煤制油技术和产业化项目进展

煤制油技术和产业化项目进展（共4篇）

煤制油技术和产业化项目进展 篇1

煤制油产业概述

2014-02-10化化网煤化工

在已经确定的5个新型煤化工路径中，煤制油争议最大。反对者认为：煤制油能耗高、水耗大、污染重、产品全生命周期能量转化效率低，项目的经济、技术、环保风险都较大。

煤制油（Coal-to-liquids, CTL）是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤炭直接液化

煤炭直接液化是指在高温、高压条件下，在催化剂和溶剂作用下使煤中大分子进行裂解加氢，直接转化成液体，再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油。煤炭直接液化的工艺过程主要包括：煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制，以及煤气化制取氢气等部分。截止目前，煤炭直接液化工艺已经发展到第三代，典型的工艺有：德国IGOR公司和美国碳氢化合物研究（HTI）公司的两段催化液化工艺和日本的NEDOL工艺等。我国从八十年代初开始开展煤炭直接液化技术研究，目前具有自主知识产权的神华煤直接液化工艺及成套技术已在神华鄂尔多斯百万吨直接液化项目上成功应用。

煤炭间接液化

煤炭间接液化是指以煤气化生产的合成气（CO和H2）为原料，在一定温度和压力下，在催化剂的作用下的合成油品、化工原料等产品。

煤炭间接液化的工艺过程主要包括煤气化、变换、净化、费托合成和粗油品加工等，其中费托合成为技术核心，又可分为高温合成与低温合成两类，高温合成得到的主要产品有石脑油、丙烯、α-烯烃和柴油等，低温合成的主要产品是柴油、航空煤油、蜡和液化石油气（LPG）等。

我国从20世纪80年代开始进行铁基、钴基两类催化剂、费托合成反应器等煤炭间接液化技术研究及工程开发。目前，我国已成为世界上少数几个拥有自主煤煤炭间接液化技术的国家之一。

从2012年开始，国家主管部门重启煤制油项目审批，煤制油行业正式进入了商业化开发阶段。神华集团等企业正在推进一系列煤制油项目。2013年进展

自从神华、伊泰、潞安和晋煤四大煤制油示范项目于2010年形成147万吨/年产能后，2011-2013年中国工业规模煤制油项目处于建设阶段，没有新增

产能。2013年兖矿榆林100万吨/年煤制油、潞安山西180万吨/年煤制油、神华宁煤宁夏400万吨/年煤制油和伊泰伊犁一期90万吨/年煤制油抓紧建设，其他煤制油项目处于前期工作阶段。

从2014年开始，随着煤制油商业化装置的陆续建成投产，中国煤制油产能将迅速提升，于2016年达到1600万吨/年。

煤制油工艺技术情况

1.间接液化技术

（1）Sasol工艺

间接液化已有70多年历史，1943年F-T合成技术实现工业化，1956年在南非形成了规模化工业生产，是成熟可靠的煤液化技术。至今，在南非已建成了3个大厂，年耗原煤4600万吨，生产液体烃类产品760多万吨，其中油品近500万吨。Sasol已成为世界煤化工装置的典范。

（2）荷兰Shell公司的SMDS工艺

SMDS工艺包括造气、F-T合成、中间产品转化和产品分离4部分，主要产品是柴油、航空煤油、石脑油和蜡。1993年在马来西亚Bintulu建成50万吨/年的工厂。

（3）Exxon-Mobil的MTG工艺

Mobil甲醇-汽油（MTG）间接液化工艺利用两个截然不同的阶段从煤或天然气中生产汽油。1984年Mobil公司在德国波恩附近的Wesseling建成了一套100桶/d汽油的MTG工艺固定床示范装置，之后又建成一套同样规模的流化床示范装置。新西兰建造了一座1.25万桶/d的商业化液化厂，处理从Maui矿区生产的气体。尽管这座液化厂仍进行着生产，但是只生产甲醇，目前这样的经济性最好。

（4）德国伍德公司的MTG生产工艺

晋煤集团与中科院山西煤化所共同组建山西省粉煤气化工程研究中心，联合攻关，在粉煤、特别是劣质粉煤气化的关键技术方面寻求突破。项目建设过程中，他们与拥有国际先进技术的美国美孚公司和德国伍德公司紧密合作，交流学习，掌握了相关先进技术。项目的流程工艺是，采用拥有我国自主知识产权的“灰熔聚流化床粉煤气化技术”，将劣质粉煤气化造气，生成甲醇，再通过德国伍德公司的MTG生产工艺，间接生成油品。

