60万吨煤制烯烃项目可研2(1)

第三章产品方案和生产规模3.1 产品方案新疆库车广汇新能源开发有限公司拟充分利用新疆南部阿克苏地区丰富的天然气和煤炭资源，在库车石化工业园规划建设年产60万吨烯烃项目。

本项目的终端产品为：聚乙烯和聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的生产能力分配可根据市场行情进行调节。

本项目的副产品为：丁烯和硫磺3.2 生产规模3.2.1 生产规模本项目以天然气和煤为原料，采用一段蒸汽转化工艺、SHELL干煤粉气化工艺、LURGI甲醇合成、大连化物所DMTO工艺、BASELL的SPHERIPOL和DOW的UNIPOL工艺，装置的生产能力均可实现大型化生产，除煤气化及配套的空分、CO 变换按两个系列设计外，其它装置按一个系列设计。

本项目主导产品为聚乙烯和聚丙烯，生产规模总能力为60万吨/年，暂定聚乙烯和聚丙烯的产品比例为1：1，各30万吨/年，实际生产中将根据市场情况调整聚乙烯和聚丙烯的比例以及产品牌号。

本项目副产品规模：丁烯：10万吨/年硫磺：1.02万吨/年3.2.2 操作制度本项目建成后每天运行24小时，年操作8000小时。

第四章总工艺流程和装置组成4.1 原料路线的选择聚乙烯和聚丙烯是世界上重要的两个塑料产品，市场需求量大。

由于当今聚乙烯和聚丙烯的生产主要由石油加工而来，因此其市场价格跟随石油价格而波动，其生产成本也在升高，市场价格高居不下，国内由于石油价格与国际接轨后生产成本也在升高。

为了满足日益增长的市场需求，减少对石油的依赖，国际上开发出了由甲醇生产烯烃的工艺技术，从而使得天然气、煤或其它含有氢和一氧化碳的气体等作为原料生产甲醇进而生产出烯烃产品成为可能。

由于以天然气和煤为原料生产甲醇的成本较低，甲醇生产烯烃的成本较当今由石油加工的烯烃产品在价格上有较大的成本优势。

由于以煤为原料流程比较复杂，投资较高，除南非等少数国家外，国外甲醇装置一般不以煤为原料。

我国由于煤多、气少、缺油的能源结构及其它原因，先后建设了大批以煤为原料的甲醇装置，尤其近几年来采用先进的SHELL粉煤气化技术和TAXCO水煤浆技术建设了大批以煤为原料的大型甲醇装置。

这类装置工艺流程较长，投资较高。

与煤、重油、石脑油相比，以天然气为原料具有流程短、投资省、能耗低、生产清洁的特点，目前全世界70%以上的甲醇装置以天然气或烃类加工尾气为原料。

我国也先后建设了一批以天然气或烃类加工尾气为原料的甲醇装置，主要分布在油田或天然气产区，如川西北甲醇厂、川维甲醇厂、格尔木甲醇厂、大庆甲醇厂、长庆甲醇厂、中海油60万吨甲醇装置等，少数几个利用西气东输的天然气装置如中海油天野化工20万吨甲醇装置和河南驻马店30万吨甲醇装置等。

国内外甲醇原料路线的主流是天然气，总的趋势是生产装置不断向天然气丰富、廉价的国家和地区转移。

由于我国特殊的能源结构、能源分布的不平衡、市场分布的不平衡，同时以天然气和煤为原料的局面将长期共存，预计今后新建的甲醇装置原料路线的主流是天然气或煤。

单纯以天然气为原料生产甲醇的装置一般在补碳前生产的甲醇合成气f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.9，与甲醇合成要求的合成气最佳f值2.05相差很大，因此补碳是必须的，一般将甲醇合成气补碳达到f值2.25。

而单纯以煤为原料的甲醇装置因煤中氢碳比约0.8，为满足甲醇生产合成气要求的合成气最佳f值2.05，煤气化粗煤气中的CO需转化为H2，CO变换深度约60%，然后再脱除CO2，粗煤气中只有约43%的碳源被利用，多余CO2直接放空。

