惠州石化二期配套制氫設施優(yōu)化改造項目于2023年3月10日上午舉行了隆重的投產儀式。
氣化裝置5系列于儀式當日19時05分投料開車一次成功,6系列于3月13日投料成功,合成氣順利送入下游變換裝置。
惠州石化制氫優(yōu)化改造項目采用華東理工多噴嘴對置式氣化技術,新增兩臺氣化爐,合成氣規(guī)模140000Nm³/h。本項目是惠生工程首次在中海油系統(tǒng)內以BEPCC模式承接總承包項目,項目合同項下包含基礎設計、詳細設計、采購、施工、開車等工作。項目自2022年5月10日氣化框架主體工程開始施工起,僅歷時十個月即建成投產,刷新了同類裝置建設周期記錄。
惠州石化制氫改造項目建成投產為煉油滿負荷運行用氫需求提供強勁動力,提升煉化一體化價值,為惠州市能源結構轉型和綠色低碳發(fā)展增添了濃墨重彩的一筆。
2023年1月5日,惠州石化二期配套制氫設施優(yōu)化改造項目如期實現(xiàn)中間交接;葜菔谂涮字茪湓O施優(yōu)化改造項目氣化爐于2022年9月初完成吊裝,歷時120天成為2023年第一個實現(xiàn)中交的項目。
惠州煉化二期制氫采用美國CBI公司的E-Gas水煤漿加壓氣化技術,3臺(2開1備)氣化爐,低水氣比耐硫變換,魯奇低溫甲醇洗工藝,PSA法提純生產氫氣。優(yōu)化改造是增加2臺多噴嘴水煤漿氣化爐,1開1備運行,將現(xiàn)有3臺E-gas爐由2開1備調整為1開1備1檢修,并對配套設施進行適應性改造。
項目概況
目前全球僅有兩套在運行的E-Gas煤制氫聯(lián)合裝置,其具有碳轉化率高、熱利用效率高、耗氧少等特點。與傳統(tǒng)天然氣制氫工藝相比,可降低成本20%~25%。該裝置氮氧化物、二氧化硫、污水等污染物均實現(xiàn)了達標排放,達到行業(yè)先進水平。
E-Gas煤制氫聯(lián)合裝置工藝系統(tǒng)復雜,任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到系統(tǒng)的平穩(wěn)運行,因此眾多企業(yè)望而卻步。自2018年起,惠州石化在沒有任何煤制氫同類裝置運行先例和試車經驗的情況下,經過不斷摸索、實踐,先后攻克了余熱鍋爐爐管堵塞、碳回收設施故障率高、氣化爐二段積灰等一系列關鍵核心技術,自主開發(fā)組態(tài)氣化爐全過程自動化控制系統(tǒng),組織開展焦過濾器反吹閥、濾芯、碳回收設施等進口設備國產化攻關,創(chuàng)造性地引入光纖測溫技術,開發(fā)總結出余熱鍋爐操作法和硫磺單元低負荷操作法,實現(xiàn)E-Gas煤制氫聯(lián)合裝置在不同負荷下安全平穩(wěn)運行。
惠州煉化二期E-GAS煤氣化制氫裝置自2018年8月投產以來,由于系統(tǒng)頻繁堵塞,按照設計工況運行存在安全風險,氣化爐只能實現(xiàn)1開1備1檢修切換運行,供應氫氣和合成氣的量只能達到原設計的一半,嚴重影響煉油區(qū)用氫裝置的長期穩(wěn)定運行,并且頻繁開停車導致大量水煤氣直接排放至火炬,造成污染物排放量增加。
為解決上述問題,中海油惠州石化計劃增加2臺多噴嘴水煤漿氣化爐,1開1備運行,將現(xiàn)有3臺E-gas制氫設備由2開1備調整為1開1備1檢修,并對配套設施進行適應性改造。
改造完成后,煤氣化制氫裝置的操作模式優(yōu)化為2開2備1檢修,保持氫氣及合成氣生產規(guī)模與原二期變更環(huán)評的設計規(guī)模一致,即年產氫氣15.14萬噸,合成氣11.90萬噸。煤氣化裝置設計規(guī)模不變,煤炭消耗量減少。煤氣化下游相關的低溫甲醇洗、酸性水汽提、硫磺回收等裝置均不發(fā)生變化,進出物料和設計規(guī)模均不做改造和變動。