晋煤集团10万吨/年甲醇制汽油项目于2009年6月试车成功，该项目配套的30万吨/年煤制甲醇项目所用的“灰熔聚流化床粉煤气化技术”试车成功。

（5）其它国外以天然气为原料的工艺

除了已经运行的商业化间接液化装置外，埃克森－美孚（Exxon-Mobil），英国石油（BP-Amoco），美国大陆石油公司（ConocoPhillips）和合成油公司（Syntroleum）等也正在开发自己的费托合成工艺，转让许可证技术，并且计划在拥有天然气的边远地域来建造费托合成天然气液化工厂。

（6）中国科学院山西煤炭化学研究所自主研发的催化剂和“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术”（中科合成油技术F-T）

中国科学院山西煤炭化学研究所合成油工程研究中心(现中科合成油技术有限公司)完成了2000t/a煤炭间接液化工业试验。2001年ICC-IA低温催化剂的合成技术完成中试验证。2007年ICC-II高温催化剂的合成技术进行了中试试验，开发了ICC-I低温(230-270℃)和ICC-II高温(250-290℃)两大系列铁基催化剂技术和相应的浆态床反应器技术，并分别形成了两个系列合成工艺，即针对低温合成催化的重质馏分合成工艺ICC-HFPT和针对高温合成催化剂的轻质馏分合成工艺ICC-LFPT。

（7）兖矿技术

2002年12月，兖矿集团在上海组建上海兖矿能源科技研发有限公司，开始开展煤间接液化技术的研究和开发工作。2004年3月5000吨级低温费托合成、100吨/年催化剂中试装置建成，并实现一次投料试车成功。2006年4月又开始建设万吨级高温费托合成中试装置和100吨/年高温费托合成催化剂中试装置，2007年初高温费托合成催化剂中试装置生产出高温II型催化剂，2007年6月高温费托合成中试装置一次投料开车成功生产出合格产品。

（8）中石化F-T合成RFI-1催化剂

中石化石科院于2004年开始进行费托合成的相关研究工作，开展了F-T合成的催化剂、反应工程、系统工程等方面的研究工作，开发出了第一代高性能的固定床F-T合成催化剂RFI-1。2006年初RFT-1催化剂通过中石化集团公司组织的中试评议。2006年6月在镇海炼化建设的中石化第一套3000t/a GTL中试装置中使用。

2.直接液化

除间接液化工艺外，国外在煤炭的直接液化方面也相当活跃，德国、美国、日本等工业发达国家先后开发了十几种新工艺，其中几种先进技术完成了投煤规模为50-200t/d的大型中试。比较著名的有溶剂精炼煤法(SRC-l，SRC-2)、供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H-COAL)等。

（1）德国IGOR工艺

20世纪70年代，德国鲁尔煤炭公司与Veba石油公司和DMT矿冶及检测技术公司合作开发出了IGOR工艺，其主要特点是反应条件较苛刻(温度470℃，压力30MPa)，催化剂采用炼铝工业的废渣，液化反应和液化油加氢在一个高压系统内进行，可一次得到杂原子含量极低的液化精制油。循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化转化率高。

（2）日本NEDOL法烟煤液化工艺

日本于20世纪80年代初专门成立了日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)，负责组织十几家大公司合作开发出了NEDOL法烟煤液化工艺。该工艺的特点是反应压力低(17-19MPa)，反应温度为455-465℃；催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；固液分离采用减压蒸馏的方法；配煤浆用的循环溶剂单独加氢；液化油含有较多的杂原子还需加氢提质才能获得合格产品。

（3）美国HTI工艺

美国HTI工艺是在H-COAL工艺基础上发展起来的。该工艺采用两段催化液化，悬浮床反应器和铁基催化剂。其主要特点是反应条件较温和(440-450℃，反应压力17MPa)；催化剂用量少；在高温分离器后面串联有在线固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度地回收重质油，从而大幅度提高了液化油收率。

（4）神华煤直接液化技术

我国从20世纪70年代开始开展煤炭直接液化技术研究。1997-2000年煤炭科学研究总院分别与美国、德国、日本等有关机构合作，完成了神华煤、云南先锋煤和黑龙江依兰煤直接液化示范工厂的初步可行性研究。神华集团在对国内外煤直接液化技术进行了认真比选的基础上，采用众家之长和成熟的单元工艺技术，开发出神华自己的煤直接液化工艺路线和催化剂合成技术。以无水无灰基煤计，C4以上油收率为57%-58%，油品重馏分增多，更有利于柴油产品的生产。催化剂表现出非常高的活性具有生产流程简单、操作平稳方便、投资小、运行成本低等优点。