因此将一种生产甲醇合成气时氢多碳少与另一种生产甲醇合成气时碳多氢少的两种原料结合来生产甲醇是十分合理的选择。

本项目建设地库车县所在区域天然气和煤炭资源都很丰富，结合两种原料的特点，本项目生产烯烃原料拟以天然气和煤为原料生产甲醇。

本项目以天然气和煤为原料生产甲醇合成气，实现了两种原料的优势互补，不需从天然气转化炉的烟道气中回收CO2，而是通过降低粗煤气中CO变换深度，以更适合甲醇合成的CO气体来实现补碳，因此节省了烟道气回收CO2、粗煤气CO变换和脱除CO2过程中消耗的额外能量，降低了单位产品能耗，真正意义上实现了多种能源的综合利用，达到了循环经济的目的，也减少了温室气体CO2的排放。

根据初步计算，与天然气和煤独立两条线的非碳氢互补方案相比，本项目每年可直接减少温室气体CO2排放量约9.5万吨。

由于将天然气和煤为原料结合生产甲醇合成气的组合工艺能量利用合理，既符合循环经济的特点又能大幅降低温室气体的排放，因此这种原料组合一直是甲醇研究专家极力推荐的。

4.2 全厂装置组成本项目以天然气和煤为原料生产聚丙烯，全厂包括天然气转化、煤制合成气、甲醇合成、甲醇制烯烃和烯烃聚合五大部分工艺装置，以及配套的公用工程和辅助设施。

（1）天然气转化部分本部分的功能是将原料天然气通过蒸汽转化，生产出甲醇合成气。

天然气转化部分装置构成如下：（2）煤制合成气部分本部分的功能是将原料煤制备成合格合成气。

煤制合成气部分装置构成如下：（3）甲醇合成部分本部分的功能是将合格合成气在甲醇合成塔合成甲醇，为丙烯生产装置提供原料。

甲醇合成部分装置构成如下：（4）甲醇制烯烃部分（5）烯烃聚合部分（6）公用工程和辅助设施部分4.3 工艺技术及来源本项目采用先进可靠的技术，确保生产操作长期、稳定、安全地运行，符合国家劳动保护和安全卫生各项规定。

各主要装置采用的技术如下：4.4 总工艺流程说明4.4.1 天然气转化装置（1）天然气压缩来自界区外５公里的原料天然气７MPa（G）、25℃进入天然气压缩机，经压缩后约2.9 MPa（G）、97℃去天然气转化工序。

（2）天然气脱硫来自天然气转化工序的370℃天然气先进入钴钼加氢反应器将有机硫转化为无机硫，然后再进入氧化锌脱硫槽将总硫脱除至0.1PPm，脱硫后的天然气返回天然气转化工序。

（3）天然气转化来自天然气压缩工序的原料气在一段炉对流段经两次预热温度达到370℃后去天然气脱硫工序，脱硫后的天然气与4.2 MPa（G）、400℃过热蒸汽按一定比列混合，混合气经对流段进一步预热到550℃进一段转化炉转化管，在转化管内发生烃类的蒸汽转化反应，出转化管的转化气温度约860℃。

高温转化气先经转化气废热锅炉冷却副产高压蒸汽，再经锅炉给水预热器降温至约180℃，然后去除盐水预热器、水冷器冷却至40℃后进入分离器，将转化气和工艺冷凝液分离开，转化气2.0MPa（G）、40℃去甲醇装置压缩工序。

4.4.2 空分装置以空气为原料，通过离心式空气压缩、分子筛空气净化、两级空气精馏的方法将空气分离为氧气和氮气，同时联产工厂空气。

氧气送煤气化装置用于煤气化，氮气作全厂公用工程氮气，工厂空气供全厂有关装置使用。

4.4.3 煤气化装置（1）煤碳预干燥合格粒度的原料煤（包括细渣和褐煤）(粒度≤50mm)由原料煤贮运系统送入管式干燥机前碎煤仓临时贮存，碎煤仓中的一定量的褐煤通过称重给煤机给到双辊式破碎机中破碎至合格的粒度(粒度≤6mm)，然后送入管式干燥机中干燥。

在干燥管外部通入低压过热蒸汽进行热交换，使煤表面吸附水分受热蒸发。

煤中的水分随干燥机的废气通过排风机抽至袋式收尘器，分离出的煤粉通过旋转给料机、埋刮板输送机和干燥后合格的碎煤一起通过埋刮板输送机由原料煤贮运系统胶带输送机送至煤气化装置煤磨粉及干燥工序中的磨前碎煤仓。

