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解决煤制烯烃工艺技术难题的对策

北极星水处理网  来源:化工管理  作者:王玉青,陈生文  2020/4/16 9:54:23  我要投稿  

北极星水处理网讯:摘要:近年来,我国经济高速发展,化工业也在不断进步,我国对于能源的使用需求越来越多,要求也越来越高,而我国富煤、贫油、少气的资源特点导致我们对于石油和天然气进口的依赖程度越来越高。针对资源问题,我国开始大力发展以煤为原料,制成油和烯烃的化工业。但是,烯烃产业的污水处理和废水回收利用也是一大难题。文章主要阐述了以解决煤制烯烃工艺技术和废水处理问题的对策。

关键词:煤制烯烃;工艺技术;化工业

我国的能源特点:富煤、贫油、少气,所以依懒石油的低碳烯烃(尤其是乙烯和丙烯)的制备受到了很大的限制,并且低碳烯烃在我国还处于供不应求的状态,煤制烯烃不仅能解决我国目前对于低碳烯烃的依赖问题,还能实现资源地合理利用。但是煤制烯烃废水却具有硬度和碱度较高的缺点,尤其是排放问题不好处理的现状。所以,对于煤制烯烃的工艺技术改造是一大难题。

1 发展煤制烯烃工业的背景

由于我国富煤、少油、少气的能源特点,导致了我国的工业发展需要调整和优化能源结构,中国石油和化学工业协会预计,“十二五”和“十三五”期间中国乙烯产能的增速将分别达到4.9%和5.6%,尽管如此,乙烯仍然无法满足下游市场的需求。以“煤”代“油”生产低碳烯烃,是实现中国以“煤代油”能源战略,保证国家能源安全的重要途径之一。降低对于石油的依赖程度,充分发挥煤炭的优点,利用煤炭现有的资源优势,大力发展煤化工代替油化工的技术,尽可能的让煤化工产品代替石油化工产品。煤制烯烃就是以煤炭为原材料制成的煤化工产品。煤制烯烃技术即是以煤炭为原料,经过合成工艺制成产品的煤炭清洁利用技术。用以代替过去只能以石油为原料制成烯烃及其他产品的技术。烯烃是重要的平台化学品,烯烃工业的发展带动着其它有机化工产品的发展.无论从能源安全还是资源储量角度看,探索煤炭原料路线的烯烃生产是化工产业可持续发展的一个重要方向.近年来煤气化为基础的甲醇制烯烃技术得到了快速的发展。总体而言,煤制烯烃路线具有原料成本优势,在经济上表现出较强的竞争力,但整体工艺和过程集成技术有待提高。

乙烯工业是化工业的重要组成部分,是合成橡胶、塑料乙醇等的基本原料,其发展水平是衡量一个国家硬实力的一个重要标准,在我国化工业和国民经济发展中占有重要地位。丙烯也是我国化工业的重要组成部分之一,其是成产诸如辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸等化工产品的基本原料。而这两种重要的工业原料的生产却主要来源于石油。我国石油资源紧缺,迫切需要优化和调节资源结构,否则,我国的化学工业将会受到严重影响。

2 技术难题的攻克

2.1 煤制甲醇技术

现如今,我国的煤制甲醇技术可以说非常成熟,精制甲醇合成工艺其造气采用鲁奇高压气化炉,在纯氧气化剂作用下煤气经冷却脱出焦油、硫和二氧化碳从而制得组成为H和C0的合成气,压缩后的合成气经过换热、冷却、压缩至10MPa后进入反应器。合成甲醇过程为强放热过程,所以反应器的设计主要考虑如何排除反应热,控制反应温度,而甲醇反应器衬里材质还要注意防止H和CO的腐蚀,从而通常采用:1Cr18Ni9Ti。最后反应精制后的甲醇含量可达99.85%。