煤制油典型项目进展

神华集团

神华鄂尔多斯百万吨级直接液化煤制油示范工程于2008年12月试车成功。2011年7月，《百万吨级煤直接液化关键技术及示范》国家重大能源战略工程项目通过专家鉴定。

神华集团位于鄂尔多斯伊金霍洛旗的煤制油项目规划总产能为500万吨/年，一期产能320万吨/年，共建三条生产线。第一条生产线（百万吨级直接液化煤制油示范工程）于2010年投产，2012年产油86.5万吨。第二、三条生产线计划投资240亿元，预计2016年建成投产。神华还计划建设配套的间接液化装置，实现间接液化和直接液化油品的调和，以提高煤制油产品的品质和市场竞争力。

伊泰集团

伊泰集团鄂尔多斯16万吨/年间接液化煤制油示范项目2009年即已投产，2012年产量达17.2万吨。伊泰在内蒙古、新疆规划了煤制油项目，包括鄂尔多斯120万吨/年煤基精细化学品项目、180万吨/年煤制油二期项目，新疆伊犁540万吨/年煤制油一期首套100万吨/年油品项目和乌鲁木齐一期180万吨/年煤制油项目。其中进度最快的新疆伊犁煤制油项目规划产能540万吨/年，总投资645亿元，由伊泰伊犁能源有限公司为项目主体，与国家开发银行融资合作。项目一期产能90万吨/年，总投资150亿元，2012年初签约多喷嘴对置式水煤浆气化技术，采用5台日投煤量3000吨的气化炉。

潞安集团

潞安集团山西长治煤制油示范项目产能为21万吨/年（16万吨/年铁基浆态床+5万吨/年钴基固定床），于2009年投产。在示范项目的基础上，潞安集团在山西长治建设高硫煤清洁利用油化电热一体化项目，总投资239亿元，生产规模为三条50万吨/年F-T合成油品生产线，一套30万吨/年焦油加工装置。项目已开工建设，预计2015年投产。

神华宁煤集团

2013年9月23日，神华宁煤集团年产400万吨煤炭间接液化示范项目获国家发改委批复，即日开工建设。该项目位于宁东能源化工基地煤化工园区，可年转化煤炭2036万吨，年产合成油品405.2万吨，其中调和柴油273.3万吨、石脑油98.3万吨、液化石油气33.6万吨。该项目总投资约550亿元，计划2016年建成投产，达产后年销售收入可达266亿元，年均利税总额153亿元。采用中科合成油公司技术，该技术已经在伊泰和潞安的16万吨/年装置成功示范验证。兖矿集团

兖矿集团在陕西的100万吨/年间接液化煤制油项目处于全面建设阶段，预计将于2014年投产。其示范装置现已进入设备和管道安装阶段，计划2014年进行投料试车并进行工业示范。针对该装置研发的煤制油工艺过程动态模型及操作员培训系统，也于日前在北京通过专家鉴定。

兖矿自主研发间接液化煤制油技术，并在山东鲁南化肥厂完成5000吨级中试。2011年1月，兖矿与延长石油共同成立陕西未来能源化工有限公司，建

设榆横煤洁净综合利用示范项目。项目总投资161.2亿元，已于2011年3月由陕西省发改委备案批准，山东省国资委备案批复同意，正式开工建设。晋煤集团

晋煤集团100万吨/年甲醇制清洁燃料项目于2012年7月开工建设，项目总投资30亿元。此前该集团的10万吨/年MTG项目已于2009年投产。采用埃克森美孚公司MTG工艺。

煤制油技术和产业化项目进展 篇2

一、搞煤制柴油的重要性

因为我国的石油产量比较少, 消费的量却相对比较大, 无论是从日常生活方面还是从战备储蓄方面, 我国都有必要适当的搞一些煤制柴油, 在全国各地发展煤制柴油是不合理的, 搞一部分煤制柴油只是作为紧急情况下的补充, 并不能完全替换掉石油。在国际上, 我国属于石油贫乏的国家, 我国的石油产量明显不能满足我国现在的发展速度的需要, 可是在外国采购原油也受到西方一些国家的重重阻碍与各种各样的限制, 所以我国必须发展煤制柴油技术。虽然在外国采购石油和天然气的非常艰难, 但是中国秉着与世界合作共赢的理念, 尽最大的努力与石油和天然气产量大的国家合作, 共同开发与采购。目前我国应该尽量保存国内的煤矿, 尽量利用高科技合成油在部分领域代替石油的用量, 再以煤制柴油做补充保证我国的高速发展。我国可以指定国内部分煤制柴油生产厂家的柴油作为石油的补充能源, 满足我国的能源供应。

