现代煤化工技术（精选12篇）
现代煤化工技术 篇1
近年来,随着国际原油价格的不断攀升,国内以价格相对低廉的煤炭为原料生产甲醇、烯烃、甲烷(天然气)、液体燃料等清洁燃料和可替代石油化工产品为主的现代煤化工产业在国内获得了迅猛发展。随着煤制烯烃、煤制天然气、煤制油等一系列现代煤化工项目的成功产业化,我国已俨然成为现代煤化工技术发展和应用的高地。
煤气化就是将煤炭通过部分氧化过程转化为以一氧化碳和氢气为主的合成气,合成气经过净化后进入下游,生产基础能源和化工产品(甲醇、乙二醇、天然气等)。按进料及反应方式的不同,业内把煤气化工艺分为固定床、气流床、及流化床等不同工艺流派。其中,固定床技术以其更高的一次甲烷产率,在目前国内煤制甲烷(天然气)项目中获得较多应用;以气流床为代表的先进煤气化技术,因其更优的合成气转化效率及排放标准、更高的单炉产气规模、国内外杰出的应用业绩,近年来在国内大型煤气化项目中(煤制油、煤制甲醇及烯烃等)获得更为广泛的产业化示范和商业运行。按煤进料的方式,气流床工艺可以分为以GE(原德士古)为代表的水煤浆进料湿法气化技术和以Shell、西门子GSP、航天炉等煤粉进料为代表的干法气化技术。
作为现代煤化工项目的核心和“龙头”技术,煤气化装置为煤化工全厂提供可靠的化工原料和燃料供应(合成气,即一氧化碳和氢气)。随着现代煤化工项目规模不断扩大,原料(煤、石油焦、渣油等)选择范围的不断拓展,工艺流程及系统整合程度的不断提高,其对上游原料和燃料的供应可靠性及高效性也提出更高的要求。可以说,气化技术的合理选择在很大程度上决定了煤化工项目的整体成败。
1 近年国内煤化工项目气化技术选择遇到的突出问题
表1列示了目前国内已投产的大型现代煤化工项目(100万t/a以上煤制甲醇及下游产品、100万t/a煤制油规模项目)。由表1可见,近年来国内煤化工产业在项目规模、下游产品方案、工艺整合及能源转化效率、环保排放、经济效益等各领域均取得显著进步和突破。
同时,应该注意到,近年来国内煤化工项目发展并非一帆风顺。其中,气化技术选择及其原料的适应性成为一大突出问题。这给项目的顺利投产、装置的可靠稳定运行、上下游流程的优化和能效提升都带来了挑战。
1.1 煤种与气化工艺不匹配
任何一种煤气化技术都有其特有的原料选择性和适应性。应该说,目前业内尚无一种煤气化技术可以适用于国内几乎所有常见煤种,并在可靠性和经济性上还能体现出与其他气化工艺的比较优势。
煤种与气化工艺不匹配,或者实际操作煤种的变化将影响气化过程的能耗及物耗指标。此外,原料煤中的氯根离子含量、钠钾离子含量也将会在气化装置实际运行过程中造成设备材料的腐蚀和结垢等问题。在前期气化工艺选择过程中若不考虑煤种匹配问题,将会对投资建设过程中设备材料选择,运行过程中的消耗,甚至对气化岛的可靠稳定运行带来显著不利影响。
以国内某大型煤制天然气示范项目为例,2013年正式供气阶段因更换气化煤种导致气化炉“消化不良”,造成气化炉内壁严重腐蚀及频繁停车。
1.2 忽略全局,片面从气化岛个别消耗指标评估技术
当前,国内煤气化技术发展呈现出百花齐放、百家争鸣的现象,给煤化工技术选择带来更多的复杂性。部分项目业主在进行煤气化技术选择时,往往会更多地关注气化岛碳转化率、比煤耗、比氧耗等关键指标,却忽略了煤气化工艺作为整个煤化工项目整体的“龙头“技术而从原料煤适应性、整体投资费用、原料消耗(原料煤、燃料煤)、公用工程消耗(氧气、氮气、水、电、汽等)去综合评估技术,并通过项目整体投资回报率、单位终端产品生产成本等综合指标评估技术可行性。
1.3 气化工艺与动力岛整合度不高,项目整体能效偏低
由于煤化工项目投资大,技术整合程度高,关键技术仍处于产业化示范阶段,业主对项目的可靠性要求会更高。因此,业主在配置动力岛时往往会选择较为保守的方案配置,通过牺牲经济性和能源转化效率来确保动力(电力和蒸汽)供应的稳定性和可靠性[1]。以目前国内投产的40亿m3/a煤制天然气项目为例,全厂加热蒸汽负荷为3 694 t/h,动力蒸汽负荷为855 t/h,用电负荷328.4 MW,工艺副产蒸汽2 125 t/h,热电车间配套7台470 t/h,9.8 MPa锅炉,2台100 MW抽凝汽轮发电机组加3台3 MW抽背式汽轮发电机。该项目虽然理论上可以满足化工项目用电需求,但受单机规模小、锅炉数量多、凝汽量大、副产蒸汽利用率低等不利因素制约,公用工程能耗约占总耗能29%,在一定程度上影响了项目的能源转换效率[2]。
2 气化技术选择主要考虑因素
结合近年来国内煤化工项目气化技术选择遇到的突出问题,以及《能源发展“十二五”规划》对我国煤炭深加工产业提出的更高要求。笔者认为,气化技术选择需要从煤种适应性、投资经济性及项目执行、运行可靠性、全流程能源转化效率、气化岛与动力岛的优化整合等方面综合衡量,并作出科学决策。
2.1 遵循以煤种定气化原则,拓展气化技术的原料适应性
从原料适应性考虑,煤气化技术不存在先进与落后之分,以煤种确定气化工艺这一原则已逐渐获得业内普遍认可。
影响气化工艺选择、设计和运行的关键煤种参数包括煤阶、灰分和水分;此外,氯和氮等元素含量也对气化装置的投资和运行有重要的影响[3]。
2.1.1 煤阶
煤阶对气化的影响主要体现在活性和成浆性。根据煤阶的不同,煤可分为褐煤、烟煤和无烟煤。
褐煤活性高、热值低、内水高,成浆性差。如果通过提质或级配等工艺提高其成浆性能,褐煤同先进的气流床气化工艺结合是可行的;烟煤热值高、含水量低、成浆性好,被认为是最适合气流床水煤浆气化工艺用煤;无烟煤煤化程度高,但灰熔点高、成浆性好,反应活性差,过去通常被认为不适合湿法气化,但是应用GE水煤浆气化工艺的桐梓项目的顺利开车和成功运行证明,无烟煤湿法气化在技术上是可行的。
2.1.2 灰分数据
影响气化的灰分数据主要包括灰分含量、灰熔点及其粘温特性,对气化装置的性能和操作有着非常重要的影响。对于任何气化工艺,灰分含量升高,都将增加氧耗和煤耗,并加大了气化系统的处理负荷和装置安全可靠长周期运行的难度。
对于湿法热壁工艺,灰熔点是实现液态排渣,并确保在耐火砖表面形成渣层以保护耐火材料的最重要指标之一;对于干法冷壁工艺,灰分含量及灰熔点亦是确保灰渣在水冷壁实现挂渣,并保护水冷壁不被烧穿的重要考虑因素。
2.1.3 水分
对于湿法气化,水分越高,将增加输送成本和难度,影响湿法工艺制浆稳定性及制浆后的煤浆浓度;对于干法气化,水分高将增加磨煤干燥制粉过程能耗。
2.1.4 氮和氯
在气化炉中小部分氮反应生成了氨。部分氨存在合成气中,部分留在水相中,并且可在气化装置的水系统和变换的冷凝液系统循环累积。过多氨可能导致气化单元和下游的变换和净化单元的相关管道设备的结垢腐蚀,以及气化外排灰水中的氨氮过高。
氯根离子对不锈钢等材质的腐蚀性,将影响气化装置的材料选择,无论对于何种气化技术的装置投资和运行费用都具有显著影响。
笔者认为,对于具有良好反应活性和成浆性、适宜灰熔点和粘温特性、适度水含量、低氮和氯的煤种,选择成熟稳定、业绩广泛、投资和运行成本经济的水煤浆湿法气化工艺,对确保项目下游化工原料和燃料稳定供应,实现项目“安、稳、长、满、优”运行具有显著意义。
随着近期国内煤炭行业的深度调整,煤炭市场整体将会出现较为长期的供大于求现象,给煤气化技术原料选择带来了前所未有的机遇。笔者认为,具有上述特性煤种,国内储量丰富、产量巨大,运力充足,并以国内神府东胜地区和新疆部分地区为主。该地区煤炭产量已占国内煤炭总产量15%以上。此外,气化技术的发展也不断拓展煤种的适应性,以水煤浆技术为例,实际运行煤种除神府煤外,也已经拓展到鹤岗、宁东、新疆准东、贵州(无烟煤)等不同煤种。
2.2 投资经济性及运行可靠性
煤化工项目投资额大,特别是上游气化装置,其投资一般占项目总投资比例10%～30%(依据终端产品而不同)。投资经济性可以从以下几方面考虑。
2.2.1 技术成熟、项目建设“短、频、快”
煤化工作为技术密集型产业,对上下游技术整合要求非常高。但是,技术整合度高并不意味着一味选择工艺复杂的所谓“先进”技术;相反,现代化工产业理念更提倡“精于心、简于形”,即在满足煤化工上下游基本工艺和性能要求下,尽可能使工艺流程简化,以最大幅度降低项目设计和建设投资,并优化运行,减少故障点。
此外,项目执行“短、频、快”也对投资经济性产生很大影响,也是最容易被人忽视的因素。以国内40亿m3/a煤制天然气项目为例(总投资约220亿元),自有资金率35%,按市场资金成本(7.5%利率),项目执行因各种原因延期1年的资本化利息约12亿元。按照现行的会计准则,该笔资本化利息将在项目建成后通过折旧费用增加年运行费用约1亿元。此外,项目开车阶段的各项安装、运行、调试费用,人工成本等所有使设备达到预定可使用状态的支出,都将计入固定资产,并在投入商业化运行后的每年,通过折旧费用影响产品成本。如果项目执行阶段显著延期,装置难以达到预定可使用状态而无法投入商业化运行,可能导致项目实际投资超过计划,并让项目在今后的运营中长期背上沉重的历史包袱(每年过高的折旧费用),而气化工艺选择不合理正是其项目执行产生重大延期的主要因素之一。可见,有效的项目执行对投资经济性具有非常重要的影响。
2.2.2 通过规模化效应进一步降低气化岛总体投资
以国内180万t/a甲醇制60万t/a烯烃项目为例,气化岛采用GE的900 ft3 (25 488L)(3.2 m反应室内径)气化炉,单炉可产标准状态有效合成气(一氧化碳和氢气)约11万m3/h,单台气化炉有效气产能基本满足约1 200 t/d甲醇产量,气化炉按照5台开加2台备的方案配置;若采用在国外已具有成熟、可靠运行经验的GE 1 800 ft3 (50976L)气化炉,按照同等规模,气化炉配置有望减少至3开1备,气化岛总投资可降低约15%～20%,优化了项目整体投资经济效益[4]。
2.2.3 运行可靠性
与传统石油化工项目相比,以煤制烯烃、煤制天然气、煤直接和间接液化及其多联产等为代表的现代煤化工项目的工艺流程更为复杂、整合度更高。气化装置为项目提供能源(燃料、蒸汽)及下游化工产品所需的合成气原料,其运行的可靠性对整个项目的经济性影响巨大。应该说,稳定可靠运行是确保项目经济效益的基础。以国内40亿m3/a煤制天然气项目为例,因气化岛意外停车一次(按停车一天计算),造成的全厂直接(开停车、装置损坏及损耗、检维修等)和间接损失(下游天然气甲烷产品产量损失)至少2 000万元人民币。
以水煤浆气化工艺为例,通过开、备炉配置方案,全年可顺利实现按计划的检、维修及开、备炉之间的灵活切换,最大限度杜绝因气化岛非计划停车影响下游产品负荷,甚至全面停产的情况。以神华包头煤制烯烃项目为例,其采用GE水煤浆气化工艺5开2备方案,2013全年保持安全、稳定、长周期、满负荷运行(安、稳、长、满),产品质量稳定,生产甲醇180万t,生产聚乙烯26.97万t,聚丙烯27.53万t。
2.3 能源及物料消耗指标
——从全流程角度考虑气化技术选择
气化岛的能源及物料消耗从经济效益上分析,主要体现为生产成本中的可变成本部分。考虑到气化岛原料制备(粉煤洗选、干燥及输送、煤浆制备)需消耗可观能量,且不同压力等级合成气对下游化工产品生产合成的能耗亦有显著影响,业内普遍认为:分析气化工艺的能耗及物耗指标,需走出单纯考虑气化岛单一界区消耗指标,甚至是某一气化反应指标(如碳转化率)这一传统误区,而应该结合实际气化煤种特性,从上下游全流程角度,在相同界区内综合评估能耗(水、电、蒸汽)及物耗(原料煤、氧气、氮气等输送气)综合指标,并合理考虑副产品及副产蒸汽回收的效益。
