煤化工产业技术特点

煤化工产业技术特点1 、煤化工产业工艺路线 煤化工是指以煤炭为原料，经化学加工将煤炭转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的工业。煤化工要紧有甲g石輯街*汽讪.卑輩煤焦化、煤气化和煤液化三条工艺路线，具体产品线如图 6.1 所示。* FVC- PVA. BDO* :皿 ft岀并，酩酿.W-1F间提瘦化乜屈*三幣图 6.1 ：煤化工产业链示意图BDO （丁二醇）是一种重要的差不多有机化工和精细化工原料；PVA （聚乙烯醇）是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物；PVC（聚 氯乙烯）是氯乙烯的聚合物；DMF （二甲基甲酰胺）是一种优良有 机溶剂及重 要化工原料，要紧应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、 染料、电子等行业。 （ 1 ）煤焦化路线 煤焦化路线又称煤炭高温干 馏，即以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1,000 C左右，经 高温干馏生产焦炭，同时获得焦炉煤气、煤焦油并回收其它化工产品 的一种煤转化工艺。 煤焦化的要紧产品是焦炭。焦炭是一种常用的 大宗商品，广泛应用于制造电石和冶金等领域。焦炉煤气、粗苯和煤 焦油是煤焦化的副产物。焦炉煤气能够提取苯、甲苯、二甲苯，煤焦 油能够提取萘、蒽醌和吡啶等芳香或稠环烃，也能够加氢生产燃料油 品和石脑油。焦炉煤气要紧成分为一氧化碳，能够用来合成氨和甲醇 等下游化工品。 （2 ）煤气化路线 煤气化是指煤与载氧气化剂之间 的一种部分氧化还原反应的过程，工业上称为合成气“Syngas ” ）。 该气体中要紧含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等，能够用来合成甲醇 以及各类氮肥、硝酸、联碱、二甲醚、烯烃和醋酸等。 煤气化路线 的核心产品是甲醇、二甲醚及煤制烯烃等。其中甲醇是重要的有机化 工原料和溶剂，也能够应用于汽车燃料。二甲醚与石油液化气具有相 似的物理性质，能够替代液化气或者作为掺烧液化气的燃料，也能够 替代柴油作为车用燃料。烯烃（乙烯、丙烯）是消费量最大的化工产 品，近年来甲醇生产烯烃的工 艺技术和经济性产生一定突破，给甲 醇带来较大的进展空间。 （3 ）煤液化路线 煤液化路线是指将固体 煤炭转变成液体燃料，用作石油基燃料的替代品。煤液化方法有直截 了当液化和间接液化两种方法。国内煤制油目前处于商业示范时期。2 、国际煤化工行业现状及进展趋势 据国际煤气化技术委员会 年会统计，目前全球有 117 家以大型煤气化为龙头的现代煤化工能 源一体化工厂，共有 385 座大型现代气化炉。生产产品 37% 为各 类化工产品，36% 为间接法合成油，19% 为电力。以煤气化为核心 的现代煤化工产能年增长率达5% ，高于全球化工产能年增长率（数 据来源：隆众石化商务网） 国际煤化工行业的进展趋势将要紧表现 为： （1 ）机动车用燃料成为煤化工产业化重点 由于全球机动车的 存量大而且数量增加较快，机动车用燃料的消耗量专门大，而近年来 石油价格高位运行，为替代能源的进展提供了庞大的空间。以煤为原 料生产机动车用燃料并实现产业化，是国际煤化工行业以后的一个进 展趋势。 （2 ）煤气化朝更精细化方向进展 通过煤气化能够得到合 成气（含 CO 、H2 等），进一步生产可得到多种差不多有机化工产 品和精细化学品，衍生的产业链覆盖广泛，是煤化工目前的要紧方向。 以后，随时科研究水平的进一步提升，通过大型设备的应用及对设备 结构的改进，提高煤气化工艺中脱硫、除尘、净化的效率，实现煤炭 洁净气化产业的进一步进展。 （3 ）煤电化三位一体成为新趋势 煤 电化三位一体是以煤气化为龙头的联合循环发电系统，由煤炭气化和 净化及燃气蒸汽联合循环发电两部分组成。通过煤气化与发电技术 的嫁接，能同时生产电、热、燃料气和化工产品，便于发电系统与生 产甲醇、醋酸、氨、尿素等化工过程结合，使煤得到充分利用，大大 降低了生产成本，提高了能量的转换效 率，以实现煤电技术的高效 和低污染。目前，欧美各国相继建成了多座 300MW 的一体化电站。 美国已建成气化煤能力 900t/d ，联合循环发电系统由发电机组、余 热锅炉组成，出力可达 100MW 。强化气化过程的各种炉型以后将 得到连续开发，以适应更宽范畴的煤种、促使设备大型化、三废处理 完全。煤、电、化三位一体化的进展模式，将为以后煤化工的进展开 拓出更宽敞的道路。3 、国内煤化工行业现状及进展趋势 在煤化工产品线中，煤焦 化、煤电石、煤合成氨等属于传统的煤化工产业。 