煤化工项目设计问题把控关键方向

　　
　　导读：近年来，煤化工在我国具有得天独厚的优势，但我国煤化工项目进展并不是十分顺利，一些煤化工项目或因设计本身的缺陷、或因设计时考虑不够周全等问题，造成项目投产后麻烦不断、运行不稳、效益不好。

　　
　　煤化工发展迷茫中前行
　　
　　国家*在7月份发布通知，明确提出：“禁止建设年产20亿立方米及以下规模的煤制天然气项目和年产100万吨及以下规模的煤制油项目。”煤化工行业在此格局下接连受挫，不少业内人士对煤化工未来发展亦表示担忧。
　　
　　煤化工行业能否解冻及继续发展始终是各方讨论的重点，有人认为后期其发展有其必然性，一方面，作为原料的煤炭，资源丰富，可利用空间较大，且消费量远远超过其他资源，可持续性相对较好。另一方面，随着煤质项目技术及工艺的创新，煤化工产业目前发展相对多元化，一定程度上实现了煤到其他能源之间的转化，而只要避免盲目投资和重复建设问题，“适地、适度”发展煤化工项目，便可以从根本上转变目前的能源困局。
　　
　　目前我国煤化工行业处于一种迷茫期，政策面打压及产能过剩问题无疑给了正在发展中的煤化工当头一棒。但随着煤质烯烃，煤质芳烃以及煤制油等新兴行业投产及有效运行，煤化工行业或渐入佳境。从政府调控和产业发展看，“绿色、环保”将成为行业发展的必然方向，而新兴行业的发展亦将在其中写上浓墨重彩的一笔。
　　
　　设计至关重要
　　
　　化工行业素有“五年设计、三年建设、一朝投产”之说，这是对化工行业发展规律的科学概括。这足可说明设计对于煤化工项目的重要性。然而时下一些大型煤化工项目因设计带来的问题比比皆是。有的项目在建设过程中经常“翻烧饼”，施工一段时间后图纸变了，又推倒重来；有的项目在设备出厂后才发现材质不符，于是重新制造；有的项目地下网线已经铺设好，却因图纸的变动只得放弃再埋一次；有的项目在一些重要环节丢三落四，导致项目一建成即开始“技改”；有的项目建成了才发现工序之间、蒸汽及水的供给与需要之间不平衡，动力岛偏小，严重制约装置整体效能的发挥；更有甚者，有的项目建成后才发现原设计煤种根本找不到的颠覆性错误。
　　
　　究其原因，一些大型煤化工项目的业主和设计单位重速度轻质量问题都很严重。一方面，为了抢占市场，不少项目业主不顾设计规律，拼命向设计单位催要图纸进度，压缩设计单位的时间，恨不得一天就拿到图纸，3天后就开工干活，或者干脆采取“边设计、边施工、边修改”的“三边”做法，弄得设计单位手忙脚乱，项目建设过程中不断变更设计，项目建成后麻烦不断；另一方面，在当前煤化工热的背景下，设计单位出于“抓住机遇”的利益考虑，不管自身能力够与不够，来者一概不拒。由于承担的项目过多，设计任务过重，加之一些设计人员素质达不到，其结果心有余而力不足，有意无意地放松了设计质量要求，为项目埋下了隐患。
　　
　　煤化工遭遇各种瓶颈
　　
　　由于废水处理零排放及高浓盐分离结晶难题等原因，煤化工项目的审批受到限制。高含盐水无论采用蒸发塘，还是蒸发结晶设备，产生的掺杂酚类有机物的结晶杂盐的处置问题无法解决，只是把难题拖后。
　　
　　自新环保法颁布，煤化工处在进退两难的境地，浓盐水作为除尘洒水、依靠烘干设备烘干等传统做法已不被行业接受，而蒸发结晶出的杂盐需作为危险固体废弃物进行危废处理成本过高。对每年产生3.0-5.0万吨危废物质的企业而言，按国内现行管理办法，危废处置成本约2000元以上/吨，占蒸发结晶总费用60%以上。
　　
　　因此，煤化工浓盐水的成熟、妥善处理工艺成为零排放是否实现的瓶颈问题。
　　
　　气化炉应用种类趋于集中
　　
　　气化炉是煤化工项目的，在煤化工热潮兴起的2008年之前，我国应用的新型煤气化炉主要有德士古、鲁奇、多喷嘴这几种，而目前国内已经运行或在建的工业化煤气化炉种类达到20种，甚至还有两种正在进行中试没有工业化的技术，煤气化技术种类已经翻番了6倍。
　　
　　郑万德向中国化工报记者介绍说，水煤浆、鲁奇等气化技术应用得比较早，而且这些技术在原有技术上不断改进，从低压低温到高压高温，成熟性、稳定性不断提高，这些气化技术应用得较多。2004年年底，首台日处理750吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉(6.5MPa)开车。截至2014年上半年，多喷嘴水煤浆气化炉已经在35家企业得到了应用，总计达到百台。
　　
　　应用煤气化炉数量和规模大的是煤制烯烃、煤制油、煤制天然气项目。比如，一个400万吨/年煤制油项目，如用单炉投煤量2000吨/天的粉煤气化炉就要28台;一个40亿立方米/年煤制天然气项目，如用单炉投煤量1000吨/天的碎煤加压固定床气化炉，就需要48台。这些项目对气化炉种类的需求也呈现集中化趋向。
　　
　　中石化具有自主知识产权并拥有完全自由运作权的“SE-东方炉”，今年初已经成功在扬子石化制氢装置上得到应用，中石化今后发展煤化工项目必然也用自己开发的“SE-东方炉”。今年4月，由伊泰集团、中科合成油公司、中船重工711所联合开发的4000吨/天大型干粉煤气化炉，应用于伊泰大路200万吨/年煤制油示范项目上，中科合成油、伊泰集团分别享有35%、25%的专有技术推广应用知识产权，今后伊泰集团发展的煤制油项目势必也将增加这种炉型的使用量。
　　
　　徐才福认为，煤气化技术的发展方向将向着碳转化率高、水耗少、连续稳定满负荷运行周期长、投资少等方向发展。经过近几年的发展，随着技术的不断完善，会有几种技术综合优势突出，应用会向这几种综合优势突出的技术上集中。
　　
　　目前，国内搞的新型煤气化技术以模仿居多，没什么进一步创新，也没有根本性变化，多年的煤气化技术应用、改进，对煤种适应性、气化流程等认识越来越统一，应用也越来越趋向几个技术种类。
　　
　　煤气化技术种类众多，还有多家单位在搞技术研发，建设中试、工业化装置，今后的应用空间还大不大?是否有必要再搞?对此，煤气化技术全国煤化工设计技术中心主任、中国工程设计大师李大尚向中国化工报记者表示，技术总要进步，而且煤气化技术还有进一步优化的空间。比如，如果在煤气化过程中加入催化剂或者什么元素，直接在气化过程中进行甲烷化，这样就能省去后面的甲烷化过程，煤制天然气的投资、成本就能大幅降低;此外，净化流程也需要新的工艺。
　　
　　李大尚指出：“煤气化技术如果单纯地变个花样，与现在应用的技术大同小异，没什么创新改进，在技术应用种类集中的情况下，就没有意义了。”