2.3.1 煤质
鉴于水煤浆气化工艺在国内的成熟应用,原料煤成浆性被广泛作为气化技术选择过程中优先考虑的指标。湿法水煤浆中一定比例水参与部分氧化的气化反应,在一定程度上影响了气化反应的能源转化效率;粉煤干法气化需考虑粉煤的洗选、干燥及气体输送,需要消耗相当的动力及输送气体。针对特定煤种及下游产品要求,两者的能耗(电、蒸汽)及物耗(原料煤、氧气)指标会在某一成浆浓度下达到一个平衡点。业内普遍认为,具有良好成浆性能的烟煤是湿法气化最合适的煤种;对于成浆性较差的煤种根据不同煤种级配水煤浆浓度可提高4%～8%;在采用上述方案后,对成浆性提升有限的情况下,从能耗及物耗角度考虑可采用其他干法气流床或固定床气化工艺。
2.3.2 下游不同产品方案对气化压力等级要求
部分煤化工下游产品的生产合成对上游合成气的压力也有要求。以煤制甲醇及烯烃为例,如果采用水煤浆湿法工艺,气化压力等级可以达到8.7 MPa,显著高于其他干法气流床及传统固定床工艺,更高的合成气压力等级可以实现下游甲醇的等压合成,大大节省甲醇生产环节的压缩功及冷量等能量消耗。以国内180万t/a煤经甲醇制烯烃项目为例,通过采用8.7 MPa高压气化方案,煤制烯烃全厂能效可较传统气流床工艺提高2.0%以上,降低甲醇生产成本5%以上。
2.4 废热锅炉方案实现合成气—蒸汽—电力的多联产
——能效提升,节能减排
随着我国煤电、煤化工产业迅速发展,国家对提高能源转化效率,减少污染物排放要求越来越高。《煤炭深加工示范项目规划》(征求意见稿)对煤炭深加工项目的能源转化效率更是提出了具体要求。以煤制烯烃为例,要求基本能效不小于40%,先进水平能效不小于44%。以煤气化为龙头的现代能源化工将是未来煤炭深加工产业的发展方向,而以煤气化为中心的合成气(氢气、燃料气)—蒸汽—电力及IGCC多联产是未来能源化工产业发展的重要模式。IGCC的综合能效高于传统燃煤蒸汽循环发电,并为碳捕捉和封存技术(CCS)创造了条件[5]。
如图1所示,通过采用先进的废热锅炉装备回收气化反应生产的高温合成气热量,并副产压力超过13.5 MPa的高压蒸汽,若再考虑配备合成气燃气轮机,可实现气化岛蒸汽—化工原料气—燃气的多联产,对全厂能效提升及节能减排具有显著效果。
特别是《大气污染防治行动计划》提出了“京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站”以后,从目前煤化工项目申请与核准情况来看,新建项目要想配套低效的燃煤锅炉可谓“难于上青天”。有鉴于此,以煤气化为“龙头”的多联产方案成了当前煤化工发展过程中兼顾环保、项目审批和经济效益的最有效方案。
3 总结
按照《能源发展“十二五”规划》要求,“十二五”期间,我国煤炭深加工产业已经进入总结现有示范项目经验,并按照能量梯级利用、节能减排等要求稳步开展升级示范的新阶段。这给煤气化工艺的技术发展与升级示范也提出了新的课题。气化技术的选择需要结合项目实际情况,从原料适应性、下游产品方案、技术的可靠性、能源转化效率等综合因素考虑问题,从全流程角度进行技术经济分析并综合评估;同时,通过借鉴并引进与辐射废锅工艺为代表的国外先进成熟技术及项目运行经验,并适时应用于国内一批新建的大规模煤炭深加工项目,则可行性强,技术风险可控,并为国内相关装备产业的发展及技术进步提供了更好的平台。
参考文献
[1]方斌,冯大任,胡凯.通过技术升级实现现代煤化工的产业升级探讨[J].中国能源,2014,36(5):40-44.
[2]陈丹江.新型煤化工呼唤大型动力岛[N].中国化工报,2012-10-14.
[3]瞿海根,单华伋,冯大任.煤气化技术选择设计中的主要考虑因素和依据[J].化学工业,2013,31(9):26-29.
[4]方斌,胡凯.GE大型化气化工艺产业化历程及其发展[J].化学工业,2014,32(8):44-47.
[5]白颐,王钰.通用电气公司废热锅炉流程气化、液体零排放及煤气化联合循环发电技术评论[J].化学工业,2013,31(8):45-47.
现代煤化工技术 篇2
如果要问 “ 十一五 ” 期间，哪个化工产业最热，答案无疑是煤化工。如果要问“十二五”期间，哪个化工产业可能最热，答案无疑还是煤化工。“十一五”期间，我国煤化工多项成果创造了世界第一，特别是世界首套煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇示范项目全部完成，成为全球煤化工产业化水平最高的国家。
“十二五”期间，伴随着各省煤化工规划的陆续出台，一场现代煤化工的产业链战争已经悄然打响。记者了解到，全国有近20个省（区、市）在“十二五”规划中提出，要把煤化工打造成支柱产业。根据各省的初步规划数据，总投资额将超2万亿元。
各省在“十二五”期间投资的热点，主要集中在现代煤化工五大产业链上。但哪条产业链最终能够胜出，还要看天时地利人和。
煤制油产业化仍会慎重
从全球战略角度考虑，煤制油在我国具有战略意义。神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯分公司总工程师舒歌平表示，目前神华已经投产的鄂尔多斯煤直接液化项目的完全成本在每吨3000元左右，按照热值换算，相当于国际油价47.5美元/桶时的成本。如今，国际油价已突破100美元/桶。不少专业机构都预测，在 “十二五”期间，油价仍会保持高位。因此，煤制油具有成本竞争优势。在这种情况下，各省目前有诸多煤制油项目在做前期规划。根据记者统计，目前国内预期产业化的煤制油项目有9个，规模达年产3820万吨油品。据此测算，国内目前的煤制油项目投资额将达到3800亿元左右。
但是，不少专家认为，“十二五”期间，煤制油的发展还是应该慎重。原因有多方面。
首先，煤制油能量转化率及资源利用率较低。生产1吨油品需消耗约4吨煤、10吨水，其二氧化碳排放量也很大。因此，煤制油只能作为国家应对不时之需的战略性技术储备，不宜作为产业化发展方向。
其次，目前的煤炭价格尚未完全考虑安全生产成本和环保因素，未来煤炭完全成本的显性化会使煤制油的成本优势缩小。这也会在未来几年大大增加煤制油的生产成本。
因此，政策对于煤制油产业的发展始终持谨慎态度。到目前为止，国家发改委接连颁布了多道禁令，一律停止实施其他煤制油项目。记者了解到，“十二五”期间，政策对煤制油的谨慎态度还将延续。国家能源局煤炭司司长方君实此前就表示，现在国际上石油的资源尚非常丰富，煤炭的转换效果如何还要经过示范，用煤炭去替代石油的经济性有待评价。现有的煤制油等煤化工工程“十二五”能发展到什么程度还不好说。
煤制烯烃有可能产业化
烯烃是一种基础化工原料，被认为是一个国家化工行业水平的标志。目前我国已经掌握了国际上传统的石油制烯烃工艺，能运行百万吨级烯烃项目。石油价格的上涨和我国石油对外依存度不断提高的双重压力，催生了我国煤制烯烃产业的兴起，其中煤基甲醇制烯烃极具吸引力,并有望部分替代传统的烯烃产品。目前，除神华包头煤制烯烃示范工程外，省级核准的煤制烯烃工业化示范项目还有2个，分别是神华宁煤集团52万吨/年和大唐集团50万吨/年煤制烯
烃项目。据中国石油和化学工业联合会的统计，国内其他在建和规划建设的煤制烯烃能力约1856万吨/年，加上上述国家和省级核准的示范项目，目前国内共有在建、拟建以及处于规划阶段的煤制烯烃项目29个，烯烃产能达2018万吨/年。“十二五”期间，我国对乙烯产品仍将保持较高的刚性需求。因此，煤制烯烃有望具备产业化条件。
一是煤制烯烃有先进技术提供支撑。“十一五”期间，我国在甲醇制烯烃的研发方面取得了一系列突破性进展，突破了以催化剂为核心的一系列关键技术，终于打通甲醇制烯烃技术链条。2010年5月，大连化物所又研发成功新一代甲醇制烯烃技术(DMTO-II)并完成工业性试验，进一步提升了甲醇制烯烃的经济性。在“十二五”期间，这些技术还将得到优化和完善，为煤制烯烃的产业化提供技术支撑。
二是煤制烯烃工业项目打下了基础。2010年8月8日，世界首套年产60万吨甲醇制低碳烯烃工业装置在包头神华投料运行一次成功。截至“十一五”末，神华、大唐的煤制烯烃项目都已成型。而其他著名企业，如陶氏化学、道达尔、中石化也都介入该领域。目前国内已有多套大规模装置在运行。因此，“十二五”期间，中国的煤制烯烃将拉开产业化序幕。
但是，煤制烯烃要真正产业化并产生经济效益还面临较多的制约因素。很多煤制烯烃装置位于煤炭资源丰富的地区，但水资源、环保、技术等多重约束正制约着产业的发展。“在今后相当长时期内，石油路线烯烃仍将处于主导地位，而煤制烯烃主要是起补充作用。政策将根据环境和资源承载力实行总量控制，适度发展。”石油和化学工业规划院副总工程师刘延伟说。
煤制乙二醇或成新亮点
去年底，一则新闻在我国乃至全球精细化工领域引起轰动，那就是，全球首套工业化示范装置——内蒙古通辽金煤化工公司煤制乙二醇项目一期工程、年产20万吨煤制乙二醇项目顺利打通全线工艺流程，生产出合格乙二醇产品。目前，煤制乙二醇正受到越来越多的关注。由于开创了乙二醇生产新的原料来源，煤制乙二醇的工业示范被列入石化振兴规划。分析人士认为，由于乙二醇市场成熟，价格较高，煤制乙二醇盈利前景良好，或将成为我国“十二五”期间煤化工产业新亮点。
首先，国内乙二醇的供需缺口较大。乙二醇是一个非常重要的化工原料，目前国内市场缺口为每年500万吨。如果这500万吨逐步转向由煤头制造来替代，对应 的则是约500亿元的巨大投资市场。一份业内研究报告也显示，到2012年，我国乙二醇的总产能为460万吨／年，按照开工率75％计算，产量应该在 345万吨左右。而需求方面，预计到2012年，我国乙二醇的消费量将超过1050万吨，供需缺口将达到705万吨。我国目前建设和规划中的煤制乙二醇项目累计已达300万吨产能。因此，煤制乙二醇未来10年有巨大的市场空间。
其次，一些新的项目正在逐渐进入量产阶段。目前，有众多公司纷纷上马煤制乙二醇项目。新年伊始，各地又传来上马乙二醇项目的进展消息。东华工程科技股份有限公司最近发布公告称，该公司与黔西县黔希煤化工投资有限责任公司签订30万吨/年乙二醇项目总承包合同。最近从内蒙古也传来消息，呼伦贝尔市计划建设年产40万吨煤制乙二醇项目，目前该项目处于备案阶段。
“煤制乙二醇技术十分适合我国缺油、少气，煤炭资源相对丰富的资源国情。但我国煤制乙二醇的竞争对手不仅包括国内的一体化石化企业，也包括中东地区以低价乙烷或者石脑油生产乙二醇的企业。在“十二五”的前几年里，我国对乙
二醇的市场需求将稳步上升，煤制乙二醇的生产成本、工艺技术的可靠性，以及装置能否实现稳定运行将是决定其竞争力的关键。”山西化工行业协会煤化工专家白玉祥分析指出。
煤制天然气将会规模化
从2010年以来的情况看，煤制天然气是我国新型煤化工的重要方向，主要集中在新疆、内蒙古和山西等地区。石油和化学工业规划院专家对记者表示，目前中国拟建的煤制天然气规模已近1000亿立方米，大概需要5000亿元的投资额。截至目前，国家发改委已经批准了5个煤制天然气项目，我国规划建设的煤制天然 气项目规模已经超过300亿立方米，总投资超过1800亿元，成为继煤制油之后的煤化工领域投资热点。在“十二五”期间，以煤为原料生产天然气，将会作为液化石油天然气和常规天然气的替代和补充。
