أي من طرق هدرجة قطران الفحم المختلفة أفضل؟

Thread Content

وفي العامين الماضيين، تم الكشف بشكل مكثف عن المشاريع التي تستخدم تكنولوجيا هدرجة قطران الفحم في البلاد. في 30 أبريل 2014، اجتازت حزمة عملية وحدة التكسير الهيدروجيني ذات القاعدة المعلقة بطبقة قطران الفحم البالغة 500,000 طن/عام التابعة لشركة Inner Mongolia Kingho Group Wusitai Fine Chemical Co., Ltd. المراجعة. في 25 يوليو، 2015، تم إطلاق وحدة هدرجة قطران الفحم ذات الطبقة المنفوخة بقدرة 150,000 طن/عام بنجاح في شركة Hebei Xinqiyuan Energy Technology Development Co., Ltd. وهذه هي أول وحدة هدرجة قطران الفحم ذات الطبقة المنفوخة في الصين. في الوقت الحالي، دخلت المرحلة الأولى من مشروع هدرجة قطران الفحم إلى زيت بقدرة 500,000 طن الذي أنشأته شركة Yanchang Petroleum Anyuan Chemical Co., Ltd. باستخدام تكنولوجيا التكسير الهيدروجيني للطبقة المعلقة بالكامل، مرحلة التشغيل. حتى الآن، تم تطبيق ستة أنواع من تقنيات هدرجة قطران الفحم، بما في ذلك تقنية التكسير الهيدروجيني بالطبقة الثابتة، تقنية التكسير الهيدروجيني بالطبقة الثابتة، تقنية التكسير الهيدروجيني بالطبقة الثابتة لقطران الفحم، تقنية المعالجة المجمعة للتكسير الهيدروجيني بطبقة ثابتة بفحم الكوك، الطبقة المعلقة والتكسير الهيدروجيني بالطبقة المغليّة، تم تطبيقها في الصين. فكيف يمكن مقارنة هذه التقنيات؟ ما هي التكنولوجيا التي ستكون اتجاه التطبيق وتقود مستقبل صناعة هدرجة قطران الفحم؟ وأدلى خبراء الصناعة بالتعليقات على التوالي. قطران الفحم هو منتج سائل لزج بني داكن أو أسود نقي. يتم تصنيفه وفقًا لدرجة حرارة تفحم الفحم وينقسم إلى قطران الفحم منخفض الحرارة، وقطران الفحم متوسط ​​الحرارة، وقطران الفحم عالي الحرارة. تهدف هدرجة قطران الفحم إلى إزالة الكبريت والنيتروجين والأكسجين والمعادن وغيرها من الذرات غير المتجانسة والشوائب، بالإضافة إلى الأوليفينات المشبعة والعطريات الموجودة في قطران الفحم من خلال طرق التكرير الهيدروجيني أو المعالجة الهيدروجينية لإنتاج منتجات مستهدفة مثل النافتا والديزل وزيت الوقود الثقيل منخفض الكبريت ومنخفض النيتروجين. وأخبر المطلعون على الصناعة الصحفيين أن المبادئ التقنية الستة لهدرجة قطران الفحم هي نفسها، لكن المعالجة المسبقة مختلفة، تليها الهدرجة ذات القاعدة الثابتة. في مرحلة المعالجة المسبقة، لكل منهم خصائصه الخاصة. إن تقنية التكرير الهيدروجيني البسيطة ذات الطبقة الثابتة هي التقطير الجوي والفراغي، الذي يقطع جزء قطران الفحم بالكامل إلى زيت نواتج التقطير الخفيف وزيت ثقيل. تتم معالجة زيت نواتج التقطير الخفيف أيضًا كمادة خام للتكرير الهيدروجيني بطبقة ثابتة لإزالة الكبريت والنيتروجين والأكسجين وما إلى ذلك في زيت نواتج التقطير الخفيف. وفي الوقت نفسه، يتم هدرجة الأوليفينات وجزء من الهيدروكربونات العطرية الموجودة في الزيت المقطر الخفيف وتشبعها، وأخيرًا يتم الحصول على النفتا وأجزاء الديزل منخفضة الكبريت. وتتمثل مزايا هذه التكنولوجيا في عملية بسيطة واستثمار منخفض، ولكن إنتاج منتجات النفط الخفيف هو الأدنى ويمكنها فقط معالجة الأجزاء التي تقل عن 350 درجة مئوية. تضيف تقنية التكسير الهيدروجيني ذات الطبقة الثابتة قسم التكسير الهيدروجيني إلى تدفق العملية لقطع قطران