而縮小了產品的利潤空間,增加了投資的風險,嚴重影響煤化工行業的發展,以后的主流發展方向應是煤氣化技術、合成燃料技術(主要指醇燃料和烯烴燃料)及多聯產工藝技術復合,推動合成潔凈燃料技術的發展。
從環境方面考慮,我國大力發展煤制油產業,不可避免的給環境帶來了較大危害,尤其是對水資源的消耗和危害,不容樂觀。因此,發展煤化工,必然要同步發展環保技術,堅持走可持續發展道路。
四、總結
煤液化技術是未來我國能源發展的大方向,主要由我國國情所決定的。目前我國煤炭能源豐富,煤制甲醇技術成熟,產能過剩,這為煤基甲醇制汽油技術的發展奠定了良好的基礎。本文綜述了煤基甲醇制汽油技術,闡明了各種技術的工藝及特點。雖然當下能源經濟有點蕭條,但我國更應該繼續不遺余力的發展我國的煤液化技術。甲醇汽油作為石化車用汽油的補充和替代產品,雖然離實際應用還有很長的路要走,但是作為一種煤間接制油的技術儲備,將在我國未來有很大的應用潛力。
參考文獻
[1]張明. 現代煤化工產業的現狀及展望[J]. 化工機械, 2012, 39(3): 257-265.
[2]袁會麗. 煤間接液化工業示范項目與煤制油主要產品的市場前景[J]. 化工技術, 2012, (10): 43.
[3]唐宏清,高海洋,張富興等.煤制油技術在我國的發展現狀.北京汽車, 2010, (2): 43-46.
[4]張殿奎. 煤間接制油―煤化工發展的重要趨勢[J].化學工業,2008,26(11):8-11.
[5]胡松偉. 甲醇制汽油的初步可行性分析[J].當代石油石化,2011,7:13-16.
[6]唐宏青. 甲醇制汽油工藝技術(下)[J]. 化工催化劑及甲醇技術,2008(4):19-23.
[7]唐宏青. 甲醇制汽油工藝技術(上)[J]. 化工催化劑及甲醇技術,2008(3):11-15.
[8]吳金慧. 科學發展可持續煤化工. 北京: 化學工業出版社, 2009.
[9]周敬來, , 張碧江. 煤基合成液體燃料的MFT工藝技術[J]. 燃料化學學報, 1999, 27: 58-64.
[10]張結喜. 煤間接液化技術的現狀及工業應用前景[J]. 化學工業與工程技術, 2006, 27(1): 56-60.
[11]甲醇燃料在美國受冷落[J]. 節能與環保, 2008, 28(4): 6.
[12]J. C. Groen, J. A. Mouliji, J. Perez-Ramirez. Micropor. Mesopor. Mater. 2005, 87: 153.
[13]Estimated Number of Alternative-Fueled Vehiclesin Useand Fuel Consumption, 1992~2007.
[14]Nanjing Hao’an Co. New Process for Manufacture of Methanol with Co-production of Steam under Low Pressure Developed[J].China Petroleum Processing and Petrochemical Technology, 2009, 2: 36.