“三高”无烟块煤利用碎煤加压气化工艺生产合成氨及多联产的市场推广

范卫国（太原理工大学，山西 太原 030024）

“三高”无烟块煤利用碎煤加压气化工艺生产合成氨及多联产的市场推广

范卫国（太原理工大学，山西 太原 030024）

晋城15号无烟煤属于高硫、高灰、高灰熔点的“三高”劣质煤，这种煤直接销售的话，市场竞争力不强。以该无烟煤为原料发展煤化工是解决出路的最佳选择之一，本文以该无烟煤为原料制取合成氨多联产为例，为“三高煤”资源的洁净化开发利用提供了一条合理、可靠的工艺技术路线，得出结论。

“三高”无烟块煤；碎煤加压气化；合成氨；多联产；市场推广

最近这两年，随着企业对工艺技术要求的提高，挑选性价比高、具有“可靠、成熟、先进、适用”且有盈利能力的工艺技术路线已经成为很多企业的重要选择。

1 晋城15号无烟煤突出特点

山西晋城最大的优势是拥有丰富的无烟煤资源,晋城15号煤储量却高达120亿吨。该煤有几个比较突出的特点：硫分高（约2.44%）；挥发分较低（约6.5%），灰分较高（约18%）；灰熔点高（＞1500℃）。机械强度高；较低的活性。

2 碎煤加压气化技术适合该煤种

对碎煤加压气化工艺对晋城15号煤具有较好的适用性。挥发分低意味着副产品焦油、酚等产率的降低，相应着副产品回收装置简化。另外灰熔点较高意味着相对熔渣气化成本的提高及不适用性。而固态排渣反而有利于提高反应温度，进而提高气化温度、气化强度及有效气含量。热稳定性较好(TS3以上97.3%)，不用考虑粉煤过量的问题，能最大限度的提高块煤利用率。无烟煤应用于碎煤加压气化可以避免普通褐煤在碎煤气化上废水量大，成分复杂的缺点。废水处理流程基本接近于气流床气化方式。实际运行中污水量少，易处理。煤气水经过简单的汽提后水中的COD（〈500）相对长焰煤COD（4000～5000左右）要小的多，可大大降低污水处理的难度和成本。

3 目前常用的无烟煤碎煤加压气化产品路线对比分析

下面两种方案，粗煤气中的甲烷按7%计算，贴现率I=8%，项目基建期2年，投资含空分不含锅炉。暂不计算焦油和中油以及副产蒸汽产生的收益。方案1/2的主要原料消耗及价格为:电24000/25750万kWh/a,0.72元/kWh;水720/528万t/a,1元/t;气化用煤59万t/a,500元/t;蒸汽195/215万t/a,120元/t.主要产品吨价为：液氨2300元，甲醇2000元，硫磺1200元，LNG3400元。

方案一：合成氨、甲醇联产流程

方案1的技术经济综合评价（估）：总投资约20.5亿元，年均销售额10.8亿元，年均总利润1.88亿元，资本金内部收益率11.1%，全投资税前内部收益率10.9%。

本方案的典型特点是对于净化采用低温甲醇洗工艺的煤制合成氨装置，采用变压附（PSA）提氢，PSA尾气经转化后作为甲醇合成的原料气。这种方案生产合成氨联产甲醇，甲醇作为重要的化工原料。实现了产品的多样性。在已经建成的石家庄金石项目中就是用的该流程，现在江苏某企业正在用该工艺路线开展前期工作，产能是40万吨合成氨及尿素项目，粗煤气中的富甲烷气用于生产甲醇。

方案二：合成氨、LNG流程

方案2的技术经济综合评价（估）：总投资约21.6亿元，年均销售额11.34亿元，年均总利润2亿元，资本金内部收益率11.2%，全投资税前内部收益率11.1%。

本方案副产较纯净的LNG清洁燃料，该产品对于那些公司地理位置优越，LNG需求殷切与发展迅速的城市区域，预计有较好的经济效益。在已经建成的晋煤天庆项目中就是用的该流程。

这两种方案不计算副产品收益的话，产品有11%左右的内部收益率，电耗和蒸汽消耗对企业的影响比较大，如果企业有热电装置，收益将大大提高。

4 结语

（1）碎煤加压气化技术适用于无烟块煤进行煤气化生产化工产品，这已经得到实际工业化运行的检验。装置运行稳定可靠，工厂所有工艺装置以及公用工程、辅助工程能够满负荷运行。

（2）不同地区的业主可以结合国家和当地的政策，再根据产品的实际销售渠道情况、运输半径、以及当地的原料和公用工程的情况，生产不同的化工产品。

（3）在产品形成规模后，根据市场行情，产品结构还可以继续延伸，如：甲醇深度加工等，形成产业链，生产精细化工、新材料产品。

[1]付长亮，张爱民.现代煤化工生产技术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2]赵伟.碎煤加压气化技术在晋煤集团的应用实践初探[J].煤化工,2016,44(1):7-10.

范卫国（1982-），山东日照人，高级工程师，研究生，工作单位：1.太原理工大学,2.赛鼎工程有限公司，研究方向：项目管理、化工技术。