الفحم أولاً إلى منتجات النفط المقطرة والأسفلت. يدخل الزيت المقطر إلى قسم التكسير الهيدروجيني وقسم التكسير الهيدروجيني بالتسلسل. في قسم التكرير الهيدروجيني، تتم إزالة الذرات مثل الكبريت والنيتروجين والأكسجين الموجودة في المواد الخام، ويتم هدرجة الأوليفينات المشبعة وبعض الهيدروكربونات العطرية. في مرحلة التكسير الهيدروجيني، يتم تكسير زيت التقطير الفراغي عند 350 درجة مئوية إلى 500 درجة مئوية إلى زيت خفيف أقل من 350 درجة مئوية، ويتم زيادة إنتاج الزيت. من الناحية النظرية، إذا تم التحكم بشكل جيد في النقطة الجافة لناتج التقطير الفراغي، فيمكن زيادة معدل استخدام قطران الفحم بحوالي 30٪. ولكن في الواقع، لا يتم التحكم بشكل جيد في نقطة الجفاف للزيت المقطر. تعمل المادة الخام لتقنية التكسير الهيدروجيني بطبقة ثابتة كاملة من نواتج التقطير على زيادة جزء قطران القطران، مما يزيد من تحسين معدل استخدام قطران الفحم. ويعتقد تشو يوفي، أحد كبار المهندسين في معهد بكين لأبحاث الطاقة النظيفة منخفضة الكربون، أنه إذا كان المنتج المستهدف هو زيت الوقود مثل البنزين والديزل، فإن الهدرجة أفضل من فحم الكوك. لأن الهدرجة يمكن أن تحقق أقصى استفادة من موارد قطران الفحم وتحويل المواد الخام لقطران الفحم إلى منتجات نفطية خفيفة إلى أقصى حد. يمكن استخدام تقنية هدرجة الكوك والهدرجة المتأخرة كحل لمعالجة قطران الفحم. ومع ذلك، فإن عيبه الواضح هو أن إنتاجية فحم الكوك مرتفعة ويتم تحويل نسبة كبيرة من قطران الفحم السائل إلى فحم الكوك الصلب، وهو أمر غير مناسب من منظور استخدام الموارد. خاصة بالنسبة لقطران الفحم ذو درجة الحرارة العالية، فإن المعالجة المتأخرة لفحم الكوك تكون أكثر صعوبة. يعتقد ياو لي، المهندس في شركة شنشي شينمو تيانيوان الكيميائية المحدودة، أن عملية الكوك المتأخر هي عملية تشغيل شبه مستمرة مع قدرة معالجة كبيرة نسبيًا لمرة واحدة وكفاءة عالية. إنها ليست مثل التقنيات الأخرى التي تستخدم سلسلة متعددة من محفزات الهدرجة المدمجة. وهذا يقلل من تكاليف الاستثمار والتشغيل لمعالجة قطران الفحم إلى حد كبير، ويقلل من تكاليف معالجة قطران الفحم، ويحسن الفوائد الاقتصادية لمعالجة قطران الفحم إلى حد ما. ومع ذلك، يعتقد Zhang Jianqiang، نائب المدير العام لشركة Gansu Honghui Energy and Chemical Co., Ltd.، أنه بناءً على أطول دورة تشغيل، على الرغم من أن معدل استرداد النفط لتقنية الكوك والهدرجة المدمجة المتأخرة منخفض، فقط 75%، من الحساب الشامل لفقد المحفز، وخسائر بدء التشغيل والإيقاف، وما إلى ذلك، فإن هذه التكنولوجيا لا تزال اقتصادية وقابلة للتطبيق نسبيًا. تجذب تقنيات التكسير الهيدروجيني للسرير المعلق والسرير المتوهج حاليًا المزيد من الاهتمام. وفي مفاعل هذه التكنولوجيا، لا يكون المحفز في حالة ثابتة، بل في حالة تدفق. يمكن إزالة حرارة التفاعل أثناء الهدرجة من خلال وسط التفاعل، وبالتالي تجنب مشكلة انسداد طبقة المحفز الناتجة عن ترسيب وفحم الكوك للملوثات التي تحملها المواد الخام. يعتقد بعض العاملين في الصناعة أن مفاعلات الطبقة المعلقة والطبقة المغليّة يمكن أن تحل محل المحفز عبر الإنترنت للحفاظ على استقرار نشاط المحفز في المفاعل، وبالتالي تحقيق تشغيل مستقر على المدى الطويل. تم تحسين معدل تحويل قطران الفحم وإنتاج منتجات النفط