煤制烯烃包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。主要分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。而其中煤制甲醇的过程占了煤气化、合成气净化、甲醇合成这三项核心技术。
煤制烯烃首先要把煤制成甲醇,煤制甲醇技术也就是煤制烯烃技术上的核心。而煤制甲醇的过程主要有4个步骤:首先将煤气化制成合成气;接着将合成气变换;然后将转换后的合成气净化;最后将净化合成气制成粗甲醇并精馏,最终产出合格的甲醇。
a)主要问题
就整个煤制烯烃行业自身所面临的经济性问题来讲主要有:投资大,融资难度大。原材料及能耗大,水耗高。
b)问题核心
煤制甲醇作为煤制烯烃的主要环节以及技术核心,主要面对的也是这2个难题。总结下来就是:1、缩小前期投资规模。2、节能降耗。同时在整个煤制甲醇流程的所有单元中能耗最高的是甲醇精馏单元,甲醇精馏技术的革新对于缩小投资规模、降低全厂能耗有至关重要的作用,也是煤制甲醇节能降耗的技术核心。
煤制甲醇工艺成套节能降耗技术
针对缩小前期投资规模及节能降耗的问题,目前国内已有的煤气化工业示范装置主要有,惠生-壳牌新型混合气化炉示范装置。
装置采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术,针对目前的甲醇双效精馏中,常压塔塔顶甲醇蒸汽需要用大量冷公用工程来冷却,与此同时必须消耗大量的热公用工程来加热高压塔塔釜液体,造成了冷、热公用工程的双重消耗。随着甲醇装置规模不断扩大,即使采用双效精馏工艺,能耗总量非常巨大的情况。
惠生采用另一种有自主知识产权的技术工艺——甲醇热泵精馏工艺。热泵精馏工艺不设加压塔,而是直接压缩精馏塔(常压)塔顶精甲醇气体,提高塔顶精甲醇气体的压力和冷凝温度,作为精馏塔塔釜再沸器或中间再沸器的热源,从而极大节省了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程消耗。
采用甲醇热泵精馏工艺的装置因为不设加压塔,直接省去了这部分的投资规模,与废锅流程相比投资幅度降低了40-45%。
以年产45万吨甲醇的煤制甲醇装置为例,与典型的甲醇双效精馏、水冷余热发电工艺相比,采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术:吨甲醇水耗降低30%,每年可以节水167万吨,运行能耗降低17%。