从另一个角度看，煤制天然气适应了我国人民生活水平提高对清洁能源的迫切需求，可纳入“民生工程”。这使煤制天然气在政治上得分。国家有关部门提出，到 2020年我国天然气市场规模预计将达到4000亿立方米／年。但即便是这个数字，也仅占我国能源消费总量的6%左右，远低于当前世界平均24%的水平。与煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇等技术尚未成熟，需要通过工业化示范来验证相比，煤制天然气示范项目的意义主要是在经济性和运行管理上，技术问题相对少一些。一位业内人士告诉记者，在经济合理的前提下，“十二五”期间，在重点地区适度、规模化发展煤制天然气项目是可行的。煤制天然气如今也已经具备了相当可观的盈利前景。数据显示，目前内蒙古和新疆的煤制气成本在每立方米1元～1.5元，加上管输费用也不过每立方米2元～2.5元，而西气东输二线城市门站平均价格为每立方米3.28元。
记者在采访过程中得到的统一看法是，在新型煤化工中，煤制天然气的竞争力是最强的。
煤制二甲醚产能面临大考
二甲醚是甲醇的重要下游产品之一，在我国市场主要替代液化石油气用作民用燃气和替代柴油作为公交车燃料。从目前的生产形势看，全国各地已形成一批数十万吨到数百万吨规模不等的二甲醚制造基地。但据一些业内人士分析，“十二五”期间，国内二甲醚将面临产能过剩的困扰。
现代煤化工技术 篇3
关键词：现代管理技术 化工设备 运用
1 化工设备管理运用现代管理技术的必要性
化工企业不同于其它生产企业，其生产工作具有较强的连续性。而现代设备管理技术作为全新的管理模式，可以极大地提升化工设备管理的效率。
1.1 运用现代管理技术是企业发展的必然选择。在当今市场竞争环境下，企业要想发展扩大，就必须要不断地提高企业的市场地位，而提高市场地位的根本措施就是提高企业的生产效率、降低企业生产成本，而机械设备则是影响企业生产的重要因素，通过现代管理技术可以规范机械设备的运行制度，提高对设备的管理水平，并且在现有的管理制度上，优化管理模式，增强了对机械设备的安全运行管理，避免了机械设备的故障发生率，实现企业的安全、高效生产。
1.2 运用现代管理技术是安全生产的需要。化工企业在生产的过程中要随时监测设备的运行情况，因为一旦机械设备发生故障，就有可能造成重大的安全事故。通过现代管理技术中的网络技术可以实现对设备运行的动态监测，可以及时将潜在的危险、故障等信息上传给管理部门，帮助管理部门制定相关的预防与维修措施。
1.3 运用现代管理技术为设备管理与维修提供了重要依据。随着市场竞争激烈程度的加深，企业必须要提高工作效率，降低故障发生率来提高企业在市场中的地位，而机械设备作为易耗品，其必然会存在发生故障的可能性，而运用现代管理技术则可以快速的查找故障发生的原因，进而快速制定维修方案，将机械设备尽早的投入到生产中。
2 现代管理技术在化工设备中的具体应用
2.1 系统工程在化工设备中的应用。系统工程是一项综合性管理技术，融信息学、现代信息管理学、数学等众多门类知识于一体。系统工程在化工设备中的应用主要体现在运筹学的相关理论，其主要体现在：化工设备的安装布局等需要根据化工生产工艺要求确定合理的位置，并且根据企业的生产量以及发展规模合理分配资源；结合企业自身发展实际，制定科学合理的维修方案；理论对设备的使用进行合理的调度安排，并且根据设备情况、生产任务安排等对库存设备的应用制定备份计划表。
2.2 网络技术在化工设备中的应用。系统工程在化工设备中的应用包含网络技术的成分，因为网络技术对于化工设备的管理具有重要的积极作用。随着网络时代的发展，化工设备的自动化、大型化特征，需要设备管理要借助网络技术的优势，通过网络技术实现设备管理资源的优化配置，进而提高设备维修效益，降低企业生产成本。网络技术在化工设备中的应用主要表现为：一是应用网络技术合理优化资源。比如在根据化工企业生产工艺的布局的不同，可以利用网络技术对企业的不同生产工艺进行分析，进而根据企业生产工艺要求和机械设备的操作性能合理分配生产人员，实现人员的资源负荷平衡；二是应用网络技术缩短工程工期。为了保证生产计划的顺利实施，设备维修都要规定其工期。而为保证在工期内完工，就必须要对整个工程进行合理的安排与调整。通过网络技术可以自动优化整个工序安排，从而缩短了工程工期。
2.3 计算机在化工设备管理中的应用。计算机作为现代管理工具的代表，其在设备管理中发挥的作用越来越重要，因为计算机所具备的数据运算功能能够有效的解决化工设备中的数据模型所存在的问题，同时可以借助计算机的随时监控功能实现对化工设备运行过程中的监测。总之计算机在化工设备管理中具有广泛的应用前景。
①计算机为设备维修提供了便利条件。首先运用计算机的编制程序，可以制定设备维修汇表，记录设备的短期维修记录情况和长时间的维修计划，一方面便于维修人员查阅信息，另一方面也有效地避免了漏检情况。其次能够为维修工作提供重要的数据参考。设备发生故障后，维修人员可以借助计算机辅助功能对故障进行定位，维修人员也可以参照计算机中的维修记录确定故障原因。最后通过计算机可以将维修的结果进行系统分析，进而确定维修缺陷，帮组维修人员及时的调整维修计划，提高设备的运行效益。
②计算机使得备品配件管理工作井然有序。首先通过计算机管理系统可以对化工设备的库存情况进行汇总与分析，掌握化工设备配件的使用情况，及时购买即将断缺的配件，避免出现因为没有相应配件而导致设备维修工期延时的现象出现；其次利用计算机可以对仓库的账务进行管理，避免人为操作账务出现弄虚作假的现象发生；最后化工设备的配件价格比较昂贵，而且其价格也容易受到各方面的影响出现波动，因此需要借助计算机对化工设备的价格进行监测，使得在合适的时候购买，降低企业的成本支出。
2.4 ABC管理法在化工设备管理中的应用。ABC管理法在设备管理中的應用体现在重点设备管理法上，这种管理法是根据生产设备发生故障后和修理停机时对产量、质量、成本、安全、交货期等评价因素的影响程度与造成的生产损失大小，将设备划分为A、B、C三类， 其中A类为重点设备，是企业的关键设备，其约占生产设备的5%-10%，B类设备是主要设备，占生产设备的10%左右，C类设备为一般设备。
3 结束语
总之，高效合理运用现代管理技术可以极大地提升企业的设备管理效率，推动企业健康稳定发展。
参考文献：
[1]黄永军.探索化工设备管理新思路全面提升设备管理水平[J].中国化工贸易，2013（11）.
[2]孟强.论化工企业设备管理[J].城市建设理论研究，2013（33）.
现代煤化工技术 篇4
首先, 教材内容落后。笔者上课使用的教材——现代煤化工生产技术, 是目前市面上最新、最能代表煤化工新技术的教材, 但毕竟教材内容固定, 不能体现区域煤化工企业工艺岗位群的知识需求, 无法与区域煤化工企业工艺技术较好的对接。如在“十一五”新疆地区煤化工项目以“煤制甲醇”为主, 但由于甲醇下游产品开发技术滞后, 导致甲醇市场的暂时饱和;“十二五”新疆地区新上煤化工项目以“煤制天然气”为多, 但本教材并未涉及到天然气生产技术。第二, 教学手段落后, 实践教学环节薄弱。课程涉及很多工艺、设备结构、操作技能等, 由于煤化工行业属于高危行业, 煤化工生产企业的现场实习受到很大的限制, 即使有条件进行现场认知实习, 作为没有实际操作经验的学生也不可能进行实际行之有效的操作。单纯地教授理论, 根本不能使学生对抽象复杂的反应原理、设备结构、操作技能等真正理解和掌握, 实践操作能力更不可能得到提高。第三, 课程评价方法多以终结性的理论考试为主。学生考完就忘, 更谈不上对知识的理解与运用。
二、课程改革思路
现代煤化工生产技术课程改革主要思路按以下六步实施, 明确课程目标——确定教学内容——确定教学方法——开发教学资源——建立评价方式。
(一) 明确课程目标
以就业为导向确立课程的目标, 必须研究行业企业的需求。为了使毕业生更贴近企业人才的需求, 通过企业调研, 并结合甲醇分离工、甲醇合成工、煤气化工等工种的技能要求, 最终确定了以知识、能力、素养三方面为主的教学目标。注重培养学生的社会适应能力, 综合职业能力, 以及情感、态度、价值观等多种素质相融合的课程目标。
(二) 确定教学内容
传统课程学习强调系统性、完整性的知识, 课程内容的确定是按照各专业的逻辑顺序, 导致教学内容脱离了岗位。以就业导向要求课程内容能突破传统的学科知识系统, 按照企业需求、岗位需求培养职业能力, 遵照工作岗位需求的内在逻辑顺序, 形成的教学内容能够体现职业教育的本质特征。适当增减教学内容, 确定将教学内容分为基础、定向、专长三部分内容, 基础内容是学生必须学习并熟练掌握的, 包括煤的配置、煤气化、CO变换、煤气净化;定向内容作为选学内容, 学生可以选择性学习其中的一个模块或多个模块, 包括天然气合成技术、甲醇合成技术、氨合成技术、BDO合成技术等。当定向考核合格, 学生可以根据自己兴趣, 选择其中任意模块进行自主学习, 达到“专长”的目标。结合企业需求, 增加天然气生产技术、氨合成技术、BDO合成技术等相关教学内容, 扩大教学内容的技能训练, 使教学更贴近地区行业人才的需求。
(三) 确定教学方法
采用启发引导式、问题情境式、任务式等多种教学方法, 让学生参与到教学中。例如。讲授天然气合成技术的内容之前, 按找小组分配任务, 第一组查阅天然气的用途及性质, 第二组查阅甲烷化反应的原理及催化剂, 第三组查阅天然气合成的工艺流程, 第四组查阅甲烷化反应的反应器及对设备的要求, 最终要求每个小组将查阅结果做成幻灯片汇报, 最终以小组成绩记录每个成员的成绩, 这样让每个同学参与到教学中, 不仅有效地提高了教学效果, 而且增强了学生团队协作的精神。
(四) 开发教学资源
作为把培养的高技能应用型人才输送给企业的职业院校, 合理有效利用校内有效资源, 积极利用网络资源, 开发适合现代煤化工生产技术课程的教学资源及其重要。首先, 将教材上的基本内容以图片和动画的形式展现出来, 一些复杂工艺流程中单元操作的实际过程等以Flash、视频的形式展现, 使学生学习该课程难度减小了, 学生学习该课程兴趣增加了。其次, 充分化工仿真软件。该仿真软件是在典型的化工生产过程及设备操作的条件下, 借助计算机开发出各项化工单元操作的各种过程动态模型, 仿真软件的操作界面与化工厂生产环境十分相似, 学生在这样的界面中进行操作, 调动了学生的学习积极性, 提高学生的动手操作能力, 积极地推动学生学习和掌握有关的教学内容, 并积累了操作经验, 还能处理各种随时可能出现的问题, 真正做到学为所用。大大提高了学生的操作技能。再次, 全面深入地运用现代信息化技术, 加速实现教育现代化过程, 促进教育的全面改革, 使之适应信息化社会对教育发展的新要求。借助于网络资源, 建立网络教学平台, 将上课的幻灯片、练习题、视频、Flash动画、电子书参考等放在教学平台上, 可以在课余为老师和学生提供一个较大的学习交流的平台。及时向学生传递最新工艺、新技术、行业的最新动态、行业发展趋势等信息, 同时提供所学内容的在线测试, 让学生了解自己掌握的知识的情况。
结束语
为更好地贯彻“以服务为宗旨, 以就业为导向, 走产学结合的发展之路”的高职办学指导思想, 形成能力本位的课程模式, 笔者在现代煤化工生产技术课程教学上开展了以就业为导向, 职业能力为核心, 技术应用型人才培养为目标的教学改革的尝试, 切实体现教学过程的实践性、开放性和职业性, 取得了比较好的教学效果。我院煤化工12级和煤化工13级学生通过课程改革的实践, 反映出知识过硬、技能娴熟、素质较高, 在实习期间深受用人单位的好评。
参考文献
[1]付长亮等.现代煤化工生产技术[M].北京:化学工业出版社, 2009.