二、煤制油发展历程

1建国后的发展。从我国的煤制油发展历程上看, 建国后的发展状态具有一定的研究价值。新中国成立之后, 煤油研究人员逐渐对煤制油的装置进行改进和完善, 采用水煤气炉来造气。进入三大改造时期, 煤制油的机械设备生产效率得到了高效提升, 每年可以获得较高的利润。全国不同地区都纷纷进行了煤制油的实验, 并且取得了良好的成绩。在工业生活生产中可以采用本国的柴油, 不再需要大量的进口。

2新时期煤制油的开发。20世纪80年代, 我国加大了对煤制油的开发利用力度, 科学院的研究人员在采用传统煤制油技术的基础上, 结合现如今的制备工艺, 研制出了分子催化剂等成分。在煤制油产业发展的过程中无论是柴油还是汽油的合格率都有所提升。从某种程度上还促进了工业的高效发展。90年代也是煤制油开发的黄金时期, 在这一阶段, 研究实验中可以大量地应用催化剂材料, 对柴油和煤油进行提纯, 同时产生较高的煤油附加值。在经济效益和社会效益上得到了明显的提升。这一阶段所使用的催化剂类型主要是以Fe-Mn超细催化剂为主。经过连续的运转和开发, 汽油的收率和品质都得到了高效的提升。在具体的合成工程中, 采用的是高品质的柴油技术以及煤制油工业软件的形式, 成功率相对较高。随着社会的不断发展, 量子化学计算原理在催化机理和流体力学的计算原理方面也得到了高效的应用, 研究人员的研究力度也在不断提升。经过多次试验, 工业设计数据的精准度逐渐增强。在研究过程中形成了煤基液体燃料合成浆态床工业化技术。我国在煤制油催化剂的应用和控制上已经达到了国际同类研究的标准。而且在某一方面还具有突出的优势。

3煤制油费托合成开发过程。在煤制油行业发展的过程中, 很多大型的企业也逐渐加入到其中。对液化煤制油的开发技术进行了优化, 并且通过了低温浆态床技术的成果鉴定。这是煤制油行业在发展的过程中取得的最高成绩。在这研究过程中, 出现了很多专业的人才, 为煤制油的发展做出了重要的贡献。在以后的发展中, 逐渐朝着产业化和专业化的方向发展。无论是在应用效率还是应用成分上都体现出明显的成效。煤制油技术的开发和应用达到了现代化的标准, 而诶技术的应用日臻成熟, 得到了高效的推广。

三、间接液化的技术关键和发展趋向

间接液化关键技术主要是指浆态床等温反应器和催化剂的应用。

1等温反应器。反应器包含固定床、流化床、浆态床等等。反应器的具体功能和构造如图1所示。这种反应器的特点主要可以表现在以下几个方面的内容:第一, 温度相对较低, 可以采用内锅式控制系统来直接对温度进行控制, 可见其灵活性相对较强。而且, 反应液床层温度的波动程度比较小。可以完全满足国内任何类型煤制油发展的需求。

2催化剂。费托合成催化剂是合成油的关键技术, 它是一个复杂的体系, 近上百年来, 人们对它不断地研究, 性能在不断提高。我国在费托催化剂的研究方面, 已经有20多年的历史, 近年来这方面的研究十分活跃, 国内的一些科研机构、大学对这类催化剂进行了大量的研究。有的单位对这些在研的催化剂进行分代标记, 说明这些在研的催化剂在不断进步, 性能在不断提高。

结论

(1) 目前国内的柴油是不够的, 汽油是过剩的。费托合成制汽油是不被推荐的, 原因是汽油的替代办法已经很多。 (2) 合成油示范厂的运行状态表明, 国内开发的新一代费托合成技术 (包括反应器、催化剂等全套技术) , 已经受了初步的工业化考验, 基本上达到“安、稳、常、满”的要求, 技术日趋成熟, 具备推广和适当扩大再生产的条件。 (3) 国内可以自行建设成套百万吨级规模化的煤制柴油装置。

参考文献

[1]中国煤制油技术实现重大突破[J].石油化工设计, 2013 (01) .