الخفيف، ويمكن أن يصل معدل استرداد النفط إلى 90% أو أكثر. يعتقد Zhu Yufei أن تكنولوجيا هدرجة الطبقة المعلقة أكثر ملاءمة لمعالجة قطران الفحم، لأن الطبقة المعلقة يمكنها معالجة الزيت الثقيل الذي يحتوي على نسبة عالية من الإسفلتين ولها مزايا رائعة للمواد الخام التي تحتوي على العديد من الملوثات. وهو يعتقد أنه لا يمكن استخدام جميع تقنيات هدرجة الطبقة المعلقة لمعالجة قطران الفحم، لأن خصائص تفاعل قطران الفحم تختلف عن خصائص الأجزاء البترولية، وهناك حاجة إلى محفزات وظروف عملية مناسبة لتحقيق نتائج تحويل هدرجة أفضل. يعتقد Wan Xuebing، المدير العام لشركة Shandong Zibo Titong Catalytic Technology Co., Ltd.، أنه أثناء عملية هدرجة قطران الفحم ذات القاعدة المعلقة، يتم تعليق المحفز في قطران الفحم. كثافة المحفز قريبة من كثافة المواد المتفاعلة. يتفاعل المحفز بشكل موحد مع قطران الفحم وله نشاط تفاعل جيد. يعتقد تشانغ شياو جينغ، مدير معهد التسييل التابع للأكاديمية العامة لعلوم الفحم، أن تقنيات التكسير الهيدروجيني للطبقة المعلقة والطبقة المغليّة لها مفاعلات مختلفة، وأنظمة تفاعل مختلفة وصعوبات التفاعل، ويجب مقارنة تكاليف التشغيل وصعوبات التشغيل والاستثمارات. وأوضح Zuo Tie، كبير المهندسين في شركة Sinopec Luoyang Engineering Co., Ltd.، أن نظام إضافة وتفريغ المحفز لمفاعل الطبقة المغليّة معقد، والاستثمار أعلى بنسبة 10 إلى 15% من الطبقة المعلقة. تتمثل تقنية الطبقة المعلقة في تجديد المحفز دائمًا عبر الإنترنت في المفاعل لضمان تفاعل المحفز الطازج مع قطران الفحم. يتم تحويل الأسفلت الموجود في القطران بالكامل بشكل أساسي، ويكون معدل استرداد الزيت مرتفعًا. يمكن أن يصل معدل استخلاص الزيت من قطران الفحم ذي درجة الحرارة المتوسطة والمنخفضة إلى 92%، ويمكن أن يصل معدل استخلاص الزيت من قطران الفحم ذو درجة الحرارة المرتفعة إلى 83%. أجرى خه يونغدي، الرئيس الفخري لجمعية شنشي الكيميائية، مقارنات متعددة: يؤدي استخدام تقنية التكسير الهيدروجيني ذات الطبقة الثابتة لقطران الفحم إلى إنتاج زيت أكثر بنسبة 10%، ولكن استهلاك الهيدروجين مرتفع. يستهلك طن واحد من النفط 200 متر مكعب من الهيدروجين أكثر من تقنية التكسير الهيدروجيني ذات الطبقة الثابتة المؤجلة وفحم الكوك. من منظور استثماري، تتطلب تقنية التكسير الهيدروجيني ذات القاعدة الثابتة لقطران الفحم بجزء كامل استثمارًا أقل بنسبة 25 إلى 30% من التكنولوجيا المجمعة للتكسير الهيدروجيني ذات الطبقة الثابتة من فحم الكوك. وبالنسبة لنفس قطران الفحم، فإن الحسابات الاقتصادية للتقنيتين متشابهة عند النظر إليها بشكل شامل. إن معدل استخلاص الزيت من الطبقة المعلقة وتقنيات هدرجة الطبقة المغلي أعلى من معدل الطبقة الثابتة. يتفق المطلعون على الصناعة، مثل لي تشي يو، نائب المدير العام لشركة شوشان كوكينج في بينجدينجشان، وخنان، وتشانغ شين تشياو، المدير العام لشركة هينان باوشو تار الكيميائية المحدودة، على أن الطبقة المعلقة وهدرجة الطبقة المغليّة هي التوجيهات الفنية لهدرجة قطران الفحم. تتميز بإنتاجية عالية من الزيت ومناسبة لهدرجة كاملة لقطران الفحم ذو درجة الحرارة العالية. كل ما في الأمر هو أن بعضهم يتعرف على الأسرّة المتدفقة والبعض الآخر يتعرف على الأسرّة المعلقة. أشار Zhang Jianqiang إلى