现代化工的前景与发展 篇5
现代化工已经渗透到国民经济的发展和人民物质文化生活的改善和提高的几乎所有方面无论是高新尖端技术还是国民经济发展的各种支柱和支撑产业还是人们的衣食住行、生活休闲、医疗保障无不与现代化工的发展密切相关。科学技术是第一生产力一项重大的科学发明会彻底改变人类的生活方式推动社会和经济的迅猛发展。在各个化工学科方面都有了很大的进展。
1.无机化学 无机化学领域最为突出的就是支志明的“金属配合物中多重键的反应性研究”他创立了活性钌-氧、钌-氮和钌-碳多重键配合物化学并用于揭示原子和基团向有机底物转移的反应机理最近他开拓了包括钌催化卡宾体转移反应、分子内碳-氮键的形成、用氧对应选择性氧化烯烃以及Wacker型烯烃氧化成醛等在内的一系列可应用于药物合成和精细化学品合成的技术解决了包括氮偶合反应、闭壳金属离子激发态配合物的形成和仿生物有机氧化等多个化学领域难题。在配合物化学理论和材料方面陈小明等发现了新的原位C-C键脱氢偶联和羟基化的配体反应揭示了有机腈与氨的“一锅”环化反应的机理获得了多种具有类似无机沸石拓扑结构和良好吸附性能的新型微孔材料。在功能材料与器件方面任咏华通过分子设计合成了一系列具有丰富发光性质的可溶单核与多核金属炔和硫属过渡金属配合物阐明了他们发光机理指出其发光和光物理受金属、炔和硫属配体以及辅助配体的种类、金属-金属距离、配体成键和桥连模式等影响发现重金属嵌入有机炔和低聚炔可产生新颖高效磷光富碳材料可溶发光金属硫属簇可作为金属硫属半导体材料的模型化合物黄春辉等设计合成了高发光效率的稀土配合物发光材料和铱发光材料获得了以系列具有离子识别功能的双光子荧光传感器通过组装获得了纳米凝胶材料和多种形貌的有机凝胶材料制备了高温固态的电解质材料获得了转化效率可达5的染料敏化固态太阳能电池。
2.物理化学 化学热力学是物理化学的基础、经典领域。超临界流体相行为和分子间相互作用热力学是超临界流体的基本性质也是超临界流体理论研究和超临界技术在各领域应用的基础。我国科学家在超临界水和甲醇等方面开展了大量的探索其中利用超临界水制备一系列纳米材料方面取得了较大的进展。比如在超临界书中制备的高度分散的Ru/碳纳米管复合体系对苯催化氢化为环己烷的反应具有非常高的催化活性。这一合成方法预计可以用于一系列复合体系的制备上。陈晓等将超临界二氧化碳和离子液体两种绿色溶剂结合起来以离子液体为极性微环境、超临界二氧化碳为连续相构建新型微乳液体系将离子液体与默写空腔化合物一起组建包合物。
材料热力学是材料科学的重要基础之一对于材料的设计和应用具有重要的指导意义。中国科学院大连化学物理研究所等对新型金属有机骨架化合物储氢材料、高能推进材料、催化材料等的制备及其热化学的研究取得重要研究成果。中南大学建立了适用于多种工业材料的通用热力学模型多组元热力学数据库可为焊接、凝固、非晶、准晶、薄膜生长等各种材料设计提供重要的信息。南开大学等研究了冠醚、环糊精、杯芳烃等合成受体分子/离子识别过程的热力学起源定量研究了所构筑的杯芳烃连接环糊精等多种键和模式的功能超分子体系的分子键合能力和选择性以及热力学参数之间的关系为构筑新型功能超分子体系提供重要的信息。中国科学院化学研究所、河南师范大学、辽宁大学、石油大学等测定了多种离子液体体系的热力学性质为离子液体的开发、应用以及绿色化工过程提供了重要的实验和理论依据。北京化工大学以咪唑类离子液体为代表开发了全原子力场、联合原子力场等方法用于预测多种离子液体及混合物的各种物性。取得了较好的结果方法具有参数少、计算量小的优势因而更有利于离子液体的分子设计。
近两年来我国在催化剂制备科学与技术、催化剂表征、催化反应动力学与机理、生物催化及其化学模拟、光催化、电催化碳一化学与低碳烃化学、新型催化反应与技术工程、理论化学在催化中的应用、催化在能源、环境、石油化工、石油炼制和精细化学品合成等中的应用等方面取得了一系列成果和重要进展。此外在低碳烷烃临氧化活化和选择氧化、催化新材料的研制、均相及多相不对称催化反应、绿色催化、费托合成新催化剂、催化原位表征和理论模拟等方向也取得了重要进展。
新型有序分子组合体的构建和应用是一个今年来受到极大关注并取得了很好的进展的课题。国内学者根据分子间、聚集体间相互作用的特点以及两亲分子自组织过程的空间与能量要求设计、合成了一系列新型两亲分子化合物通过改变它们的化学结构进而影响相应体系中有序分子组合体的形成和构造通过采用相应的实验手段并结合理论研究方法探讨了多种类分子间的作用力在有序分子组合体形成过程中的作用机制及协同效应寻求简便、有效的调控特定有序分子组合体的手段发现了一些体系中囊泡等两亲分子有序组合体形成与转化的调控规律。
3.有机化学 进入21世纪以来有机化学一直保持着强劲的发展势头受到科学界的高度关注自2001年以来的六年中除2002年以外诺贝尔化学奖都授予有机合成或者与有机化学密切相关的分子生物学的科学家。由此可见一方面有机化学与生命科学相结合成为化学生物学发展中的核心科学与材料科学相结合发展各种新型功能材料与环境科学相结合从事社会可持续发展的绿色化学另一方面为了应对社会和科学发展的需求有机化学学科本身也呈现出日异月新的面貌。有机化学的三个方面物理有机化学、有机合成和有机分离与分析都取得了长足的进步而其中尤其以有机合成的发展特别突出。同样我国科学家在这些方面也取得了很大进展。
从20世纪80年代以来金属参与的有机合成反应就一直是有机和合成新反应发现的一个主要源泉过渡金属尤其钯催化的碳碳键形成新反应是这方面突出的例子钯催化的主要反应也在天然产物复杂的分子合成中取得广泛的应用更进一步说明了金属参与的有机反应的作用与影响。
4.分析化学近年来我国分析化学家已经在纳米生物化学分析技术、微流控系统与芯片分析化学、基因组学和蛋白质组学中的分析新技术和新方法。生物单分子、单细胞分析及实时、定量生命信息表达、生物分子相互作用研究、中草药分析及指纹图谱、环境分析化学、细胞与病毒分析、药物与临床分析、表面、界面、微区和结构分析、化学计量学与信息学、与重大疾病相关的标志物监测与分析、涉及人民健康的食品分析与食品安全与突发性事件的分析新技术、新方法等方面取得了一系列重要的研究成果。我国在单细胞检测方面起步稍晚但不少研究已经达到了国际先进水平在纳米电极检测单囊泡释放等方面处于国际领先地位。
现代化煤化工企业的构建路经研究 篇6
关键词：煤化工；化工产业链；高效利用
1、引言
近年来，随着我国经济的飞速发展，国内的能源需求量不断攀升。而我国的主体能源是煤炭，目前探明总储量在9000亿吨 以上，而且煤种齐全。因而以煤为原料，通过制取合成气，进而合成甲醇、烯烃等的现代煤化工产业，由于具有原料成本低、易获取的优势，可部分替代石油化工，缓解国内对原油的依赖，近年来受到了政府及社会各界的广泛关注，成为目前资本市场的投资热点。然而，由于煤化工产业多采用国外技术或关键设备从国外购买，因而该行业的发展具有技术、资金密集的特点，在规划、决策中稍有不慎，就会造成社会资源的巨大浪费。目前，随着煤化工行业的粗放式快速发展，已经产生了产能过剩的问题。但企业和地方政府投资煤化工项目积极性仍然很高，个别煤化工项目已经处于过剩状态或者规划建设中的产能处于过剩状态，地方和企业却继续投资建设，造成财力、物力大量浪费的同时，也给行业带来了巨大的冲击。因而，如何规划煤化工项目，投资发展规划产业链，是准备发展煤化工行业的地方政府和企业所必须重视的问题。
2、前期煤化工产品链构建
煤化工属于新兴的工业体系，产业链相应较短，其产品规划相对来说比较单一，一般都是煤制烯烃、甲醇、乙二醇等。而企业为了追求经济利益，为快速地推进煤化工的发展，容易缺乏前瞻性，致使煤化工产业存在重复建设、产业堆积等问题，最终导致产能过剩、市场饱和、企业亏损加大，给企业带来损失的同时，也造成了社会资源的巨大浪费。要解决这一问题，就需要在项目建设之初，做好煤化工产品链的规划。国内的煤化工产品市场目前存在着基础产品及其后续开发不均衡的特点，基础产品具有较大的市场容量，但目前已基本饱和，利润较低，如煤基甲醇、二甲醚等；而其后续产品虽然市场容量较小，但由于具有一定的新颖性及技术门槛，市场还尚未完全开发，产品利润也相对可观。
3、选择适合煤种的煤气化技术
煤气化是一个热化学过程，在高温条件下，用氧气、水蒸气等作为气化剂，将煤中的碳转化为合成气燃料，通常是一个高温、高压过程，涉及了固（煤粉、炉渣）、液（液体炉灰、炉渣）、气（合成气）三相组分。同时，由于原料煤自身为混合物，相对应地造成工艺技术非常复杂，因而煤气化是煤化工发展中的技术基础和关键。如果在决策中选择错误，将直接导致一个煤化工项目的失败。煤的气化技术分类方法较多。按床型可分为固定床、流化床和气流床；按进料方式可分为水煤浆、干粉煤和块（碎）煤；按气化温度又分为高温气化和低温气化。目前，国内外的煤气化技术以气流床居多，包括壳牌公司的 SCGP 技术、德国鲁奇工程公司的 BGL 工艺技术、中国航天科工集团的HT 炉技术、西门子公司的GSP 技术和科林公司的CCG技术；水煤浆气流床技术有GE公司气化技术、美国DOW 化学公司开发的E-gas 气化技术等。
4、项目建设管理要高效
现代煤化工是一个资金密集性高、技术密集性高的行业，项目建设通常周期长，资金占用量大，且对施工质量有较高的要求。因而，在施工建设中一方面需要加快进度，以降低资金压力；另一方面又需要提高建设质量，以保证工程竣工后装置正常开车。这就要求在项目的建设中需要很高的管理水平。目前的国内化工工程项目建设，通常有业主自营管理模式、“PMC+EPC”管理模式、 “IPMT+EPC+ 监理”管理模式等。业主自营管理模式是业主自己负责工程的管理。我国大多采用业主自营管理这一传统的项目管理模式。 “PMC+EPC”管理模式是指项目管理承包。PMC是由业主通过合同聘请管理承包商作为业主的代表，对工程进行全面管理。EPC 工程承包商按照合同约定，全面执行工程设计、采购、施工及试
运行服务等。“IPMT+EPC+ 监理”管理模式主要是在项目管理层设立一体化项目管理组 IPMT。IPMT 是由业主方组织并授权的项目管理机构，代表业主对工程进行全面管理。开祥化工有限公司的二甲醚、BDO 等项目建设过程中采用了自主管理模式。在项目建设指挥
部或基建管理部门领导下，按照工程项目划分为各项目组，配备相应的工艺、设备、仪表、土建等职能人员，各项目组人员严格按照工程节点及责任制度进行施工，并建立严格的考核和奖惩制度。如设立工程风险抵押金由项目人员自缴，若项目能按时、保质完成，按完成状况给予 2～3 倍返还；反之，则会被沉淀（扣除）。该办法在很大程度上提高了工程建设人员的工作积极性。不管采取什么样的工程建设模式，就是要采取有效的管理手段，确保工程能够尽快建设完成，减少资金压力；同时，要保证施工质量，确保工程交工后的顺利运行。
