煤化工產(chǎn)業(yè)鏈詳解課件

煤化工——內(nèi)涵及特點(diǎn)傳統(tǒng)的煤化工

煤的氣化、液化、焦化及焦油加工、電石乙炔化工等新一代煤化工技術(shù)

以煤氣化為龍頭，以一碳化學(xué)為基礎(chǔ)，合成各種燃料油和化工產(chǎn)品的煤炭潔凈利用技術(shù)煤化工特點(diǎn)基礎(chǔ)研究多學(xué)科(物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)等)工程開發(fā)多技術(shù)(化工、熱工、環(huán)工、材料等)工業(yè)生產(chǎn)多投資(技術(shù)密集、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模大)煤化工——利用途徑直接

利用類型

煤階煤煤漿

型煤

炭材料煤填充高分子復(fù)合材料直接液化重整油品氣化焦?fàn)t氣焦油焦炭焦化脫硫凈化燃燒合成氣甲醇FT

合成電力和蒸汽醋酸城市煤氣

二甲醚，DMC等合成氨

尿素已做的工作正做的工作焦油加工乙炔聚氯乙烯性質(zhì)等離子電力和蒸汽轉(zhuǎn)化煤化工——產(chǎn)業(yè)鏈煤焦化路線

煤焦油可以生產(chǎn)輕油、雜酚油、萘、蒽和瀝青等。粗苯可以生產(chǎn)苯、甲苯、乙苯和二甲苯等，煤氣可以生產(chǎn)甲醇和氨等煤-電石-乙炔路線

由乙炔可以生產(chǎn)醋酸乙烯、氯乙烯、1,4-丁二醇（BDO）、乙醛/醋酸等煤-合成氣-化工產(chǎn)品路線

煤氣化制合成氣，生產(chǎn)甲醇、氨等，進(jìn)而生產(chǎn)尿素和氮磷鉀復(fù)合肥，醋酸、甲基丙烯酸甲酯、MTBE和各種氯化溶劑，甲醇制乙烯和丙烯等煤化工——發(fā)展現(xiàn)狀煤炭焦化，煤氣化-合成氨-化肥為主基于國內(nèi)石油消費(fèi)的增長和供需矛盾的突出，煤制油、甲醇制取烯烴等技術(shù)引進(jìn)、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)速度加快，重點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)啟動煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及相關(guān)基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)國家已立項(xiàng)支持并列入發(fā)展規(guī)劃煤焦化產(chǎn)量及消費(fèi)2005年全國生產(chǎn)焦炭2.43億噸，同比增長約17.9%，約占世界總量50%，“十五”期間，年平均增幅達(dá)14.82%2005年全國焦炭表觀消費(fèi)量約23043萬噸，同比約增長20.54%，出口焦炭1276萬噸，同比減少225萬噸，下降15%。“十五”的五年來我國焦炭表現(xiàn)消費(fèi)量年均遞增16.66%煉焦技術(shù)炭化室高于4m以上的焦?fàn)t為主，產(chǎn)能占總量的70.5%搗固焦?fàn)t迅速增多，2001年搗固焦產(chǎn)量達(dá)333萬噸，2003年馬鋼5#、山西茂盛4.3m等一批大中型搗固機(jī)焦建成投產(chǎn)干法熄焦、地面除塵等技術(shù)應(yīng)用有進(jìn)展，如武鋼140t/h、首鋼65t/h、武鋼新3#焦?fàn)t“三車”聯(lián)鎖自動定位、裝煤地面站除塵、低水分熄焦等煤焦油加工加工水平與世界先進(jìn)水平相比有較大差距國內(nèi)集中加工能力低、單套加工量小、產(chǎn)品品種少，規(guī)模為5-26萬t/a，最大13萬t/a，10余種國外集中加工規(guī)模150萬t/a，單套加工量50萬t/a，提取品種200多種工藝路線德國為代表的以最大限度提取單體產(chǎn)品為主的路線日本為代表的以生產(chǎn)碳素原料（制品）為主的路線工藝路線選擇既受冶金工業(yè)制約，還要受石化學(xué)工業(yè)影響，應(yīng)二者兼顧煤氣化發(fā)展趨勢大型化、加壓、適應(yīng)多種粉煤、低污染、易凈化是煤氣化的發(fā)展方向國外現(xiàn)有加壓氣化爐型主要分為三類：加壓固定床氣化爐(如Lurgi爐)、加壓流化床氣化爐(Winkler/HTW,KRW,U-gas)和加壓氣流床氣化爐(Texaco,DOW,Shell,Prenflo)產(chǎn)業(yè)化程度以魯奇(Lurgi)、德士古(Texaco)最為成熟，達(dá)到日處理400~1650噸的量級國內(nèi)狀況國內(nèi)較為成熟的是常壓固定床氣化技術(shù)。