[2]中国煤制油技术研发向更广领域延伸[J].中国煤炭, 2012 (03) .

煤制油企业化验室检测项目的设置 篇3

检测项目设置是中心化验室建设的核心, 他决定着化验室的建设规模、人员配置、仪器设备购置等各个方面。通过控制化验室检测项目设置, 可有效控制化验室的投资、规模和检测能力。为充分发挥化验室的质量检测与控制职能, 确保其精简实用, 必须充分论证和科学设置化验室检测项目。

1中心化验室建设基本原则与检测项目划分

分析化验室是生产系统的附属与辅助部门, 煤制油企业中心化验室的基本建设原则是:在满足日常生产要求的前提下, 保证化验室精简实用。在设置检测项目时, 应优先设置检测频率高的必需项目;选择设置检验频率较低, 方法简单, 投资小的可选项目;检验频率低, 检测仪器昂贵, 检测方法复杂的检测项目则适宜委托专业检测机构负责。

以目前应用较为广泛的原料粉煤加压气化、合成气低温甲醇洗净化、合成气F-T合成制油品、油器精制加工的煤制油企业中心化验室建设为例, 根据检测控制的对象, 可将检测项目划分为原材料检测、主产品检测、副产品检测、过程控制检测、三废控制检测等几大类。

2原材料检测项目的设置

生产用原材料, 特别是生产主原料的质量, 对生产的平稳运行和对控制产品质量至关重要。原材料质量波动, 既增加生产操作难度, 也影响生产系统的稳定, 甚至影响到产品质量。因此应加强对原材料的检测, 严格控制其质量。

2.1 原料煤和燃料煤

气化装置是煤制油项目的工艺龙头, 气化炉的平稳运行对生产系统至关重要。为保证气化炉平稳运行, 除科学操作气化炉外, 还要加强原料煤的质量控制。原料煤水分对制粉和气化均有不利影响, 灰分过高会增加气化炉的负荷, 挥发分和硫含量则对气化效率和合成气质量有影响, 故需严格控制。此外气化工艺对煤粉粒度也有严格要求。因此化验室应设置原料煤的全水分、工业分析 (包括煤的水分、灰分、挥发分测定和固定碳的计算) 、硫含量、粉煤粒度等检测项目。

作为锅炉燃料的原煤, 除煤的水分、灰分、挥发分、硫含量外, 煤的热值对锅炉的操作与蒸汽产品均有很大影响。故燃料煤的检测项目至少应包括煤的全水分测定、煤的工业分析、煤中全硫的测定和煤发热量的测定。

原煤的煤灰成分, 可磨性, 结渣性, 热稳定性等虽然对气化炉的运行影响很大, 但在气化工艺方案选择时, 通常已安排了原煤试烧、煤质综合评价等工作。在正常生产过程中不必进行重复检测, 只有在原料煤产地改变或同一煤矿不同矿层发生重大变化时, 需检测这些项目。由于这些项目检测频率较低, 且部分仪器投资较大, 故不必设置此类项目, 必要时可委托专业检测机构进行测试与评价。

2.2 催化剂

催化剂在煤制油项目中应用广泛, 包括F-T合成催化剂、变换催化剂、甲烷转化催化剂、加氢催化剂、固体脱硫净化剂、分子筛等多种类型。一个性能优良的催化剂, 在提高设备生产力、改进产品质量、节能降耗等方面都起着重要的作用, 因此要确保催化剂质量稳定可靠。

催化剂入厂检验, 可依据供方出具的出厂检验报告对部分项目进行验证性检验。虽然催化剂活性、选择性、稳定性及寿命是催化剂的核心指标, 但因受专用评价装置和专业方法的限制, 很难实施检测。化验室可设置外观检测、机械强度测定、堆密度测定等常规检测项目。

2.3 辅助化学品原料

依据供方提供的出厂检验报告, 可对入厂化学品原料进行部分常规项目的验证性检验, 因此化验室设置产品外观与颜色、主含量、密度等检测项目。

3主产品检测项目的设置

产品质量关系生产企业的生存与发展, 因此必须建立科学的产品质量标准, 加强产品的质量控制, 确保出厂产品符合标准要求。产品标准中规定了产品的出厂检验项目和型式检验项目。化验室应至少设置各产品出厂检验所规定的检测项目;此外可根据实际检测需要, 设置型式检验项目中的部分检测项目。出厂检验项目的设置原则是, 既能有效控制产品质量, 又便于出厂检验, 同时兼顾相关国家或行业标准要求。