5、重视项目运行中的技术创新
煤化工发展较晚，各项技术尚不算成熟，还有很大的发展空间。在此形势下，谁能够在技术上不断创新，谁就能够走在行业前列，取得发展先期优势。技术创新就是煤化工企业快速健康发展的关键支撑。通过技术创新，不断实现装置的高效稳定运营，不断降低生产成本，是企业必须重视和实现的发展目标。煤化工企业的工艺技术创新包含设计及改进两方面。一般来说，项目建设前期的设计创新更为重要，因为项目建成后，很难再进行大的改动，但出于某些原因，却往往被管理者们忽视。项目建设初期，针对用户方来说，该工艺往往是一种新的技术，设计及工艺人员对该工艺的掌握还达不到如鱼得水的程度，设计过程中难免有所纰漏；另一方面，由于工程项目的建设需要占用大量的资金和时间，出于成本考虑，管理层往往要求工程的实施加快、提前完成。这样，就经常会出现一些现象，某个项目提前完工后，在建设完成后的试车过程中，总是出现这样那样的问题，不进行二次改造就无法正常运行，甚至改造后仍无法运行，给企业造成巨大损失。因而，工程进行前期要对技术的先进性、适用性、可能性及风险进行详细分析，确保工程建设稳定、快速的同时，保证工艺的合理性及经济性。另一种创新是在生产中。出于运行稳定性、安全、环保及经济性等方面的考虑，需要进一步的改进，也就是“技改”。它的重要性毋需多言，但要做好技改的创新工作，除需要工艺纯熟的技术人员外，还需要辅以合适的管理制度进行激励。开祥化工有限公司煤气化装置自 2008 年开始试车运行。为提高员工的创新积极性，实施了技术创新成果收购办法，每年实现技术创新超过100 项；先后实现了加氢反应器放空 H2回收、气化炉十字支撑飞灰吹扫器改造、甲醇变换催化剂余热利用、BDO精馏重组分回收、脱离子废水再利用、循环气压缩机电控装置改造等一系列重要的技术创新，为企业年创造效益超过5000万元，取得实用新型专利近 20 项，为企业的发展提供了关键的技术支撑。
6、倡导循环经济理念
目前，我国经济发展还处在重工业的加速期，高耗能的产品仍占相当大的比例，而且实现经济增长的方式基本上处于依靠物质要素的投入来增加产品数量的粗放型模式，存在着高投入、高消耗、高排放、低效率的问题，环境保护与经济发展还未能有效地协调起来。长远看，煤化工企业要重视发展中的节能减排、资源循环利用。煤化工作为一个资源密集型企业，具有能源消耗巨大的显著特点。以煤制甲醇为例，吨甲醇的标煤消耗量一般在 1.9 t 左右。随着行业的高速发展，资源浪费是行业可持续发展的重要制约因素。煤化工企业只有实现资源有效利用，走清洁生产道路，组成循环经济产业链，才能实现行业的可持续发展。同时，通过循环经济的发展，也能够降低企业的生产成本，提升企业的核心竞争力。
7、结语
煤化工企业的投资建设和发展，占用大量的资源，从企业自身或社会发展来看，都是需要慎重考虑的事情。煤化工企业要结合自身的基础，在初期做好产品规划，选择恰当的煤气化技术，并抓好项目建设及运行后的技术创新，及企业的资源综合利用问题，以确保企业及行业的健康、长久发展。
参考文献：
[1]张勇.国内大型能源企业发展现代煤化工产业的机遇分析[J].化工进展，2014
[2]阮晓东.新型煤化工带动煤炭产业转型持久战[J].新经济导刊，2013
[3]甘建平.浅析我国煤化工产业发展规划的科学制定[J].陕西煤炭，2014
作者簡介：
现代煤化工技术 篇7
1 现代化信息技术的概念
随着时代的发展, 越来越多的企业认识到计算机技术的不可或缺, 相继开始引入互联网技术。对于企业的生产管理来说也是具有深远意义的。近年来计算机应用技术在各大领域的投入使用, 使得现代化信息管理技术也在不断的进步。除了操作较为简单以外, 计算机应用技术还具有信息共享的特点, 人们常说由于互联网的出现和使用, 现如今的地球不再是地球, 而是一个“地球村”。这都归功于计算机的资源共享性。
2 现代化信息技术在化工生产管理环节中的应用
2.1 图纸管理
对于化工企业来说, 最为重要的就是相关工艺的具体施工图纸, 它们是化学工艺得以顺利开展的重要参考文件, 在图纸之上标注了在本项化学工艺中最为关键的化学方程式和相关试剂、溶液的配比比例, 而这些数据都是设计师们在进行了数次化工试验之后所得出的极为宝贵的试验凭据, 因此记载了这些数据的图纸对于化工企业来说具有十分重大的意义, 通常来说, 这些图纸都是唯一的, 而这份唯一性也就间接提升了图纸的宝贵性, 所以对于图纸的管理必须严加重视。因此对化工企业施工图纸的管理渐渐作为化工生产管理的重要分支而被独立出来, 同时也成为整个化工领域重要的一部分而存在。在当今这个信息化的时代, 对化工企业的图纸管理的现代化信息技术渗透应从以下几个方面入手: (1) 保证图纸获取渠道的唯一性, 而这一点也是维持化工生产体系稳定、安全运行的必要条件, 尽量不要让信息渠道分散化, 通过渠道的唯一性对化工图纸的流通加以限制, 进而使得这一流通机制在限制范围之内合理运作。采用一定的现代化信息技术插件来控制图纸流通环节在管理层面的运作流程, 也就是说将图纸的流通、保存等步骤都进行一定的信息化处理, 使得相应的机制能够以智能化的方式呈现、运作, 而管理人员只需通过信息化软件打开显示器就能参与到档案管理的具体环节, 从而间接提升化工生产管理的效率, 进而实现化工生产管理环节的革新与进步。
2.2 班组化报表的管理
班组管理是在管理领域的重要管理手段之一, 这种管理手段通常会采用报表的形式将管理过程中涉及到的参数直接反馈给生产管理机制的主机然后在以班组为单位, 将所持数据进行一定的规范化整理, 传至管理者手中, 同时也传回管理系统作为备份。因此这种以报表的形式实现的班组管理通常也被我们称作班组化报表管理, 这一体系中的实现形式呈多样化分布, 主要包括班组化操作平稳报表、班组化成本结算报表以及产品质量合格率即时监控性报表等一系列的报表形式。在如今信息化的时代背景之下, 相应科学技术的渗透为以班组化报表管理手段为主的管理模式提供了丰富的技术支持。这样一来, 因为电子技术具备严密性、高效性等特性, 因此在其支持下, 班组报表管理系统就能够保证即时参数的准确性, 进而为相应报表的输出提供智能化的纠错判断机制和零误差率的书写记录。在此基础上输出的班组化报表在一定程度上来说符合信息化的时代要求。以此为媒介并通过一定的现代信息科技机制将这些班组化报表向相关企业的中枢部门报送, 可以实现报送内容的实时化传输, 进而完成与这些企业的现代化即时对接。
2.3 数据的管理
在此阶段内, 适当地引入现代信息技术能够促进管理内容的数据化, 进而推动化工企业的生产管理环节的进一步完善。以此为基础, 许多企业都引进了ERP技术, 并将之与传统的生产收集系统和实验室数据收集系统相结合使用, 这样一来, 企业在进行生产时所产生的数据就可以即时地传输至管理系统之中, 一目了然, 便与生产管理人员及时结合各生产部门的运行参考参数来核对, 并及时筛除不符合参数规定的生产失误, 进而减少企业的经济损失。在当今信息化相关技术的推动之下, 企业的管理模式在上述传统数据管理体系的基础上又有了新的进展, 通过对SAP, PIM等新式数据管理软件的应用, 化工企业的数据管理又得以在原有体系的基础上得以进一步提升, 但是虽然这一态势对于化工企业的生产管理非常有利, 在实际的应用过程中还是要注意技术的应用优化, 以避免信息孤立等情况的出现。
3 结束语
总而言之, 在当今信息化的形势下, 化工生产管理的现代化优化势在必行, 这有利于化工生产管理环节的革新, 有利于化工生产效率的提高, 同时还有利于化工生产领域的技术进步, 进而为化工领域带来全新的经济效益, 进而推动以化工生产为基础的其他相关产业的革新与发展。
摘要：现代信息技术作为信息化的衍生物与当今的时代特色有机结合的产物在我国的各行各业都起到了举足轻重的作用, 相应的产业结构在现代信息技术的引导下都得到了一定程度的发展, 并且还存在继续进步的趋势。而化工生产管理领域也不例外, 传统的化工生产管理技术已经不再适用于如今的现代化产业结构, 因此亟待出现全新的科技来革新化工生产领域的生产管理体系, 使其重新焕发生机。因此主要分析了现代信息技术在化工生产管理领域的应用, 以期为化工生产管理体系的升级提供一定的技术借鉴。
关键词：现代信息技术,化工企业,生产管理,应用
参考文献
现代煤化工技术 篇8
一、在化工设备管理中对系统工程的合理运用
系统工程是运用信息学、控制论的相关知识, 结合现代数学理论, 综合计算机科学优势的科学系统的管理技术。
运用系统工程方法进行设备管理工作, 会使用到运筹学的相关知识。例如, 根据化学生产的工艺流程对化工设备进行合理布局, 按照实际生产需要合理调配各生产环节的设备数量;按照库存理论和排队理论对库存的固定设备和运转设备的配件进行合理调用、科学制定备件计划;结合生产实际优化有机物高压泵维修方案;用搜索原理对氢氯化反应器故障进行检查;通过做样本调查和抽样统计进一步完善维修方案;制定实验计划分析故障原因。
二、网络技术对化工设备管理的影响
在化工设备管理中运用的系统工程技术不可避免地会牵涉到现代网络技术。网络技术为进行化工设备管理工作提供了极大的便利条件。通过网络分析, 可以将资源合理分配, 分析评审后及时地修改计划, 缩短计划周期, 最大限度地缩减生产成本, 提高生产效率。
使用网络图, 可以方便调整不同工序的用工人员数量, 优化人力资源配置, 减少不必要的资源浪费。例如, 根据生产工艺布局的异同运用网络手段合理调配我分公司四个生产厂区的设备 (具有共通性设备的代用或共用) , 进而根据重要系统和非重要系统中ABC类设备的操作性质合理分配生产人员, 实现人员负荷平衡。另外, 我们还可以使用网络图调整计划工期, 获得最佳计划方案。
三、计算机在化工设备管理中的有效利用
计算机强大的数据运算功能能够解决化工设备管理中存在的数学模型等常规数据问题, 提高管理效率, 优化管理质量。应用计算机可以对设备运行情况进行有效的监控, 利用计算机辅助软件做工程预算, 将相关数据分类, 制作各种报表等。
3.1、计算机的运用为设备维修工作提供了方便
3.1.1维修人员可以利用计算机编制维修总表, 将短期内的压力容器维修计划记录在日常维护表中方便查看, 间隔时期比较长的维修任务, 不及时记录下来, 可能会出现漏检情况, 利用计算机程序制定预防维修卡, 将维修日期设置备忘, 减少工作疏忽。
