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吉建斌

 
 
 

日志

 
 

SARU工艺在大型炼油厂整体气化联合发电系统中的应用(上)  

2018-06-13 11:40:51|  分类: 新技术新工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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翻译:吉建斌

Consolidated Contractors Company(联合承包商公司,CCC,2017)

……Jazan Economic City(沙 特阿 拉伯Jazan经 济城,JEC)由一座原油炼制产能40万桶/开工日(BPSD)的炼油厂、一座新建港口、和一座目前全球最大设计产能的整体气化联合循环发电(Integrated Gasification CombinedCycleIGCC)厂组成。其中的IGCC系统设计采用减压渣油(Vacuum Residue,VR)和/或高硫原油(High Sulfur Oil,HSFO)做燃料,原料消耗量设计值为110MBD(百万桶/天?)左右,生产的电力产品除了维持炼油厂运行外,还至少可向集中电网输送2400MW的净输出电力,以满 足沙 特国日益增长的耗电需求。新建港口用于JEC和所在的吉 赞(Jazan)省向全球市场出口各种工业产品。

CCC(Consolidated Contractors Company,联合承包商公司)业已获得了这个巨无霸项目的部分合同份额,由CCC承包的工程项目共有四项:

(一)Jazan炼油厂油罐区(JRTF):该工程项目由油罐安装用的土木工程分项和油罐间及油罐与炼油装置间的管道系统两个部分组成。

(二)硫回收装置(Sulfur Recovery Unit,SRU):属于关键生产装置系统之一,系采用Claus反应原理回收硫元素。该工程项目由一个公用区域分项和三个典型单元装置子系统组成,每天设计回收能力为541吨硫。

(三)烟灰脱除技术系统(Soot Ash Removal Unit,SARU):由一个公用区域工程和四个典型的功能模块组合式工艺系统组成,设计处理能力为每小时回收788公斤烟灰。

(四)Jazan炼厂公用工程项目(JRUP):由基础建设、分布于整个厂区内的公用工程组成。后者包括:雨水收集和排水系统、含油废水收集和排水系统、消防水系统、生活用水供应系统,与上述系统相关联的附属道路及附加公共照明设施等。

上述所有工程项目现在仍处于建设阶段,参与该项目的CCC雇员总人员达到了两万名左右。

硫回收及烟灰脱除装置

1.简介

Jazan是一座位于沙 特阿 拉伯王 国西南部的城市,毗邻沙 特与也 门共 和 国的边界。2014年,做为Jazan经济城项目(the Economic City Project)的一个组成部分,沙 特阿 美石 油公司(Saudi Aramco)决定在此建设一个整体气化联合循环发电(IGCC)、炼油及石油终端产品综合型生产企业。该经济城计划的目标是将Jazan打造成一个位于红 海(the Red Sea)和“非 洲之 角(Horn of Africa)的经济和工业中心,借以促进该地区的制造业和工业发展。

CCC业已获得了以下两个整体工程承包项目:硫回收装置(Sulfur Recovery Unit,SRU)系统和烟灰脱除装置(Soot Ash Removal Unit,SARU)。这两个装填系统是These are two components of the Jazan整体气化联合循环发电(JIGCC)厂的重要组成单元工序,JIGCC是目前世界上在建和已建的最大规模气化炉型发电站,目标是为JEC的炼油厂(设计加工能力为40万桶原油天,400000BPD)供应所需的电力、蒸汽和其它公用工程介质,同时可为设在当地的总电网提供电力产品。CCC负责这两个项目的工程建设和投料试车工作。

2.整体气化联合循环发电(IGCC

技术特点:使固体和液体燃料发生气化反应,脱除了燃料所含杂质成分(如硫和汞),获得环境友好型气态燃料(称之为人造气或合成气,syngas),采用这种合成气燃料进行发电的优势在于,既能获得天然气发电厂的高效率,又能获得联合循环发电技术的热能高利用率。

换言之,与传统的直燃(燃煤和燃油)型发电技术相比,整体气化联合循环发电技术能够在削减燃料燃烧反应对环境的不利影响的前提下,提高发电效率,借以降低电力生产成本。这一优势可由图1所示的工艺流程图直观地呈现。

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1: IGCC工艺流程简图

3.硫回收装置(SRU

这是一个典型的、采用Claus反应原理回收硫元素的工艺装置。该装置系统位于炼油厂工艺流程总体框架之内,由一个共用功能区和三个典型的工序子系统组成,每天可设计回收541吨硫。图2显示的是该装置系统的工艺流程原理。

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2: SRU系统工艺流程简图

4.烟灰脱除装置(SARU

SARU系统位于炼油厂工艺流程总体框架之内,由一个共用功能区和四个典型的功能模块组成,每小时可脱除并回收788 KG目标烟灰副产物。迄今为止,在全世界已建的几套同类装置系统中,这个装置设计规模最大。

SARU是于1991年开发成功的一个专用于脱除气化炉装置合成气产物中所含烟尘/烟灰类物质的工艺系统,是一种新型、更具环境友好性能、经济性更好的环保技术系统。SARU系统不仅能将合成燃气的烟灰含量降低到不对生态环境造成显著影响的程度,而且采取的是与氢气制备系统和发电系统相互隔离的独立运行设计型式,使得整体工艺系统的运行可靠性大幅提升。该技术系统的应用还可避免传统循环利用工艺固有的、粉尘物在气化炉进料中不断累积而引发的困扰;由于所有的残余物均采取了单独的处理措施,这也就意谓着炼油厂的原油加工能力获得了额外的提升、对原油品质的控制也具有了更高的弹性空间。SARU并非一种循环利用工艺系统,故无需与气化技术系统设计为整体运行模式,能够完全独立地进行运行(而不对气化装置系统造成干扰)。

在气化装置系统因部分氧化反应过程而生成的烟灰类物质,通过冷凝工序(从气相中分离)形成烟灰浆液(含有1% wt.碳质成分的水相浆液),然后输送到SARU系统进行处理。从烟灰浆液中析出的分离水送往(合成气)烟灰洗涤脱除工序回用,过剩排水则输送到废水处理工序(进行后继处理)。

采用一套最佳化的过滤工艺从浆液中滤出烟尘和烟灰,获得固相物含量约20%的硬质滤饼,同时排出相当干净的滤清水。选择了适当的工艺位置安装这套先进的过滤系统,可使连续化运行的气化技术系统与间歇运行的过滤技术系统得以高效衔接。另外,过滤系统的设计处理能力有一定比例的预留,能够满足压滤机组运行故障时,有三个小时的操作弹性时间。

本项目包含的SARU装置系统共设立有十六个单元操作模块,每四个模块为一组,每组操作模块对应设置一套压滤机组,共安装了四套压滤装置。压滤机组为卧式安装,设计采取24小时不间断、全自动化运行模式,且能够满足整体JEC项目中不同工序排出含固废液的过滤处理要求。

这种压滤机组的主要性能特点包括:

(1)全自动化运行(Full Automatic Operation):能完美地自动卸出滤饼产物(Perfect Cake Discharge);

(2)高产能(High Production Capacity);

(3)高效性能(Efficient Performance);

(4)具有超高干化度(Superior High Dryness)的脱水性能(Dewatering Performance)。

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3: 压滤机