أن الأسِرَّة المعلقة والأسرة المميعة لها طرق تحريك مختلفة فقط، وكلاهما يمثلان اتجاهين للتنمية المستقبلية. ومع ذلك، لا يمكن التحقق مما إذا كان النظام يمكن أن يعمل بحمولة كاملة وبثبات لفترة طويلة من الزمن إلا بعد تشغيله بشكل مستمر لمدة عام واحد. وقال تساو شيانيونغ، أحد كبار المهندسين في شركة شينجيانغ قوانغوي للطاقة، والعديد من الخبراء الآخرين، للصحفيين إن الأسِرَّة المعلقة والأسرة المغليقة هي حاليًا أكثر التقنيات تقدمًا لهدرجة قطران الفحم، لكن الاستثمار أيضًا كبير نسبيًا. يجب تحديد المسار بناءً على جودة قطران الفحم ومقياس معالجة قطران الفحم. إذا كانت نوعية قطران الفحم جيدة ومقياس المعالجة صغير، فإن السرير الثابت وفحم الكوك المتأخر مناسبان أيضًا. حتى قطران الفحم ذو درجة الحرارة العالية مع نطاق المعالجة الصغير مناسب أيضًا لهدرجة الطبقة الثابتة. بالنسبة لقطران الفحم ذو درجة الحرارة العالية مع مقياس معالجة القطران الكبير والمحتوى العالي من الإسفلت والمعدن، فإن تقنيات التكسير الهيدروجيني ذات الطبقة المعلقة والطبقة المغليّة تكون أكثر ملاءمة. وقال فان آن لين، كبير المهندسين في شركة شاندونغ جيننغ لكيماويات الفحم المحدودة، للصحفيين إنه لا يوجد حل مطلق حول ما إذا كان السرير المعلق أم السرير المغلي هو الأفضل. وينبغي أن يعتمد اختيار المسار الفني على عوامل مثل جودة قطران الفحم، وموارد قطران الفحم، وأموال الشركات، وجودة زيت الوقود بعد هدرجة قطران الفحم، وأسعار النفط المكرر، ثم حساب الحسابات الاقتصادية الخاصة بالشركة. بالإضافة إلى استخدام تكنولوجيا هدرجة قطران الفحم لإنتاج المنتجات النفطية، يتم أيضًا وضع أفكار أخرى موضع التنفيذ. ومن المفهوم أن معظم طرق هدرجة قطران الفحم الحالية تستخدم النافتا والديزل الخفيف كمنتجات نهائية. الميزة البارزة لهذه المنتجات هي محتواها العطري والنفثيني العالي. يتراوح المحتوى المحتمل للهيدروكربونات العطرية عمومًا بين 70% و80%، وهو ما يتجاوز بكثير المحتوى الموجود في البترول. وهي مادة خام هيدروكربونية عطرية نادرة. قال Zhu Yufei إنه إذا تم استخدام تقنية التكسير الهيدروجيني الانتقائية لتحويل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات إلى هيدروكربونات عطرية أحادية الحلقة، والتي يتم استخدامها في النهاية لإنتاج منتجات هيدروكربون عطرية، فإن هذا لن يتجنب فقط مشكلة انخفاض عدد السيتان في منتجات الديزل الخفيفة، ولكن أيضًا سيستخدم موارد الهيدروكربون العطرية في نواتج التقطير بشكل فعال. ويستخدم قطران الفحم لإنتاج المنتجات العطرية من خلال تكنولوجيا التحويل المائي، والتي يمكن أن تقلل أيضًا من استهلاك الهيدروجين في عملية الإنتاج. قال Li Zhiyue وغيره من المطلعين على الصناعة أيضًا أنه إذا تم استخدام قطران الفحم لإنتاج منتجات هيدروكربونية عطرية، فلن يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة وحدة الإصلاح الحفزي بشكل كبير فحسب، بل يعكس أيضًا مزايا هذه المادة الخام بشكل كامل. تتمتع الهيدروكربونات العطرية بقيمة مضافة عالية ولا توجد ضريبة على الاستهلاك. هذا هو الاتجاه وهو بالتأكيد معقول اقتصاديًا. ومع ذلك، يعتقد بعض الأشخاص في الصناعة أن إطلاق العطريات يجب أيضًا أن يتم تحديده بناءً على سوق إنتاج ومبيعات العطريات في المنطقة التي تقع فيها الشركة.