3.1.2无法输入年度检修计划的检修任务, 可以通过计算机进行规范部署。
(1) 设备发生故障后需要及时的诊断故障发生部位, 确定故障程度, 人工无法准确定位的时候, 辅以计算机的逻辑程序即可确定。
(2) 检修人员分析设备故障时, 可以参照计算机里存储的故障记录表及检修历史, 判断容器腐蚀、泄漏程度及运转设备的异常情况。
(3) 可以利用故障编号上网检索设备的相关档案资料。
(4) 固定设备和运转设备的备用配件都能按照产品编号, 查询库存剩余量, 提醒仓库管理员及时制定备件计划。
(5) 设备维修过程中的停产损失量可以通过计算机软件进行经济比对分析。
3.1.3分析维修情况, 优化维修系统
将关键设备的重要维修数据和维修技术存入计算机分类处理, 经过分析软件综合评定后, 维修人员参照评价结果修正修理计划, 检查维修缺陷, 采取针对性补救措施, 完善维修方案。经过计算机的分析处理, 维护人员能够及时地调整工作计划, 合理分配人员, 调整配件库存量, 提高工作效率。
3.2、计算机使得备品配件管理工作井然有序
3.2.1设备更新换代需要仓库配件随之更换, 二厂全套引进西班牙设备中的氢氯化系统有机物高压泵故障率高, 配件价格昂贵, 用于检修更换的多种配件的进货量、使用进度、价格变动、型号编制等记录工作需要借助计算机来完成。
3.2.2利用计算机查询有机物高压泵密封件、配套齿轮等的报价、订单详情。
3.2.3利用计算机设置最佳配件库存量, 配件库存量不达标准时, 提醒库管人员做好储备工作, 满足检修需要, 达到备件的经济储备。
3.2.4利用计算机处理仓库进出账数据, 完成财务管理工作。
四、将ABC管理法融入化工设备管理工作中
为加强对化工设备的管理, 可以运用ABC管理法对现有设备进行分类, 对不同等级的设备采取不同的管理方法。分类标准是按照设备对产品质量、产量的影响, 设备成本, 设备安全使用周期等几个方面分为A、B、C三个级别。
A类级别的设备是化工产业的主体设备, 是保证正常生产运营的关键。如我分 (我单位是昊华鸿鹤的分公司下属1234四个厂) 公司三厂引进的美国文氏技术国内配套装备中的氢氯化反应器, 因提高装置产量后该设备暴露出的设计和制造缺陷, 导致设备失效。调整生产工艺、改进设计和制造缺陷后, 该设备完全满足了装置生产的能力要求。
B类设备也是非常重要的一部分, 和A类设备一起作为考核化工企业设备标准程度的重要部分。如我分公司二厂引进西班牙的成套技术装置中的一氯甲烷汽提塔再沸器, 经过多年的消化吸收, 在国产化过程中结合我们的生产工艺条件, 加大换热管管径, 运用强度胀和强度焊技术加强管板、管口连接, 减轻了腐蚀程度, 提高了设备的完好率。
结束语:
将现代化的管理技术运用到我分公司的化工设备管理中, 有效地解决了一氯甲烷汽提塔再沸器的堵塞、腐蚀问题;提高了氢氯化反应器的生产性能;降低了有机物高压泵的检修率等。使设备故障带来的损失降至最低。综合运用现代管理技术的先进方法到化工企业的设备管理工作中, 能够最大限度的减少资本投入, 提高生产效率, 促进化工企业的良性发展。
摘要：化工产业的现代化、自动化、高速化已经成为发展主流, 化工企业的设备管理改革是企业改革的一个重要方面, 影响着企业发展的速度和规模。将现代管理技术应用到我单位化工设备管理工作中, 能够有效的提高设备管理效率, 优化管理质量, 促进企业现代化的发展步伐。
关键词：化工企业,设备管理,现代管理技术,应用探究
参考文献
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[3]张晓燕.计算机在化工设备管理中的应用[J].泸天化科技.2000 (03)
现代煤化工技术 篇9
煤气化是煤化工最核心的关键技术。而如何选择适用的气化工艺装备, 关键是要和项目自身的煤种、煤质相匹配。目前, 一些煤化工示范项目的问题, 就是出在气化工艺煤种适应性这个环节上。研讨会就如何提高气化炉对煤种、煤质的适应性, 提高煤炭企业 (或煤化工项目企业) 对化工用煤的针对性, 避免和减少煤化工示范项目企业在气化炉对原料煤适应性上再出现更多的问题, 给出了相关指导。
1 问题研讨:深入、精彩
中国煤炭工业协会刘峰副会长的致辞既简洁又联系实际, 点出了此次研讨会的目的, 受到与会代表的一致好评。
刘峰说道, 煤炭深加工产业或煤化工产业, 是将煤炭进行高效洁净转化的产业, 一方面可以生产替代油气能源的燃料 (煤制油、煤制气) , 另一方面还可以生产能替代石油化工、天然气化工, 市场上紧缺的化工产品 (煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制芳烃等) 。通过高度技术集成和高自动化程度的煤炭化学洁净转化, 可以优化煤炭行业的产业结构和产品结构, 提高煤炭行业企业的经济效益, 并可通过先进环保技术对污染物进行集中处理, 减少对环境的影响。为保障煤化工产业科学健康发展, 中国煤炭工业协会和中国煤炭加工利用协会在2013年12月出台了《关于促进煤炭工业现代煤化工产业科学发展的指导意见》, 提出了2030年前后力争实现10亿t煤炭转化 (不含炼焦) 的目标。
他说, 正是为了提高气化炉对煤种、煤质的适应性, 提高洗选加工企业对化工用煤的针对性, 避免和减少煤化工示范项目企业, 以及即将上马的煤化工示范项目企业, 在气化炉对原料煤适应性上再出现更多的问题, 中国煤炭加工利用协会才举办了此次会议。会议目的就是加强气化炉技术提供商与原料煤提供企业、煤化工项目方的统筹协调, 重视煤种煤质适应性问题, 在煤气化环节少走弯路, 共同促进气化工艺的技术进步, 为保障煤化工产业健康发展提供技术支持。同时, 刘峰指出, 煤化工产业是一个环境约束和水资源约束非常强的产业, 应倡导发展高能效、节水型煤化工技术工艺。并希望有关部门和组织加快进行煤化工产业各产品能耗的标定工作, 以保障煤化工产业绿色低碳发展。
石油和化学工业规划院院长顾宗勤, 从国家宏观层面和煤化工产业科学发展的高度出发, 结合当前煤化工示范项目发展的实际, 为与会代表带来非常解渴的具体指导。他阐述了煤气化技术的发展现状、煤气化存在的问题以及煤气化技术发展的主要方向。顾宗勤表示:我国目前已基本具备依靠自身力量建设大型煤化工项目的能力, 有许多现代煤化的工艺技术已经工程化。但是一定要重视煤气化技术与煤质煤种的匹配性问题, 重视煤化工项目的管理和风险问题, 要积极开发适合国内煤种的多种气化技术, 提高装置运行稳定性, 从而为提高煤炭资源利用率、推进煤炭洁净高效转化发挥积极作用。
中科院煤转化国家重点实验室 (山西煤化所) 李文副主任, 从灰化学角度, 结合目前一些知名的现代煤化工项目, 从煤炭灰熔点和煤灰的粘温特性这两个重要的煤气化指标上, 深入阐述了其对煤气化过程的影响, 既有理论高度, 又有工程实践的佐证, 让与会专业代表受益匪浅。李文在报告中根据煤灰成分组成特点将煤灰分为4类, 以更好地归纳灰化学性质。他发现降温速率、残碳和渣中Fe的形态均对黏度有影响, Tcv由固相最大生成速率决定。而先确定黏温曲线类型和Tcv, 可精确选择分段模型应用的边界条件, 显著提高预测效果。最后优化后的模型可用于指导液态排渣气化炉的煤种选择、调控及操作工艺条件的优化。
国家选煤大师、大地工程集团副总裁邓晓阳, 为代表带来了最新的现代选煤新技术:低阶煤的“脱粉入洗”和“泥化分选”技术工艺。邓大师的讲解让人耳目一新。目前我国优质煤炭资源正在急剧减少, 随着西部煤炭资源的大开发, 生产出的大量低阶煤如何有效洗选和分质利用, 是一个非常重要的问题。在这些低阶煤当中, 有相当一部分为高灰分、高水分、高硫分、低发热量煤, 这些煤, 如果得不到很好的洗选, 就得不到很好的利用。而这两种新型的洗选加工工艺技术为低阶煤的洗选加工找到了新出路。
中国煤炭工业协会洁净煤与综合利用部主任、中国煤炭工业协会选煤分会会长、中国煤炭加工利用协会副会长张绍强, 从煤化工产业层面分析了煤化工发展面临的主要问题, 以及解决这些问题的有益思路。他认为, 我国应有序推动现代煤化工产业发展, 通过示范项目建设, 依托重大示范工程推动自有知识产权技术、装备的创新并实现产业化, 使煤化工产业技术水平大幅提升, 能源转化效率进一步提高, 对生态环境的负面影响进一步降低, 产业发展模式进一步明确。其中应大力鼓励和优先发展高硫、褐煤等低质煤发展现代煤化工产业。同时, 他提出要切忌贪大求洋, 努力发展各种经济、实用的煤化工产业。
国家煤炭质量监督检验中心、煤科总院煤化工分院副院长陈亚飞, 从掌握比较全面的各地煤质资料出发, 集中介绍了我国煤质煤种的总体特点, 并重点分析了山西、内蒙神东、甘肃陇东等重点煤化工项目的煤种煤质情况, 并对煤化工的关键技术及煤化工产业的科学发展进行了阐述。
石油和化学工业规划院石化处副总工程师刘延伟, 从煤化工产品市场分析、对煤气化技术的反思、煤化工项目的最新动态三方面展开了此次的报告。他首先对目前我国煤气化技术的发展进行了肯定。他说截止到目前, 我国各类煤气化技术居于世界领先水平, 并成功实现了工业化, 积累了大量现场经验。同时, 他也指出我国煤化工项目工程示范中存在的不足:投产的一些煤化工项目负荷较低, 没有按时达标达产。究其原因, 主要问题都是出在煤气化工段, 根源是煤种问题。最适合煤炭气化的煤种是长焰煤、不黏煤。刘延伟认为:煤气化技术选择是有技术经济边界的, 不顾煤种特点选择气化工艺会给项目投资带来很大风险, 很难保证长周期稳定运行。
除了以上主报告外, 会议还围绕会议主题展开了广泛研讨。陕煤化集团、大同煤矿集团、兖矿集团、内蒙煤炭局、中煤图克大化肥项目部等8个报告, 就煤质煤种情况及其各自企业的煤化工规划情况进行了介绍, 并提出了气化工艺选择领域的相关问题和与会专家进行了互动研讨。
来自16个煤气化技术设备厂家的专业技术人员就各自的煤气化技术与煤质的适应性, 在会上与会议代表进行了充分研讨和互动。参会代表普遍认为, 这次研讨会是一次十分难得的学习机会, 为他们补充了很多相关知识, 提高了对煤气化和煤质煤种适应性的认识水平。
2 参观考察:生动感性、反响热烈
在参观考察方面, 会议组织者做了大量准备工作。在研讨结束后, 与会人员参观考察了世界首套、全球最大的中国神华集团煤制烯烃示范项目、世界第一套也是唯一一套神华煤直接液化制油项目, 以及世界上最大的化肥项目中煤能源集团图克大化肥项目。
