近日，由新奧集團自主研發(fā)的粉煤加氫轉(zhuǎn)化油氣聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術（簡稱“粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術”）成功完成煤加氫轉(zhuǎn)化一體化轉(zhuǎn)化爐升級的試車任務，這標志著世界首創(chuàng)粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術取得重大突破，為我國煤炭清潔高效利用增添了新路徑。

據(jù)新奧股份天然氣有限公司加氫氣化技術負責人周三介紹，粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術是由新奧自主研發(fā)的新型煤炭分級分質(zhì)利用技術，屬第三代先進煤氣化技術，可實現(xiàn)一步法制甲烷。其核心是煤粉與氫氣在中溫（800~1000℃）和高壓（5~10MPa）條件下反應，生成甲烷、輕質(zhì)芳烴和高熱值清潔半焦。該技術融合了煤制氣和煤制油的優(yōu)勢，既能實現(xiàn)煤高效清潔轉(zhuǎn)化制天然氣，又能副產(chǎn)高附加值輕質(zhì)芳烴油品，通過階梯利用、全價開發(fā)，真正實現(xiàn)了煤炭資源的清潔高效綜合利用，意義重大。


圖為加氫氣化一體化技改項目主框架樓。

據(jù)悉，在整個技術開發(fā)過程中新奧研發(fā)團隊創(chuàng)造了多項世界首次，如粉煤高壓氫氣密相輸送技術、一體化轉(zhuǎn)化爐及熱回收耦合技術、高效對撞式粉煤燒嘴、超高固含量氣固分離技術、氫氣回收及循環(huán)加熱技術、芳烴油品分離及精制技術等。

周三強調(diào)，與傳統(tǒng)的直立爐熱解相比，該技術優(yōu)勢明顯，原料適用性更廣，得到的芳烴油品組成更簡單，分離工藝更節(jié)能高效，最終產(chǎn)品的經(jīng)濟價值更高，提高了原料煤的轉(zhuǎn)化效率，提升了氣體和液體產(chǎn)品的品質(zhì)和價值，從根本上解決了粉煤利用和油/塵分離難題，達到系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、連續(xù)運行的目標，實現(xiàn)了油、氣聯(lián)產(chǎn)。

煤炭分級分質(zhì)利用技術可根據(jù)煤在不同轉(zhuǎn)化階段反應性不同的特點，通過控制煤的熱解過程實現(xiàn)煤的分級轉(zhuǎn)化和分質(zhì)利用，相較于直接燃燒等技術，避免了煤炭結構的過度拆分，是實現(xiàn)煤資源高效清潔利用的有效途徑之一。傳統(tǒng)的煤炭分級分質(zhì)利用技術以常壓和低壓熱解為主，其最大難點在于使用粉煤時的油塵分離問題。目前，各技術多通過優(yōu)化反應器類型、結構、優(yōu)化操控手段等方式將原料煤粒徑要求降低，但受限于油/塵分離難題，仍無法真正意義上解決粉煤的使用問題，主要原因是低壓下未能讓焦油充分加氫裂化輕質(zhì)化，所產(chǎn)焦油品質(zhì)不好，凝點高，黏度大，混合粉塵顆粒后堵塞過濾設備和管道等，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差，所以仍無法真正意義上解決粉煤使用的難題。

2024年5月，加氫氣化一體化技改項目試車開車（中控）_副本.jpg

圖為加工作人員在中控室查看生產(chǎn)情況。

為攻克上述難題，新奧集團早在2012年便開始研發(fā)粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術，該技術基于國家“863計劃”項目“大規(guī)模煤制清潔燃料關鍵技術及工藝集成研究”，聯(lián)合多家高校、科研院所和設計院共同研發(fā)。

2015 年7 月，具有自主知識產(chǎn)權的“煤加氫轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷關鍵技術工藝”通過了河北省技術成果鑒定，由中國工程院院士金涌組成的專家組一致認為該技術達到了國際領先水平，并建議加快工業(yè)示范裝置進度；2018年400 噸/天煤加氫轉(zhuǎn)化工業(yè)示范裝置建設完成并首次開車打通工藝流程獲得合格產(chǎn)品；2021年通過中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會驗收，標志著世界上首套百噸級加氫轉(zhuǎn)化工業(yè)化裝置，也是世界首套7.0MPa 高壓粉煤氣流床轉(zhuǎn)化工藝裝置實現(xiàn)工業(yè)化。今年，工業(yè)示范裝置完成了技術改造升級，升級后的裝置在一個月的連續(xù)運行中，不僅實現(xiàn)了“高溫高氣、低溫高油”兩種工況的自由轉(zhuǎn)換，還取得了完整的實驗數(shù)據(jù)。這一成果得到了中國煤炭加工利用協(xié)會性能考核專家組的認可，也意味著煤加氫轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術的成功應用。

經(jīng)過十多年的不懈攻關，新奧粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術通過引入氫氣、精準控制反應條件等手段，實現(xiàn)產(chǎn)物定向調(diào)控，充分利用原料煤自身結構，聯(lián)產(chǎn)甲烷和輕質(zhì)芳烴油品，耦合多個反應過程，整體效率得到大幅提升。全流程采用干法排焦、干法除塵、高效熱回收等先進工藝技術，工藝煤耗、水耗等設計指標均符合行業(yè)指標或優(yōu)于行業(yè)先進值。此外，該技術選用氣流床作為反應器，具有結構簡單、易于放大的優(yōu)點，為實現(xiàn)百萬噸級大規(guī)模煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化奠定了重要的基礎。

據(jù)悉，新奧集團在百噸級示范裝置穩(wěn)定運營的基礎上，現(xiàn)已完成了1600噸/天規(guī)模核心工藝及設備的開發(fā)設計，并計劃在新疆、陜北和內(nèi)蒙古等低階煤資源豐富地區(qū)推進項目落地。