煤化工人必讀,解決煤制烯烴工藝技術難題的對策。


近年來,我國經濟高速發展,化工業也在不斷進步,我國對於能源的使用需求越來越多,要求也越來越高,而我國富煤、貧油、少氣的資源特點導致我們對於石油和天然氣進口的依賴程度越來越高。針對資源問題,我國開始大力發展以煤為原料,製成油和烯烴的化工業。但是,烯烴產業的汙水處理和廢水回收利用也是一大難題。文章主要闡述了以解決煤制烯烴工藝技術和廢水處理問題的對策。

我國的能源特點:富煤、貧油、少氣,所以依懶石油的低碳烯烴(尤其是乙烯和丙烯)的製備受到了很大的限制,並且低碳烯烴在我國還處於供不應求的狀態,煤制烯烴不僅能解決我國目前對於低碳烯烴的依賴問題,還能實現資源地合理利用。但是煤制烯烴廢水卻具有硬度和鹼度較高的缺點,尤其是排放問題不好處理的現狀。所以,對於煤制烯烴的工藝技術改造是一大難題。

1 發展煤制烯烴工業的背景

由於我國富煤、少油、少氣的能源特點,導致了我國的工業發展需要調整和優化能源結構,中國石油和化學工業協會預計,“十二五”和“十三五”期間中國乙烯產能的增速將分別達到4.9%和5.6%,儘管如此,乙烯仍然無法滿足下游市場的需求。以“煤”代“油”生產低碳烯烴,是實現中國以“煤代油”能源戰略,保證國家能源安全的重要途徑之一。降低對於石油的依賴程度,充分發揮煤炭的優點,利用煤炭現有的資源優勢,大力發展煤化工代替油化工的技術,儘可能的讓煤化工產品代替石油化工產品。煤制烯烴就是以煤炭為原材料製成的煤化工產品。煤制烯烴技術即是以煤炭為原料,經過合成工藝製成產品的煤炭清潔利用技術。用以代替過去只能以石油為原料製成烯烴及其他產品的技術。烯烴是重要的平臺化學品,烯烴工業的發展帶動著其它有機化工產品的發展.無論從能源安全還是資源儲量角度看,探索煤炭原料路線的烯烴生產是化工產業可持續發展的一個重要方向.近年來煤氣化為基礎的甲醇制烯烴技術得到了快速的發展。總體而言,煤制烯烴路線具有原料成本優勢,在經濟上表現出較強的競爭力,但整體工藝和過程集成技術有待提高。

乙烯工業是化工業的重要組成部分,是合成橡膠、塑料乙醇等的基本原料,其發展水平是衡量一個國家硬實力的一個重要標準,在我國化工業和國民經濟發展中佔有重要地位。丙烯也是我國化工業的重要組成部分之一,其是成產諸如辛醇、丙烯腈、環氧丙烷、丙烯酸等化工產品的基本原料。而這兩種重要的工業原料的生產卻主要來源於石油。我國石油資源緊缺,迫切需要優化和調節資源結構,否則,我國的化學工業將會受到嚴重影響。

2 技術難題的攻克

2.1 煤制甲醇技術

現如今,我國的煤制甲醇技術可以說非常成熟,精製甲醇合成工藝其造氣採用魯奇高壓氣化爐,在純氧氣化劑作用下煤氣經冷卻脫出焦油、硫和二氧化碳從而製得組成為H和C0的合成氣,壓縮後的合成氣經過換熱、冷卻、壓縮至10MPa後進入反應器。合成甲醇過程為強放熱過程,所以反應器的設計主要考慮如何排除反應熱,控制反應溫度,而甲醇反應器襯裡材質還要注意防止H和CO的腐蝕,從而通常採用:1Cr18Ni9Ti。最後反應精製後的甲醇含量可達99.85%。