3.1 液化石油气

企业可根据生产实际、产品特点和市场销售需求, 选择或制定液化石油气的产品标准, 规定产品出厂检验项目。参照液化石油气产品标准GB11174-2011, 化验室可设置密度测定、蒸汽压力测定、C5及C5以上组分含量测定、残留物测定、硫含量测定等出厂检测项目。

3.2 石脑油

目前石脑油产品尚无国家标准, 因此可根据生产实际、产品特点和市场销售需求, 参考同行企业或同类产品, 制订出本企业的石脑油产品标准。化验室可设置能控制产品质量且操作较为简便的出厂检测项目, 如产品颜色、密度、水分、馏程、机械杂质等。

由于采用F-T合成工艺, 原料气已进行了精确脱除杂质的处理, 产品中的硫、砷、铅等杂质含量必然非常低, 没有必要进行上述项目的出厂检验。产品中烃类组成检测操作较为复杂, 不建议列入出厂检验项目。

3.3 柴油基础油

参照普通柴油GB252-2011和车用柴油GB/T19147-2009产品标准, 并根据生产实际和市场要求, 企业应制订柴油基础油的企业标准, 化验室可设置色度、酸度、密度、水分、机械杂质、闪点等出厂检验项目。虽然运动黏度、凝点、冷滤点、馏程、十六烷值、氧化安定性等指标对产品的质量影响很大, 但其检测设备投资大, 检测周期长, 不适合设置为出厂检测项目, 但可根据实际检测需要, 选择设置部分项目。

3.4 石蜡

企业应根据实际情况选择或制订石蜡产品标准, 并根据产品出厂检测要求设置检测项目。产品颜色、熔点、针入度、机械杂质等指标能较好地控制产品质量, 且分析操作实用性强, 可设置为出厂检验项目。运动黏度、含油量等检测仪器投资大、检测周期长的项目不建议列入出厂检验项目。

4副产品检测项目的设置

煤制油项目中的副产品主要有煤焦油、硫磺、硫酸铵、醇醚类等, 企业应根据生产实际、副产品特点和市场要求, 制订出相应的产品标准。并按照既能有效控制产品质量, 又便于出厂检验的原则设置各副产品的出厂检验项目。

煤焦油出厂检验可设置密度测定、水分测定、灰分测定、黏度测定等项目;硫磺可设置硫含量测定、水分含量测定、有机物含量测定等项目;硫酸铵可设置硫酸铵含量测定、水分含量测定、有机物含量测定等项目;醇醚类则可设置主含量测定、密度测定、水分含量测定、杂质含量测定等出厂检验项目。

5过程产品检测项目的设置

正常、稳定的生产过程是产品质量合格的保障, 因此要加强生产过程控制和过程产品的检测, 确保生产系统安全平稳运行, 过程产品质量符合工艺要求。企业应根据生产工艺要求, 制定出过程产品质量控制要求, 并设置相应的分析检测项目。依据煤制油项目生产实践, 煤粉气化工艺应检测煤粉粒度、水分;粗合成气工艺应检测气体组分、含尘量;精合成气工艺应检测气体组分、硫分、酸值;粗合成油工艺应检测馏程、水分、黏度等。

6三废控制检测项目的设置

为将煤制油项目建成造福一方的好项目, 在提高项目经济效益的同时, 还应兼顾项目的社会效益和环境效益, 因此要做好项目“三废”的严格检测和规范处理, 确保达标排放。

6.1 气体检测

除生产系统的在线检测外, 化验室还要根据需要进行气体采样检测, 检测项目可包括气体成分和其中所含杂质。

6.2 水质检测

煤制油项目涉及新水、锅炉用水、工艺循环水、排污水等多种生产用水的水质检测。化验室可优先设置色度、pH值、总硬度、电导率、化学需氧量等常规检测项目, 选择设置溶解氧、含油量、含铁量、总有机物、重金属、悬浮物等部分检测项目。

6.3 固体排放物检测

化验室应根据固体排放物的特点设置相应的检测项目, 包括堆密度测定、水溶性组分测定等检测项目。

7小结

煤制油企业在中心化验室的建设过程中, 应充分做好检测项目设置的研究论证工作, 科学设置检测项目。不同煤制油项目的工艺路线, 其过程控制和主副产品的检测内容差异很大, 中心化验室应与生产部门密切协作, 共同研究检测项目设置的必要性、合理性。

