煤制油化工企业安全应急管理探讨

随着人们的需求不断增长,带动了工业生产等各方面的进步。石油被称作工业的血液,在工业生产中扮演重要的角色。石油是不可再生资源,随着世界范围内对石油的需求不断增长,石油的储备量正急剧下降,出现大面积供不应求的局面。我国的煤炭资源丰富,可以用作制油原料。众所周知,煤制油化工是一种高危产业,因此在生产过程中必须做好安全措施,注重安全应急管理。

陕北半焦炭化过程能耗分析

主要对SJ型低温干馏炉生产半焦的过程进行了物料、热量衡算及过程能耗分析．结果表明，SJ型内热式低温干馏炉的半焦理论转化率为63．926%，焦油产率为6．079％，煤气产率为598m^3／t；炉体的热效率为88．90%，热工效率为84．08％，且炉体散热损失仅为4．82％，过程能耗在13．38％～17．92％之间，结合所用低变质煤的成分特征，可说明该过程属于低能耗、高产率、高附加值的洁净生产过程，适合该煤种的综合利用．

煤富氧低温干馏实验研究

通过对陕北榆林地区煤低温干馏应用现状的实地考察,发现干馏过程产生的煤气热值偏低,影响焦油产出和煤气高效利用.为优化生产工艺,提出富氧干馏实验方案.通过理论计算及实验数据分析,结果表明,富氧干馏完全可行,富氧干馏能够降低煤气中氮含量,提高有效可燃成分含量,使煤气热值大幅度提高,解决了由于低热值煤气无法有效利用而放空所造成的环境污染和资源浪费问题.

神木低温煤焦油中含氧化合物的分析与鉴定

采用酸碱分离和萃取色谱分离方法将陕西神木地区低温煤焦油分离为酸性组分、碱性组分和5个中性组分。采用气相色谱-质谱(GC-MS)和负离子电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)鉴定了神木低温煤焦油酸性组分、中性组分4和中性组分5中含氧化合物的组成与分布。结果表明,神木低温煤焦油酸性组分中含氧化合物主要包括苯酚、茚满酚、萘酚、联苯酚、芴酚、菲酚类化合物;中性组分4和中性组分5中含氧化合物主要包括C10～C29脂肪酮和少量芳香酮。神木低温煤焦油中含氧化合物主要有O1、O2、O3、O4、O5、O6类化合物,其中O2类化合物相对丰度最高。

神木烟煤和神木兰炭结构特性研究

为了解神木烟煤和神木兰炭的结构特征,采用BET、傅里叶变换红外光谱FT-IR和X射线衍射XRD仪器分析方法对神木烟煤及神木兰炭结构特性进行对比分析,测定烟煤和兰炭的比表面积、脂肪氢和芳香氢的相对含量、微晶结构,并计算结构参数。结果表明,神木烟煤比表面积为7.011m2/g,兰炭比表面积为14.615 m2/g,是神木烟煤的2倍以上。兰炭的脂肪氢及芳香氢相对含量比神木烟煤低。兰炭的芳香环层片直径(La)为4.3792 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为18.1477 nm,芳香层片堆砌层数(N)为54.64;神木烟煤的芳香环层片直径(La)为3.6382 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为2.0722 nm,芳香层片堆砌层数(N)为6.72。兰炭芳香环层片间的距离(d002)为0.3383 nm,神木烟煤芳香环层片间的距离(d002)0.3618 nm,说明兰炭的微晶化程度高于神木烟煤。

H_2气氛中低变质煤微波热解研究

在定制微波炉中进行了H2气氛中低变质煤的微波热解实验研究,系统考察了微波功率、热解时间、煤样粒度和氢气流量等对低变质煤微波热解产品收率及成分的影响.研究表明,低变质煤在微波功率为800W,热解时间为40min,煤样粒度为5mm^10mm,氢气流量为0.4L/min的优化工艺条件下热解,兰炭收率达59.8%,液体产品(煤焦油和热解水)收率达28.2%.热解获得的煤焦油中烷烃类化合物含量高达45.2%,兰炭中酚羟基和羰基官能团含量较高,固定碳含量高,硫和挥发分含量低.

以低温干馏为基础的低阶煤分质高效利用技术分析

对以低温干馏为基础的低阶煤分质利用技术进行了分析,提出了煤低温干馏分质综合利用技术的发展方向;重点结合竖炉内热式低温干馏工艺存在的问题,提出了解决方案,并介绍了富氧干馏、新型干熄焦、废水消纳、碎煤分级入炉、微波干馏等技术开发状况,对相关技术产业化应用前景进行了展望。

低变质煤富氧低温干馏试验研究

用富氧代替空气与煤气燃烧提供热源,利用燃烧废气与低温干馏过程产生的干馏煤气混合形成高温循环气,对煤进行富氧干馏。试验结果表明,在不改变现行低温干馏炉结构的情况下,富氧干馏完全可行,可大幅提高煤气的有效成分,降低氮含量,煤气热值是空气助燃干馏的2倍以上,煤气放散量减少约3/4。