2.2 MTO 技術

MTO是由合成氣所經過甲醇所轉化成為的低碳烯烴的技術工藝,在國際上有很多著名了石油企業和化學企業,比如美國的巴斯夫公司、環球石油企業等都是投入了大量的資金費用和研究人員,進行了相關的研究。在1998年,UOP和環球石油企業合作建立成了一套甲醇角哀公能力的0.75t/d的示範裝置,在連續的運轉3個月時間,甲醇的實際轉換率接近了百分百,乙烯和丙烯在一定程度上其炭基的整體質量回收幾率高達80%。在MTO技術工藝中所採用的流水床中的反應器和再生器的設計,所反應熱通過所產生的蒸汽所帶出來並進行回收,在失去活動的催化劑中會被送到流化床中在進行器中燒炭再利用,然後回到流化床中的反應器中,這樣在整個產物的氣流混合物被分開之前,所需要通過大部分的水分以及相應的物質是會被清除的,在一定程度上通過氣體所產生的物質氣液分離會進一步的進行脫水,在乾燥之後的產品中會成為回收段。在MTO技術共軌中流經脫甲烷塔、乙烷塔以及丙烷塔以及乙烯分離塔、丙烯分離塔,在含氧化合物中也會被壓縮在工段中途被得到有效的清除。

3 烯烴廢水處理工藝

3.1 混凝沉澱法

沉澱法,顧名思義,即是利用水中懸浮物的重力作用下沉而達到的使水和水中廢渣相分離的目的。混凝沉澱法的使用通常需要在廢水中加入一些能夠加強沉澱效果的物質。這種方法的有點主要是開銷小,處理量大,工藝簡單容易。但其弊端是投放物質的條件需要根據廢水水質的變化而改變,處理效率一般。另外,該種方法會產生大量的沉澱,影響脫水。

3.2 低氧一好氧法

該方法對煤制烯烴廢水水中的氨氮元素和其他有機物有比較好的去除效果。A2-O工藝是在A-O工藝基礎上開發出來的改進工藝,與A-O工藝相比,在缺氧池前多了一個厭氧池。煤化工廢水中的有機物難以降解,煤制烯烴廢水中含有大量的環雜和多環芳烴類有機物,煤制烯烴的廢水中含有大量的難以降解的有機物和其他物質,需要通過一定的方法講這些有機物和殘渣轉化為可以降解的有機物。煤制烯烴就是以煤炭為原材料製成的煤化工產品。煤制烯烴技術即是以煤炭為原料,經過合成工藝製成產品的煤炭清潔利用技術,煤制烯烴廢水中的銅離子、氨氮含量高,可降解難度大,需要採用多種方法混合使用以此達到降解廢水中的有機物和去除氨氮元素的目的。該種方法在經過試驗後證明,排放出水的各項指標均達到國家標準。

3.3 回用處理技術

回收處理技術是將煤制烯烴廢水中的雜質和其他有機物去除到國家標準的範圍內,用於工業中的循環使用和冷卻系統以及深度處理用水。不僅降低了工業生產中的用水量和廢水排放量也節約了成產用成本。廢水處理再利用工程不是一項單純的水處理工程,而是以經過處理後生產廢水作為水源,再經過深度處理達到生產再利用的工程。所以,不言而喻,經處理後的廢水水質愈好,所含無機和有機汙染物愈少,對再利用工程愈有利,可以減少再利用工程的投資和制水成本。

4 煤制烯烴的技術發展與運用分析

我國的資源形勢很不平衡,過去我國過於依賴靠進口石油和天然氣來維持國家工業發展,過去的石油化工需要耗費大齡的石化資源,而我國本身的石油資源卻不足以維持我國龐大的工業體系,而過度的依賴國外進口則可能是我國在戰略資源上面處於不利地位,煤制烯烴技術即是以煤炭為原料,經過合成工藝製成產品的煤炭清潔利用技術。而我國的煤炭資源相對豐富,且成本相對較低,降成本相對較低的煤炭資源加工成為具有經濟效益的烯烴還可以促進地區發展的平衡,目前我們國家的煤炭資源能夠滿足未來相當長一段時間的需要。

5 結語

煤制烯烴製造工藝的出現,極大地緩解了我國能源問題,不僅優化和調節了能源結構,還保障了我國化工業的健康發展,降低我國對於石油天然氣進口的依賴程度。但是,煤制烯烴廢水的處理也是一大難題,總體而言,煤制烯烴路線具有原料成本優勢,在經濟上表現出較強的競爭力,但整體工藝和過程集成技術有待提高。烯烴工業的發展不僅要解決能源問題,也要儘可能地實現廢水無害化處理,解決環境問題。只有這樣才能實現可持續發展,煤制烯烴產業才能蓬勃發展。



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