在参观过程中, 代表们与示范项目企业的技术领导和专家们进行了很好的互动, 了解了示范项目的整体工艺流程、气化装置的运行情况及其与煤质煤种的匹配情况。他们还具体询问了几种典型的气化炉:壳牌 (神华煤制油气化制氢) 、德士古 (神华煤制烯烃气化炉) 、泽玛克炉 (中煤图克煤制合成氨气化炉) 的运行情况及其对煤种的相应要求, 以及在试车、开车中的主要技术改进情况等。
中煤鄂尔多斯能源化工公司总经理李晓东、神华包头煤化工公司副总经理胡先君、神华煤制油化工公司鄂尔多斯煤制油分公司副总工程师刘东明, 分别在各项目现场接待了会议代表, 并就相关技术问题进行了讲解。代表们在壮观的观礼台前、在令人惊喜的成品车间里、在与示范项目企业领导的互动中流连忘返。
3 后续工作:深入研究、集中报道
现代煤化工技术 篇10
关键词：多媒体仿真技术,实训基地,化工
随着我国职业教育的快速发展, 实训基地建设成为了一个重要的课题。就职业教育的特点而言, 建实训基地最根本的目的是使实践教学得以有效实施。工程类专业是直接面向企业生产一线的专业, 更需要建设与企业一致的校内生产性实训基地, 这样才能更好地促进实践教学, 培养学生的工程感和动手能力。但由于化工行业的特殊性, 对于化学工艺这样的专业而言, 无论从规模上、安全性上还是从成本上考虑, 都无法建成与化工企业完全一致的生产性实训基地。要合理地解决这个问题, 培养出优秀的化工技能人才, 只有引入现代仿真技术, 使硬件设施与仿真技术有机结合, 营造高层次的化工仿真实训基地。
化工行业的特点
化工生产主要基于连续生产过程, 涉及复杂的化学反应, 产品加工往往是连续进行不能中断的, 生产过程的刚性较强, 物料流、能量流、信息流始终不间断地贯穿于整个生产过程。能量流在生产过程中交错使用, 物料流需要循环、反复加工等生产特点使得生产装置间存在十分严重的耦合作用, 且生产过程一般伴有高温、高压、低温、真空、易燃、易爆、有毒等环境问题, 生产过程也经常受到原料供应量、原料组份变化等干扰因素的影响。不合格的产品以及超量的污染排放, 或者由于控制系统失灵而引起的生产装置停车, 都将产生相当严重的后果。
可以看出, 化工工业通常以大批量、高强度、连续化的生产方式组织生产, 成本高、过程控制复杂, 还要满足平稳、长周期、低消耗、高质量、安全性等多项生产过程要求。因此, 要在职业学校建成与企业真正一致的实训基地是不现实的。
多媒体仿真技术简介
多媒体仿真技术通过将仿真的信息和数据转变为被感受的场景、图示和过程, 辅助人们进行决策。它充分利用图形、动画、影像和声音等多种媒体手段, 将可视化、临场感等结合起来产生一种沉浸感, 使人的感官和思维进入仿真回路。
多媒体仿真技术充分地利用视觉和听觉媒体的处理和合成技术, 将表达模型信息的各种媒体集成在一起, 提供了模型信息表达的有力工具, 将模型的属性、状态和行为从抽象空间转移到视觉和听觉空间。它所提供的临场体验扩大了可视仿真的范围, 允许将实景图像与虚拟景象结合起来产生近乎真实的环境。
多年以来, 多媒体仿真技术已经广泛应用于教育教学中, 但传统意义上的化工仿真技术只是简单地利用计算机进行模拟, 比如一些较为常见的化工实训软件, 学生只能通过鼠标、键盘的操作来控制软件提供的模拟场景。在这个层次的仿真实训中, 学生对化工生产过程依然不会产生直观的认识, 更不会培养起工程感、动手能力以及处理突发问题的能力, 与企业对工人素质的要求还是脱轨的。
多媒体仿真技术在化工实训基地建设中的应用
沈阳市化工学校在化工专业实训基地建设中, 为使学生有效掌握化工技能, 打破常规实训基地的建设思路, 实现多媒体仿真技术与化工实训硬件设施有机结合, 在基础建设上, 力求呈现实景化工业场景;在培训体系上, 强调将企业需求直接转化成课程的设置安排;在培训硬件设施上, 建立典型的、有代表性的、有较强适应性的流程级、规模化实训装置, 使其与企业生产接轨, 特别是要求多媒体仿真系统不但能够模拟控制室内的计算机控制系统 (DCS) 的操作, 还能模拟现场装置的实际动手操作, 也就是要解决操作人员对现场装置的几何空间概念的把握和对操作设备与部件的操作力度、动态时机的把握。其中, 还必须包括控制室操作人员与现场操作人员的团队配合及协调行动。这些训练内容对复杂系统的开停车、非正常工况的处理, 尤其是在遇事故紧急状态时特别需要。
从这些理念出发, 整个实训基地建设成为占地面积2100平方米、高9米的真正意义上的车间, 购置了大型设备21套, 采用工厂实景布局, 并建有中央控制室, 装有仿真软件与DCS控制系统以及远程控制实训基地的所有设备, 使整个实训基地成为大型仿真工厂。现以流程级丙烯酸乙酯装置为例, 对多媒体仿真技术在实训基地建设中的应用进行说明。
丙烯酸乙酯实训装置的设计思路是通过软、硬件结合的方式, 打造无物料运行的全方位化工实训系统, 主要包括以下组成部分。
硬件装置这套装置总长18米, 高7米, 分为上下两层平台, 将工业装置中大型设备, 如塔器、反应器、贮槽、换热器、输送设备等, 在保持原设备的结构特点情况下按一定比例缩小, 通过连接真实管路、手动阀门、自控阀门及压力、流量、温度、物位、功率、组成和阀位测控传感器等, 组成丙烯酸乙酯全流程装置的硬件框架。装置的硬件设施是学生直接操作和运行系统的基础。本装置模拟了工业生产的真实环境, 所有阀门均可真实操作, 同时, 真实工业生产装置的参数是无法直接观察的, 必须通过仪表检测, 因此和真实工业装置的观测界面完全一致。本装置开车、停车、正常操作、事故处理等过程可训练学生在真实生产环境中的操作技能。
模拟测控系统模拟测控系统是丙烯酸乙酯实训装置实现无物料运行的关键部分, 通过模拟测控系统和数学模型, 可以使装置与仿真软件联合成一体。该系统的作用是把设备操作点的动作转变为模拟电信号, 例如, 利用计算机控制技术实时采集阀门转动的模拟信号, 并传送到上位计算机的数学模型中进行运算, 再把运算结果通过转换变成模拟电信号, 传送到现场的各种仪表进行模拟与数字多种方式的实时显示。所有此类功能全部采用先进的现场总线技术和实时监控技术实现。
仿真培训系统 (OTS) 该装置是在“无物理化学过程”的状态下运行的, 装置本身没有任何真实进出物料, 所有化工生产的工艺现象通过仿真软件模拟来实现, 并将这些模拟参数送至DCS。通过仿真培训系统, 培训者可以进行冷态开车、正常停车、正常生产维护等操作培训, 让受训者感受到的是一个完全真实的工业化工装置在运行。仿真培训系统主要由两部分组成:上层的模拟软件平台和底层的模拟引擎。如图1所示, 上层的模拟软件平台提供直观、友好和功能性的图形用户界面, 为教员站控制仿真程序的运行开发和维护模型、学员站操作和监视过程模型提供图形界面支持;底层的模拟引擎是仿真培训系统的核心, 通过此引擎可以调用仿真模型库、专有模型库 (指专利商的专用反应模型等) 、物性数据库以及DCS ESD模拟机等过程模型和控制模型, 实现仿真模型的建模和驱动。
DCS集散控制系统使用现代化工常用的典型DCS集散控制系统, 用于本装置的控制与操作。DCS集散控制系统仿真包括:控制柜、操作站、显示器、工业DCS键盘及DCS系统软件和一个进行事故报警及连锁系统监控的辅助操作台。DCS用于管理、调度DCS操作软件各部分, 实现动态实时数据库、各类标准画面、键盘操作、各种算法, 以及通信的协调配合, 完成DCS操作站的显示、操作等各种功能。
实训评价与管理系统最后, 为了方便实训管理和评价, 装置还设有相关软件, 满足培训的组织和管理要求。当实训装置运行时, 软件会自动记录、分析和评价操作员的操作水平, 更适于学生实训。
结语
我校化工实训基地的建设大量运用现代多媒体仿真技术, 配合工业感强的大型硬件设施和DCS集散控制系统, 为学生创造出了近乎真实的化工仿真实训工厂。多媒体仿真技术运用高精度动态数学模型, 可以不受约束地模拟实际装置的物理化学特性, 全工况动态实时模拟装置的开车、停车、正常运行调控、紧急停车和事故处理。除此之外, 仿真培训系统可以快速初始化, 无需大量的开、停车准备工作, 没有常规运行成本, 有效规避了化工专业传统实训的缺点, 便于教学组织, 易于维护, 为化工实训基地的设计和建设提供了可供借鉴的实践经验。
参考文献
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现代煤化工技术 篇11
关键词：煤化工 技术 路线
一、我国煤化工现状及分类
（一）我国煤化工现状
我国煤化工发展速度相对较慢，同世界先进水平相比，我国的煤焦油工业较落后，主要表现为设备加工能力小，工艺水平低，产品品种少，能耗高，环境污染严重等。造成这种现象的主要原因是煤焦油分散加工，形不成规模。目前上海正着手筹建国内一流的煤焦油蒸馏装置，必将大大提高技术水平和生产能力。代表煤化工技术水平的煤气化技术也落后于一些发达国家。我国是一个农业大国，合成氨产量居世界第一，无烟煤或焦碳合成氨的生产能力约占全国合成氨生产能力的65%左右，但生产工艺落后，能耗高，污染严重。我国甲醇的现有生产能力为300万t/a，其中规模最大的装置有上海太平洋集团公司以煤为原料的生产装置，年产20万t甲醇；齐鲁石化公司第二化肥厂引进的10万t/a生产装置。其余的装置年生产能力为几千吨到几万吨不等，且技术落后、规模小、能耗高。另外，以煤为原料合成碳酸二甲酯、甲酸甲酯等可望实现工业化。
（二）分类
1. 传统产品领域
要对与石油化工路线相比具有比较优势的煤化工的产品领域大力进行技术改造，并促使企业改制、改组，设法做强做大，增强国际竞争力。加大产品结构的调整力度：对与石油化工路线相比具有劣势的产品领域宜加速淘汰、关闭或转产；降低高能耗煤化工产品在行业的比重，收紧、缩减高能耗产品的出口；限制和淘汰一批能耗高，污染重的企业。
2. 能源替代品
这一部分是煤化工的潜在市场，市场前景广阔是发展的重点。以煤制油（直接液化、间接液化）。甲醇的主要潜在市场是作燃料：燃料甲醇（掺烧或全烧）；甲醇转化为二甲醚（替代液化石油气和柴油）中型燃气轮机发电的燃料；燃料电池；甲醇制烯烃（MTO）；甲醇制丙烯（MTP）。
二、现代煤化工产业技术发展的方向
传统的煤化工技术包括焦油化工、煤合成气化工及电石乙炔化工等等。煤的气化技术在煤化工的发展中占有重要的地位，先进的催化合成技术、分离技术、生物化工技术、节能减排技术、环保技术与大型工业装备制造技术是现代煤化工的发展基础，新型煤化工技术就是以煤气化为龙头组合应用现代先进的化工生产技术，生产可替代石油的洁净能源和各类化工产品为成品油、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等，进而发展为煤气化技术为核心的多联产系统。已经形成煤炭——能源——化工一体化的新兴产业。