传统煤化工领域 普遍存在产品技术含量低、资源消耗大、环境污染重等问题，我国出 台多重政策对其加以引导和限制。煤制油、醇醚燃料和煤制烯烃等属 于新型煤化工产业。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产 品为要紧目的，在我国能源的可连续利用中将扮演重要角色，是今后 能源工业的重要进展方向。 图6.2 我国煤化工分类艺技术路线中，技术壁垒最高的是煤液化技术，进展比较成熟、应用范畴最广泛的是煤气化技术。 煤炭液化技术中又可分为煤的直截了 当液化技术和煤的间接液化技术。煤的直截了当液化技术是煤在氢气 和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的工艺，又称加氢液 化。煤直截了当液化的操作条件苛刻，对煤种的依靠性强。 煤的间 接液化技术是以煤为原料，先气化制成合成气，然后通过催化剂作用 合成为烃类燃料、醇类燃料和化学品的工艺。间接液化工艺的适用煤 种比直截了当液化广泛。 图 6.10 ：煤的间接液化工艺流程简图煤 气化衍生的产业链产品覆盖广，是煤化工目前进展的要紧方向。中国 目前要紧的煤气化技术有德士古水煤浆气化、壳牌粉煤气化和 GSP 加压气化等。图 6.11 ：煤气化产业链图目前我国煤化工技术与国外先进水平还有相当大的差距，技术进 步速度也比较缓慢。以煤气化技术为例，max.book118 炉在国 外 40 多年前已停止使用，而在中国依旧煤气化的主力炉型，产量占 到煤制合成气的 90 以上。由于每种气化炉及其工艺只能适应某些 煤种，因此煤气化技术进步的缓慢差不多制约了我国煤化工行业的进 展。一些拥有褐煤或其他煤种的地点因为缺乏适宜的气化技术，只能 长期以远途运输其他外地煤为主去适应某些炉型及其工艺，导致经营 成本大幅上升。 （2 ）行业的周期性、区域性或季节性特点煤化工 行业是资本密集型产业，其运行要紧受宏观经济周期和上下游行业的 供需阻碍，具有周期性特点。在冬季由于受到供暖需求阻碍，煤炭供 应较为紧张，导致煤价上涨，煤化工企业生产成本增加，使得行业具 有一定季节性特点。2 、焦炭子行业 （1 ）行业技术水平及技术特点 就资金和技 术这两个因素看，焦炭工业的进入壁垒不高，因此前些年，我国焦炭 工业冒出了大量工艺装备水平低、资源利用率低、污染较严峻的小企 业。随着我国焦炭行业的进展，行业内部也发生了分化。国家将对焦 化企业实行市场准入制度，不承诺环保未达标的焦化企业进入市场； 全面实行环境容量为基础的总量操纵，进行排污许可证核定，推行环 境阻碍评判和污染物排放交易；利用高新技术延长焦化产业链，大力 推广焦油加工、焦炉煤气综合利用的循环经济。如此将使得焦炭行业 面临重新整合，行业低成本、低水平扩张势头得到有效遏制，循环经 济、清洁生产、相关产业多元化进展将更加得到重视，那些具有规模、 技术优势的企业将会受到国家相关产业政策的扶持而进一步进展壮 大。（2 ）行业特有的经营模式 由于焦炭要紧用于钢铁冶炼，专门 多联合钢铁企业自身上马扩建焦化项目。目前发达国家 95% 的焦炭 生产能力布局在钢铁企业内部。我国钢铁企业用焦量占焦炭产量的 80% 左右，但只有 33% 的焦炭生产能力布局在钢铁联合企业内， 67% 的焦炭生产能力为独立焦化生产企业。（资料来源：国家发改委 关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知） （3 ）行业的周 期性、区域性或季节性特点 焦炭行业是资金密集型产业，其运行要 紧受宏观经济周期和上游煤炭行业及下游钢铁行业的供需阻碍，具有 周期性特点。由于煤炭、焦炭运输成本较高以及运输能力增幅有限等 缘故，使得焦炭行业原材料和产品均存在较为显著的运输半径，行业 的生产销售具有区域性特点。3 、甲醇子行业 （1 ）行业技术水平及技术特点 近十多年来， 国外甲醇技术进展专门快，除了普遍采纳低压法操作以外，在生产规 模、节能降耗、催化剂开发、过程操纵等领域都有了新的突破。要紧 表达在以下几方面：1 ）生产规模大型化。九十年代以来，50 60 万吨/ 年，甚至 100 万吨/ 年级以上的甲醇装置差不多投产。2 ） 合成催化剂高效化。比较闻名的有 ICI51-1 、TopsoeMK101 、德 国GL-104等，以及新一代的催化剂，如英国ICI51-3、ICI51-7催 化剂等，其活性和稳固性更高，废气、废液更少。3 ）节能降耗经常 化，生产操作高度自动化。尽管我国的甲醇生产起步较晚，然而生产 规模逐年扩大，生产技术也在逐步改进和提高，积存了几十年的生产 操作体会和科研成就，使得国内的甲醇生产技术接近国际先进水平。