2.2 MTO 技术

MTO是由合成气所经过甲醇所转化成为的低碳烯烃的技术工艺,在国际上有很多著名了石油企业和化学企业,比如美国的巴斯夫公司、环球石油企业等都是投入了大量的资金费用和研究人员,进行了相关的研究。在1998年,UOP和环球石油企业合作建立成了一套甲醇角哀公能力的0.75t/d的示范装置,在连续的运转3个月时间,甲醇的实际转换率接近了百分百,乙烯和丙烯在一定程度上其炭基的整体质量回收几率高达80%。在MTO技术工艺中所采用的流水床中的反应器和再生器的设计,所反应热通过所产生的蒸汽所带出来并进行回收,在失去活动的催化剂中会被送到流化床中在进行器中烧炭再利用,然后回到流化床中的反应器中,这样在整个产物的气流混合物被分开之前,所需要通过大部分的水分以及相应的物质是会被清除的,在一定程度上通过气体所产生的物质气液分离会进一步的进行脱水,在干燥之后的产品中会成为回收段。在MTO技术共轨中流经脱甲烷塔、乙烷塔以及丙烷塔以及乙烯分离塔、丙烯分离塔,在含氧化合物中也会被压缩在工段中途被得到有效的清除。

3 烯烃废水处理工艺

3.1 混凝沉淀法

沉淀法,顾名思义,即是利用水中悬浮物的重力作用下沉而达到的使水和水中废渣相分离的目的。混凝沉淀法的使用通常需要在废水中加入一些能够加强沉淀效果的物质。这种方法的有点主要是开销小,处理量大,工艺简单容易。但其弊端是投放物质的条件需要根据废水水质的变化而改变,处理效率一般。另外,该种方法会产生大量的沉淀,影响脱水。

3.2 低氧一好氧法

该方法对煤制烯烃废水水中的氨氮元素和其他有机物有比较好的去除效果。A2-O工艺是在A-O工艺基础上开发出来的改进工艺,与A-O工艺相比,在缺氧池前多了一个厌氧池。煤化工废水中的有机物难以降解,煤制烯烃废水中含有大量的环杂和多环芳烃类有机物,煤制烯烃的废水中含有大量的难以降解的有机物和其他物质,需要通过一定的方法讲这些有机物和残渣转化为可以降解的有机物。煤制烯烃就是以煤炭为原材料制成的煤化工产品。煤制烯烃技术即是以煤炭为原料,经过合成工艺制成产品的煤炭清洁利用技术,煤制烯烃废水中的铜离子、氨氮含量高,可降解难度大,需要采用多种方法混合使用以此达到降解废水中的有机物和去除氨氮元素的目的。该种方法在经过试验后证明,排放出水的各项指标均达到国家标准。

3.3 回用处理技术

回收处理技术是将煤制烯烃废水中的杂质和其他有机物去除到国家标准的范围内,用于工业中的循环使用和冷却系统以及深度处理用水。不仅降低了工业生产中的用水量和废水排放量也节约了成产用成本。废水处理再利用工程不是一项单纯的水处理工程,而是以经过处理后生产废水作为水源,再经过深度处理达到生产再利用的工程。所以,不言而喻,经处理后的废水水质愈好,所含无机和有机污染物愈少,对再利用工程愈有利,可以减少再利用工程的投资和制水成本。

4 煤制烯烃的技术发展与运用分析

我国的资源形势很不平衡,过去我国过于依赖靠进口石油和天然气来维持国家工业发展,过去的石油化工需要耗费大龄的石化资源,而我国本身的石油资源却不足以维持我国庞大的工业体系,而过度的依赖国外进口则可能是我国在战略资源上面处于不利地位,煤制烯烃技术即是以煤炭为原料,经过合成工艺制成产品的煤炭清洁利用技术。而我国的煤炭资源相对丰富,且成本相对较低,降成本相对较低的煤炭资源加工成为具有经济效益的烯烃还可以促进地区发展的平衡,目前我们国家的煤炭资源能够满足未来相当长一段时间的需要。

5 结语

煤制烯烃制造工艺的出现,极大地缓解了我国能源问题,不仅优化和调节了能源结构,还保障了我国化工业的健康发展,降低我国对于石油天然气进口的依赖程度。但是,煤制烯烃废水的处理也是一大难题,总体而言,煤制烯烃路线具有原料成本优势,在经济上表现出较强的竞争力,但整体工艺和过程集成技术有待提高。烯烃工业的发展不仅要解决能源问题,也要尽可能地实现废水无害化处理,解决环境问题。只有这样才能实现可持续发展,煤制烯烃产业才能蓬勃发展


原标题:解决煤制烯烃工艺技术难题的对策

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