煤固体热载体流化干馏实验研究

在实验室小型煤—固体热载体流化干馏装置上,以半焦为热载体,氮气为流化载气,对神木煤做了热解特性评价实验,考察了反应温度、反应时间及热载体/煤质量比对热解产物产率的影响;结果表明,神木煤流化干馏最佳操作条件为:反应温度550℃,反应时间6 min,热载体/煤质量比为2∶1;在最佳操作条件下,油收率为12.51%,比铝甑含油率高35%。

兰炭(半焦)替代原煤清洁燃烧的排放对比研究

为了考察兰炭作为清洁燃料,替代烟煤和无烟煤燃烧的可行性,选取不同区域具有代表性的兰炭、烟煤和无烟煤为研究对象,进行户外试烧,并在线检测燃烧过程中排放的有害气体(SO_2,NO_x)和颗粒物(PM 2.5)。结果显示,使用陕北民用燃炉、北京民用燃炉和灶台,烟煤燃烧排放的PM 2.5和总悬浮颗粒物浓度,排放的气体污染物NO_x、SO_2都远高于兰炭。

兰炭生产过程中热平衡和物料平衡理论计算

为验证神木三江方炉干馏工艺生产兰炭的可行性,以神木烟煤为研究对象,通过分析煤样及其热解产物的基本性质,结合三江方炉结构和工艺流程,计算了神木烟煤干馏生产兰炭过程中的热量平衡和物料平衡,得到各气体体积计算公式及各气体趋于平衡的数据。结果表明,1 t烟煤干馏所需热量1 299.08 MJ,可由各干馏产物的炉内换热634.83 MJ和部分干馏气(23.37 m^3)的燃烧热664.25 MJ来提供,且约有1/2干馏气富余。干馏炉稳定运行时,总进料约1 406 kg,总输出约为1 390 kg,约16 kg的损失。总输入和输出气体约238 m^3和276 m^3,循环气体约94 m^3,助燃空气和放散气体约为144 m^3和182 m^3,各类气体基本达到动态平衡稳定。

低变质粉煤热解过程研究

在管式电炉上研究了碱房沟、王家沟、孙家岔煤热解过程中温度变化对其热解产物收率和性能的影响。研究结果表明,管式炉电加热25 min温度达到500℃左右,热解气体大量析出,且随温度的升高,煤样失重率、煤气收率呈递增趋势,焦油收率基本不变;加热终温为800℃时,除CO外三种煤热解气体成分变化趋势基本一致,这和煤样的组织结构有关。

兰炭与不同煤种燃烧时污染物排放量对比研究

分析了烟煤、无烟煤和兰炭的灰分、挥发分、固定碳、硫含量及其形态、热值等,并且户外测试了不同炉具燃烧不同煤种时PM_(2.5)、颗粒碳、CO、SO_(2)、NO_(x)等主要污染物的排放量,以及排放因子和现场排烟情况。结果表明:神木烟煤经过低温干馏后生成的兰炭挥发分从30%降到8%,同时降低了硫、氮含量和颗粒物排放量;相同煤种使用的炉具不同,测试结果也不同,兰炭与无烟煤的颗粒物、有害气体等污染物的排放量相近,均远低于烟煤。对比研究还发现,兰炭及其型煤替代民用散烧原煤,不仅可以促进兰炭产业快速发展和烟煤的高效利用,还有望解决雾霾、空气质量等环境污染问题。

直立内热干馏炉所产不同粒度半焦的组成与结构特征

针对现有直立内热式干馏炉不同粒级半焦产物进行深入分析有助于认识原煤在炉内的热解反应行为和物料在炉内的运动与破碎等物理变化规律,采用国标方法研究了5座相同工业规模的直立内热干馏炉所产半焦的粒度分布、工业分析与发热量、有害元素与无机矿物组成情况,分别采用N_(2)吸附法和Raman光谱法测定了不同粒度半焦的孔隙分布与碳化学结构特征,并结合生产工艺分析了不同粒级半焦性质差异产生的可能原因。结果表明:13mm~25mm和6mm~13mm粒级在干馏炉所产半焦中占比最高,原煤的热稳定性是影响干馏炉内粒度降解的最重要因素;随着半焦粒度降低,受热解程度和矿物质作用共同影响,挥发分和灰分先降低后增高;小粒度半焦灰分中较高的碳酸盐降低了其发热量;小粒度半焦中全硫含量最高,各种形态硫随粒级变化规律不同;N、P和Cl元素在不同粒级半焦中无明显分布规律;随着粒度降低,CaO含量先降低后提高,而SiO_(2)含量先增高后降低;半焦中料和小料的孔隙结构最发达,碳结构有序化程度最高。

加强自主创新 推动行业革命

上世纪八十年代，神府煤田探明发现后，于八十年代末至九十年代初进入了煤田大开发时期，但煤炭工业基本上走的是纯资源开发，卖煤炭的路子，产品结构单一，经济效益不高。为了改变这种局面，大幅提高经济效益，许多有识之士开始偿试着向煤炭资源综合利用方向迈进，寻求新的经济增长点。但是由于宏观调控不够，缺乏科学正确的引导，