世界上目前拥有的新型煤化工技术主要有——煤气化技术，以煤为原料生产甲醇的技术，煤路线合成烃类的技术。最令人关注的是煤制油合成气生产烯烃的技术，IGCC技术在国外也是煤气化技术发展的一个热点。我国从上世纪80年代起开始引进国外煤气化技术，但国产化的煤气化技术与国外相比还有较大差距，可以预见以生产可替代石油的洁净能源和化工产品为主的现代煤——能源——化工一体化产业，即将在我国兴起并得到可持续发展。
现代煤化工是属于技术密集型和投资密集型的产业，应采取最有利于提高经济效益的建设及运行方式。现代煤化工的发展要坚持一体化、基地化、大型化、现代化和集约化，真正转变经济增长方式。
坚持一体化。就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来（当然亦可以采取煤—电—化一体化联产模式）。把煤气化装置建在矿上（或临近矿区），力求减少煤炭运耗及费用，实施资源优化配置，合理使用煤炭资源（按煤质资源优质优用，劣质劣用，各得其所）。只有形成煤化工与煤矿一体化的利益机制，才能减少日后的价格、运输和布局的风险。
三、新型煤化工
新型煤化工是以煤炭为基本原料（燃料），C1化工技术为基础，以国家经济发展和市场急需的产品为方向，采用高技术，优化工艺路线，充分注重环境友好，有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化（直接和间接），煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术，以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业，随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求，煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的，与传统煤化工密不可分。其特点如下。
（一）以清洁能源为主要产品。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）、电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品，如芳香烃类产品。
（二）煤炭-能源化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向，紧密依托于煤炭资源的开发，并与其它能源、化工技术结合，形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。
现代煤化工技术 篇12
遏止行业“无序布局”
“环保部《准入条件》目标很明确, 就是按照‘环境优先、合理布局、环保示范、源头控制、风险可控’的原则, 通过规范新建、改建和扩建现代煤化工生产建设项目环境管理, 协调经济发展与环境保护的关系, 促进煤化工行业技术进步, 从而达到国家所要求的适度、有序发展现代煤化工的目的。”国务院发展研究中心研究员胡瑞平如是说。
据胡瑞平介绍, 近年来我国现代煤化工产业规划拟建发展规模之庞大超乎想象, 即使当前市场低谷期也仍然表现为高烧不退、积重难返, 其发展速度与规模远远超过了国家定位的“示范阶段”。据不完全统计, 截至2015年底, 我国煤炭液化产能已经达到163万吨/ 年, 甲醇制汽油产能可达到40万吨/ 年, 煤焦油加氢产能可达到142万吨/ 年, 煤制乙二醇产能130 万吨/ 年。目前, 已经获得核准或同意启动前期工作的项目已有18 个, 总投资约4630 亿元, 除西藏外, 西部各地几乎都已经染指现代煤化工, 煤制烯烃规划拟建规模超过3000 万吨/ 年、煤制天然气超过2000 亿立方米/ 年、煤制油超过3000 万吨/ 年, 仅鄂尔多斯就有14 个煤化工基地, 陕西榆林市有31 个煤化工基地。
内蒙古科技大学矿业学院副院长李继林教授分析认为, 《准入条件》的布局限制切中要害, 要求现代煤化工项目应布局优先选择在水资源相对丰富、环境容量较好的地区布局, 并符合环境保护规划; 已无环境容量的地区发展现代煤化工项目, 必须先期开展经济结构调整、煤炭消费等量或减量替代等措施腾出环境容量, 并采用先进工艺技术和污染控制技术最大限度减少污染物的排放。
事实上, 目前现代煤化工几乎在全国范围内都遍地开花, 而导致无序发展现代煤化工的主要原因是各级地方政府尤其是在富煤地区, 在煤炭价格大幅下滑的窘境下, 煤炭就地转化成为提升经济的救命稻草。
李继林透露, 以内蒙古、陕西、山西省为例, “十二五”期间, 省区内煤炭资源展开全面整合, 确立了变输煤为输电、输煤化产品的发展思路, 极大地刺激了现代煤化工行业迅猛扩张, 明知存在的水资源和环境容量制约问题也被束之高阁。
与此同时, 本地缺乏煤炭资源的东部、中部及南方等各省份, 甚至还包括京津冀、长三角、珠三角地区, 以及部分资金实力强的企业, 为圈得煤炭资源, 即使从未从事煤化工生产及经营业务, 也盲目介入购买煤矿矿权, 被迫上马现代煤化工项目实施煤炭就地转化。还有不少企业为追求短期效益盲目跟风, 不仅造成全行业产品同质化严重及巨大资源浪费, 而且助长了现代煤化工无序上马布局之风。
期待真正“零排放”
李继林指出, 《准入条件》严格规定了污染防治和减小环境影响措施门槛, 要求项目工艺技术、建设规模应符合国家产业政策要求, 鼓励采用能源转换率高、污染物排放强度低的工艺技术。在废水处理、污染物排放、固体废物处置、地下水污染防治、环境风险防范措施、环境监测等方面提出相应的要求, “三废”排放应满足相关污染物排放标准要求, 不得污染地下水、大气、土壤等。目前, 在已经投产和拟建的现代煤化工项目中, 不少都宣称可实现污染物的“零排放”, 而实际情况绝非如此。
李继林教授说, 以废水处理为例, 现代煤化工水系统并未实现真正意义上的“零排放”。“零排放”是指生产中所产生的废水、污水、清净下水等经过处理, 水全部用于回用, 除结晶盐外对外界不排放废水。而事实上不少项目正在利用蒸发塘、晾晒池、氧化塘、暂存池等实现所谓的“零排放”。这些设施存在的弊端不符合环境治理的减量化、再利用、再循环原则, 而且一些不负责任企业以此为障眼法, 要么蒸发污水, 要么偷排, 有的不具备防渗功能, 污染了地下水。
“现代煤化工高浓污水处理问题十分突出, 没有严格意义实现零排放, 只能称为近零排放。”南京工业大学教授环境学院院长徐炎华这样表示, 他说, 现代煤化工水耗高, 高浓污水主要来源与工艺、煤种密切相关。其水耗分别为:煤直接液化10 吨水/ 吨油, 煤制天然气6.9 吨水/ 千立方米, 煤制烯烃22 吨水/ 吨, 煤间接液化11 吨水/ 吨油。此外, 中水回用率低, 蒸发塘规模大, 当中的高油、高COD、高有机毒物酚氨的“三高”回收后水质难以直接生化。
徐炎华告诉笔者, 目前现代煤化工部分项目水处理设施运行并不理想, 前处理效果差, 预处理简单、处理不到位, 中水回用回用率低。酚氨回收操作不稳定、效果差, 油、煤粉含量高。其主要原因是用水水质水量波动大、冲击负荷高, 还有煤化工用煤多为高挥发分褐煤、长焰煤, 同矿区的不同煤层煤质差异造成。此外, 废水除油工艺效率低, 缺强化处理技术, 缺乏对废水中溶解性难降解COD、有毒物质、致色物质处理。废水分类收集不到位、不合理, 高浓污水成分复杂、难以处理, 处理工艺不合理, 有效性、针对性、经济性不足。加之企业预算资金上投入不足, 对环保治理难度认识不够, 环保设施实施相对滞后。
笔者了解到, 目前现代煤化工的废气和固体废物处置和排放控制效果较好, 但高浓度难降解有机废水处理还是难题。因此《 准入条件 》要求, 严格限制将加工工艺、污染防治技术或综合利用技术尚不成熟的高含铝、砷、氟、油及其他稀有元素的煤种作为原料煤和燃料煤。现代煤化工行业亟待研发“三废”处理高效合理的零排放或者近零排放技术, 提升行业环保水平。
“准入”还需加强配套
《准入条件》可谓缜密而切中要害, 但能否最终刹住“无序上马”之风?业内人士普遍认为, 《准入条件》使得环评这一关有了可靠的依据, 对于现代煤化工步入有序、健康、科学发展轨道无疑将发挥积极作用。但还需国家从宏观层面出台与《准入条件》配套的相关措施加以规范, 确保现代煤化工走出过热的怪圈。
神华鄂尔多斯煤制油分公司总工程师舒格平告诉笔者, 《准入条件》里有关污染物排放的标准依旧是石油化工行业标准, 比如加热炉烟气、酸性气回收装置尾气以及VOCs等应根据项目生产产品的种类暂按《石油炼制工业污染物排放标准》 (GB 31570) 或《石油化学工业污染物排放标准》 (GB31571) 相关要求进行控制, 部分特征污染物缺失, 不适用于当前环境管理。为实现现代煤化工行业的清洁和可持续发展, 应尽快出台煤化工行业污染物排放国家标准。
针对尚未出台的煤化工排放标准, 李继林强调, 需要更加严格的标准, 进而提高准入门槛, 这不仅有利于抑制全行业的盲目投资冲动, 也可以倒逼现代煤化工技术创新和产业升级, 化解环保风险。2015 年煤化工行业的CO2排放量约为4.7 亿吨, 已经给我国碳减排带来很大压力, 全国统一碳排放权交易市场计划于2016 年试运行, 碳税也将加快推出, 现代煤化工必须迈过这一环保门槛。
国家环保部评估中心石化轻纺评估部原主任周学双建议, 一方面, 国家要尽快出台新的煤炭与现代煤化工的相关产业政策, 有效遏制西部煤化工盲目无序发展局面。西部煤化工已经暴露诸多问题, 尤其是生态环境破坏。许多不具备条件的区域盲目上马发展煤化工, 加剧了不合理布局和环境污染。“诸侯经济”与“全国一盘棋、有序、可持续发展”冲突, 各自为政不可能解决环境问题。煤炭资源不应属于地方所有, 必须对煤炭资源进行科学统筹规划、统一调配, 实现自然资源用途管制。摒弃部门和地方的狭隘利益观, 筹划超越行政区划界限的大区域经济, 改进财税分配机制, 严禁“逢煤必采、逢煤必化”的现象继续蔓延。
另一方面国家应该出台准入配套政策, 引导现代煤化工走多联产之路, 化解环保危机。从环保角度分析, 单一的现代煤化工虽然属于煤炭资源利用的先进技术, 但真正的优势是以煤气化为龙头的煤基多联产系统, 可以实现煤、电、化、热、冶、建材等多产业的耦合, 循环互补延伸产业链, 寻求资源能源最大化利用、污染物最小化排放。必须发展现代煤化工多联产系统, 只有这样的组合才能实现效益“1+1>3”、污染“1+1<0.5”, 实现高碳资源的低碳化利用。