新建內容主要包括多噴嘴氣化裝置、渣水處理、污水除硬、渣棚及10kV變電所。
為充分利用新增多噴嘴氣化爐水煤氣的熱能,配套建設熱回收一套,可副產0.4MPa低壓蒸汽64.0t/h,送蒸汽管網使用。E-gas氣化爐變?yōu)?開1備1檢修后,熱回收產超高壓蒸汽減少50%。
惠州石化二期現(xiàn)有煤制氫裝置介紹
中海油惠州煉化二期煤制氫采用美國CBI公司的E-Gas水煤漿加壓氣化技術,生產15萬噸/年氫氣和11.76萬噸/年羰基合成氣。氫氣供煉廠加氫裝置使用,合成氣供丁辛醇裝置使用。2018年投運。根據(jù)公示的制氫設施優(yōu)化改造環(huán)評信息,各工序情況如下。
氣化
惠州煉化二期E-GAS煤氣化制氫采用美國CBI公司的E-Gas水煤漿加壓氣化技術,設有3臺(2開1備)氣化爐,有效氣規(guī)模26.4萬m3/h。主要原料為神府煤。煤氣化單元以煤、水和氧氣為原料,通過部分氧化工藝生產合成氣。合成氣洗滌后,送往制氫下游單元。少量氣化爐1段下部抽出的合成氣在氣化單元內經文丘里和環(huán)流洗滌塔洗滌后,送到抽出氣預處理單元再次洗滌并冷卻。
變換
采用低水氣比耐硫變換工藝生產符合CO濃度要求的高氫含量合成氣。包括合成氣變質部分和低溫熱回收部分。處理原料合成氣445498m3/h(濕基),主要產品為44.5×104m3/h變換氣。
低溫甲醇洗
采用魯奇低溫甲醇洗工藝。主要包括變換氣吸收、非變換氣吸收、預洗液閃蒸、硫化氫閃蒸、二氧化碳閃蒸及富甲醇液熱再生部分。處理變換氣424005m3/h,非變換氣20995m3/h。
變壓吸附
設計產氫規(guī)模為年產純度99.9%的工業(yè)氫15.14萬噸。采用PSA法提純,以凈化變換氣為原料,生產高純氫氣。提純后的尾氣,經壓縮機升壓后送往全廠燃料氣管網。包括PSA提純、尾氣壓縮、凈化未變換氣配氫部分。
制冷
項目冷凍站采用丙烯制冷技術,為酸性氣脫除單元提供冷量。設計提供冷量7400 kW。裝置由丙烯壓縮和丙烯冷凝冷卻結成。
酸性水汽提裝置
裝置設計規(guī)模為80噸/時處理煤氣化洗滌塔排出的酸性水汽提(系列一)和90噸/時處理工藝冷凝水、耐硫變換、低溫甲醇洗來的酸性水汽提(系列二)。系列一和系列二均采用單塔低壓全吹出工藝。酸性氣送硫磺回收,凈化水送至污水處理場,不回用。
硫磺回收
設計規(guī)模為3萬噸/年,正常操作工況硫磺產量為1.2萬噸/年。制硫部分采用一級熱反應+兩級催化轉化反應的改良CLAUS工藝。尾氣焚燒采用熱焚燒工藝,煙氣采用SCR脫硝;離子液吸收部分采用離子液脫除煙氣中的二氧化硫。包括制硫、尾氣焚燒、液硫脫氣及裝車、離子液吸收及公用工程等。
煤制氫是實現(xiàn)煤炭資源有效利用的重要途徑,體現(xiàn)了安全環(huán)保、技術成熟、價格低廉的競爭優(yōu)勢。未來,惠州石化將繼續(xù)在煉油化工領域積極倡導煤炭清潔高效利用,助力惠州市能源結構轉型和綠色低碳發(fā)展。
該項目位于廣東省惠州市大亞灣石化區(qū)內,惠州石化一、二期原油總加工規(guī)模為2200萬噸/年,中化六建承建范圍為中海油惠州石化有限公司新增氣化爐項目3#標段。主要產品:汽、煤、柴油類成品油,PX化工產品及給中海殼牌供應乙烯原料。煤氣化制氫裝置為惠州二期工程的一部分,含E-GAS氣化、耐硫變換、酸性氣體脫除、制冷、變壓吸附氫氣提純等單元。據(jù)悉,該項目總投資估算為 6.768億元,其中環(huán)保投資為8345.07 萬元。