分离后的尾气经排风机排入大气。

为防止褐煤自燃和控制排出气体的露点，在系统中设有CO和H2O在线分析仪，超标时，向系统补充氮气。

（2）煤粉制备碎煤仓中的经预干燥的原料煤通过称重给煤机送到中速磨煤机中磨煤制粉。

中速磨磨煤系统是制粉和干燥同时完成的系统。

出磨煤机粒度和水含量合格的煤粉吹入煤粉袋式收集器分离，收集的煤粉送入贮仓中贮存。

分离后的尾气经循环风机加压后大部分循环至热风炉循环使用，部分排入大气。

磨机的干燥热源是工艺系统外排可燃气体在热风炉燃烧产生的热烟气。

在热风炉中该热烟气与循环气、低压氮气和由稀释风机送入的冷空气混合，调配到需要的温度，控制氧气含量，变成安全的热惰性气体、送入中速磨煤机。

（3）煤粉加压及给料常压煤粉进入锁斗加压后自流进入煤粉给料仓中，由管道CO2密相输送导入气化炉烧嘴。

锁斗是一个变压操作系统，实现煤粉由常压至加压的输送。

（4）气化及合成气冷却煤气化烧嘴喷入的煤粉和氧气，在气化炉内反应区在4.0MPag 、1500℃高温下，瞬间完成煤的气化反应，生成（CO＋H2）含量很高的粗煤气。

为防止气化炉出口的高温煤气夹带的熔融飞灰粘结在后序设备，在气化炉上部激冷区喷入循环返回的低温煤气，以降低出炉煤气温度，使飞灰冷却为固态。

煤气从气化炉顶排出,温度为900℃左右。

出炉煤气进入合成气冷却器回收热量，煤气温度降至350℃左右进入后序干法除灰设备。

高温粗煤气携带的大量显热，在合成气冷却器内得到回收，产生次高压饱和蒸汽送管网，约1/3用作工艺蒸汽，其余在工序外过热后用作动力蒸汽。

原料煤中的灰分，在高温下呈熔融态，沿水冷壁向下流动，在气化炉下部渣池水浴中，激冷、固化、脆裂成细小颗粒，经集渣罐定时排至脱水槽，再由捞渣机将其取出转运至渣场。

（5）粗煤气净化离开合成气冷却器的粗煤气通常夹带入炉煤中总灰量20～30％的飞灰，经过干法除尘和文丘里串洗涤塔两级湿法洗涤处理后，出口煤气中含灰量小于1mg/Nm3。

干法除尘采用高温陶瓷过滤器，过滤掉大部分飞灰。

经过滤后，煤气中含灰量通常小于5mg/Nm3。

出干法除尘煤气中的残余灰尘，在文丘里和洗涤塔中，被热水洗涤脱除，同时还洗涤除去煤气中所含微量卤化物、HCN和NH3等杂质。

出洗涤塔煤气为蒸汽所饱和，温度约170℃, 水蒸汽含量为18.2%左右，送变换。

干法过滤得到的飞灰经过冷却、气提后送至飞灰储罐贮存、外售用作水泥添加料。

（6）灰水处理从洗涤塔排出的含灰排放水，经过气提、澄清处理后，大部分循环利用，少量处理水被抽出送污水处理系统，以防止卤素等有害物质的累积。

（7）氮气/CO2系统为降低甲醇合成气中氮含量和实现全厂燃料气自平衡，煤气化装置采用密相CO2输送煤粉、干法除尘器CO2反吹等措施。

工程设置有氮气/CO2公用气体系统。

氮气/CO2公用气体系统是提供输送、反吹、保安的惰性气体分配系统。

4.4.4 净化装置（1）CO变换来自壳牌煤气化的粗煤气分离夹带的水分, 再通过粗煤气过滤器除掉其中对催化剂有害的固体杂质,然后分为三股:一股(流量约为总流量的40%)在粗合成气换热器中被第一变换炉出口变换气加热到250℃后,与过热蒸汽混合进入第一变换炉进行变换反应；一股(流量约为总流量的25%)与出锅炉给水换热器的变换气混合以调节变换气中的H2，CO和CO2之间的比例；另一股(流量约为总流量的35%)作为第一变换炉出口变换气的冷激气。