基于化验室在煤制油项目中的辅助与从属地位以及化验室建设的精简实用原则, 在确定检测项目时, 一是要结合生产实际需要和检测工作实践, 在保证质量有效受控前提下, 优先选用仪器简单、方法简便的低成本检测项目;二是要在满足正常生产检测要求前提下, 通过向外部委托部分检测项目, 尽量减少化验室检测项目的设置。

参考文献

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[11]赵忠宝.ZZ-89系列γ射线A型和C型煤灰分仪在煤化工企业的应用[J].煤炭加工与综合利用, 2012 (2) :43-46.

煤制油技术和产业化项目进展 篇4

通常煤制油废水的CODCr浓度为4000-6500mg/L、氨氮浓度为180-210mg/L、酚浓度为40-50mg/L等。煤制油废水的大量排放及废水成分复杂、难以生物降解的特点成为困扰我国煤制油行业的一个重大难题。

1 酸化法

酸化法即将废水调节至酸性, 利用酸性条件下产生的质子中和废水中胶体的双电层, 从而使废水达到破乳除油降低COD的目的。

煤制油废水中一般含有大量的表面活性剂, 这些活性剂能与废水中的油类等污染物形成一种稳定的乳化液。酸性条件下, 废水中的阴离子表面活性剂, 如皂类、高级脂肪酸盐类很容易被电性中和而失去稳定性, 乳化液中原有的平衡状态被打破, 从而破乳。另外, 酸性条件可以使废液中的乳化剂转变成乳化性能差且不溶于水的脂肪酸类, 从废水沉降出来, 从而达到破乳、降低COD的目的。

酸化法一般不单独使用, 而是作为预处理和其它工艺联合应用, 如:酸化-混凝法、酸化-Fenton法、酸化-SBR法等。酸化法的特点如下:

(1) 处理工艺简单, 占地面积小, 基建费用低;

(2) 操作简单, 有机物去除稳定且反应迅速;

(3) 酸性条件下对构筑物腐蚀严重, 增加构筑物防腐成本;

(4) 酸化过程所用强酸容易对操作人员造成伤害。

2 酸化-Fenton法

酸化-Fenton法是利用Fe2+和H2O2快速反应生成的氧化性很强的-OH来氧化分解废水中难生物降解有机物的一种水处理方法。酸化-Fenton法的机理是:过氧化氢与亚铁离子反应自身分解生成高氧化性的羟基自由基 (-OH) 和氢氧根离子 (OH-) 。其基本反应作用原理如下:

利用上述系列反应, 废水中的有机物RH被最终氧化生成CO2和H2O, 从而使废水中的有机物得以氧化分解, COD值大大降低。酸化-Fenton法在废水处理过程中有如下几个特点:

(1) Fenton试剂可以降解废水中的各种有机物, 可有效地氧化降解各种有机废水, 例如醇、醚、氯酚、除草剂、多聚芳香化合物废水等, 适用范围广泛;

(2) Fenton试剂为环境友好材料, 在处理过程中生成H2O、CO2、O2和氢氧化铁, 无二次污染;

(3) Fenton试剂对有机污染物降解彻底、快速, 多用于废水的深度处理;

(4) 酸化-Fenton法通过自由基反应可提高有机污染物的可生化性, 可为后续的生物降解提供有利的条件;

(5) 酸化-Fenton法也存在处理费用较高的问题。

3 盐析法

盐析法的原理是压缩油粒与水面界面处双电层, 使油粒脱稳。但该法由于操作简单, 费用较低, 所以使用较多, 作为初级处理应用广泛。

目前, 通常把盐析和反渗透相结合处理乳化油废水, 取得很好效果, 其要点是在含油废水中加入1%-4.5%的聚铝或水溶性盐, 在p H值2-5范围内混合均匀, 静止0.5-1h, 油分上浮, 除去漂浮油, 过滤, 此时油分去除率高达99%。而后用反渗透处理含铝盐或铁盐的水溶液, 盐几乎100%去除。透过水可以循环使用, 浓缩水在油水分离中循环。该方法不产生污泥、不排放浓盐水且处理费用比较低。

4 吸附法

吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物, 从而使废水得到净化的方法。根据固体表面吸附力的不同, 吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。物理吸附是指吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力 (范徳华力) 而产生的吸附。化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应, 依靠所生成化学键引起的吸附。吸附阶段主要有颗粒外部扩散阶段、孔隙扩散阶段和吸附反应阶段。

吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素, 理论上一切固体都具有吸附能力, 但是只有多孔物质或磨得极细的物质才能作为吸附剂。常用吸附剂主要有活性炭、吸附树脂、腐植酸类吸附剂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂等。在废水处理中, 吸附法多利用吸附剂的多孔性和高比表面积, 将废水中的溶解油以及其它溶解性有机物吸附在吸附剂的表面, 达到油水分离的目的。活性炭中的泥炭可用于去除废水中的乳化油, 所以在处理含乳化液废水中可作为破乳剂。有机吸附剂可分为天然改性和人工合成两类。有机吸附剂一般比无机吸附能力强, 二者可单独使用也可以混合使用。吸附剂的再生方法主要有加热再生法、药剂再生法、化学再生法、湿式氧化再生法和生物再生法等。加热再生法处理活性炭时, 炭的损失率高, 而且再生成本也较高。药剂再生法不但处理成本高而且易造成二次污染。因此, 化学再生法、生物再生法和湿式氧化再生法是今后活性炭再生方法的发展方向。

5 气浮法

气浮法也称“浮选法”, 其原理是设法使水中产生大量的微气泡, 以形成水、气、及被去除物质的三相混合体, 在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下, 促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后, 因粘合体密度小于水而上浮到水面, 从而使水中油粒被分离去除。气浮法在煤化工废水预处理中的作用是除去其中的油类并回收再利用, 此外对后续的生化处理还起到预曝气的作用。

6 化学混凝法

化学混凝法是向废水中加入混凝剂, 使之水解产生氢氧化物胶体及水合配离子, 中和废水中有机物表面所带的电荷, 并使这些带电物质发生凝集。混凝法一般作为预处理或后处理配合生物降解法使用。

6.1 混凝剂和助凝剂

水处理混凝剂应具有价廉易得、使用方便、混凝效果好且对人体健康无害的特点。混凝剂主要分无机盐类混凝剂和高分子混凝剂两大类。无机盐类混凝剂目前主要有铁盐和铝盐。铝盐中主要有硫酸铝、明矾及硫酸铝和硫酸钾的复盐。无机铁盐中主要有硫酸铁和氯化铁等。

高分子混凝剂主要包括无机和有机两类。聚合氯化铝、聚合硫酸铁是使用较广泛的无机高分子混凝剂。人工合成的聚合氯化铝对各种水质适应性较强, 适用的p H值范围较广, 对低温水效果也较好, 形成的絮凝体粒大而重, 投量约为硫酸铝的1/2-1/3。目前, 无机高分子混凝剂成为混凝剂开发的一个热点, 如聚合硅酸铁 (PFSi C) 、聚合硅酸铝 (PASi C) 等新型混凝剂, 与聚合铝相比, 其效能可提高10%-30%, 且价格相对较低, 应用前景广阔。有机高分子混凝剂有天然和人工合成两种, 它们都具有巨大的线性分子, 每一大分子有许多链节组成, 链节间以共价键结合。

6.2 混凝反应的机理

水的混凝涉及很多因素至今仍未完全清楚, 比如水中杂质的成分和浓度、水温、p H值、碱度以及絮凝剂种类和用量等都会影响混凝的效果。水中投加铝盐或铁盐絮凝剂后发生了水解和聚合反应, 水解和聚合的产物与水中胶体污染物进行上述四种作用生成了粗大絮凝体。同种胶体颗粒表面带有同种电荷, 这些胶体会受到静电作用而相互排斥, 排斥力和排斥能的大小随着颗粒间的距离和电荷数量而变化。颗粒间排斥能越大就越难靠近, 也就越不利于絮凝沉淀。加入电解质后, 水中的电解质离子可以和部分颗粒表面电荷发生中和反应, 从而减小扩散层厚度并降低排斥能, 形成絮凝体。目前得到广泛认同的混凝机理包括:压缩双电层、吸附电中和作用、吸附架桥作用和网捕作用。

7 结束语

总之, 随着煤制油行业的不断发展, 煤制油废水的排放量越来越大, 同时煤制油废水难于处理, 给环境带来了很大的压力。因此, 研究煤制油废水的处理工艺使之达标排放对于保护水环境和人体健康具有重要意义。

参考文献

[1]李豪, 汪晓军.Fenton-曝气生物滤池深度处理焦化废水[J].净水技术, 2009 (05) .