近年來引進(jìn)加壓Texaco水煤漿氣化、Shell粉煤氣化以及U-gas氣化技術(shù)國內(nèi)自行開發(fā)的水煤漿氣化，灰熔聚氣化技術(shù)，多噴嘴對置水煤漿氣化技術(shù)取得重要進(jìn)展煤制合成氨2005年全國合成氨產(chǎn)量4545萬噸，比上年增產(chǎn)約320萬噸，以煤、油和天然氣為原料的合成氨產(chǎn)量分別約占總產(chǎn)量的64％，14和22％，并繼續(xù)向以煤為原料方向調(diào)整氮肥生產(chǎn)合成氨消耗量約占全國總量的87％，其中尿素和碳酸氫銨分別約占60％和15％；其他方面（包括硝酸、硝酸鹽、純堿、制冷劑等化工產(chǎn)品）消耗比例約13％未來合成氨技術(shù)的主要趨勢是大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期運(yùn)行山西天脊集團(tuán)的煤頭制氨裝置全套引進(jìn)德國、法國等國的專利技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，目前合成氨裝置日產(chǎn)量1500噸，年產(chǎn)能力45萬噸氣化焦化“煤－甲醇”化工及替代石油技術(shù)甲醇燃料汽柴油替代燃料MTP丙烯/聚丙烯丙烯酸/丙烯酸鹽MTO乙烯/丙烯DME柴油、石油液化氣替代燃料燃料電池汽車動力小型便攜式電源75kwMTC化學(xué)品（醋酸，甲醛…）甲醇合成Mpower替代輕質(zhì)石油餾份發(fā)電MTH氫技術(shù)成熟度煤炭合成氣傳統(tǒng)工業(yè)DMCMTBE替代物煤制二甲醚快速發(fā)展世界情況2004年世界二甲醚生產(chǎn)能力26萬噸/年，總產(chǎn)量18萬噸；到2006年底，產(chǎn)能達(dá)到650萬噸/年以上國際上正在建設(shè)4個超大規(guī)模二甲醚項(xiàng)目，規(guī)模最大為日本東洋工程公司250萬噸/年項(xiàng)目國內(nèi)情況我國二甲醚生產(chǎn)能力約37萬噸/年，在建能力21萬噸/年，2005年產(chǎn)量約10萬噸煤炭液化合成油CO＋H2汽油、柴油、石腦油、乙烯、丙稀、含氧類蠟類、燃料氣等煤汽油、柴油、航空煤油、LPG、酚類、苯類、氨類等間接液化直接液化煤+催化劑液化反應(yīng)H2分離提質(zhì)加工溶劑循環(huán)殘?jiān)h(huán)H2氣體回收氣化凈化FT合成分餾(離)提質(zhì)加工催化劑煤制油發(fā)展存在投資、技術(shù)和市場三大風(fēng)險(xiǎn)截止2006年底，我國在建和規(guī)劃中的煤制油項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到4017萬噸/年煤制油項(xiàng)目投資巨大建設(shè)一套百萬噸級的煤制油裝置需投資數(shù)百億元現(xiàn)階段煤制油的投入產(chǎn)出比過低，產(chǎn)品成本核算中攤?cè)氲脑O(shè)備折舊費(fèi)和銀行貸款利率偏高，其產(chǎn)品與進(jìn)口原油相比是否具有價(jià)格競爭力仍是問題煤制油存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)間接法煤制油國外有3套工業(yè)化裝置運(yùn)行，而國內(nèi)只有中試裝置直接法煤制油迄今為止國內(nèi)外尚沒有已經(jīng)運(yùn)行的工業(yè)化裝置，存在工程放大、設(shè)備制造與安裝、催化劑性能、生產(chǎn)工藝控制等諸多難題二、煤電化一體化循環(huán)經(jīng)濟(jì)型煤電化一體化——多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)有助于緩解能源總需求，聯(lián)合生產(chǎn)多種產(chǎn)品可提高總效率，可以有效利用高硫煤資源有助于緩解液體燃料短缺，可以大規(guī)模生產(chǎn)甲醇、二甲醚、F-T柴油、氫等替代燃料可以解決燃料污染問題，基本消除常規(guī)燃煤污染物排放，重金屬等痕量污染物脫除更經(jīng)濟(jì)有助于解決快速城市化引起小城鎮(zhèn)和農(nóng)村潔凈能源需求為需要的城市提供城市煤氣煤制DME可以作為LPG的補(bǔ)充或替代物有利于未來減排二氧化碳的需求煤氣化系統(tǒng)可以以較小的增加成本捕獲二氧化碳?xì)饣簹馀c焦?fàn)t煤氣共轉(zhuǎn)化制備合成氣可以從根本上減排二氧化碳提供氫能較易潞安集團(tuán)東古電—化生態(tài)工業(yè)園矸石發(fā)電62萬kw變電站220KV煤矸石燒結(jié)陶粒廠50萬m3/a電石廠45萬t/a焦油炭黑廠10萬t/a燒堿廠40萬t/a炭黑廠3萬t/a納米碳管廠10t/a氯丁橡膠廠1萬t/a聚氯乙烯廠40萬t/a型材廠15萬t/a水泥廠60萬t/a網(wǎng)電供電電石電石渣HCL粉煤灰PVC國外多聯(lián)產(chǎn)的模式

——

Shell多聯(lián)產(chǎn)多聯(lián)產(chǎn)的內(nèi)涵——煤的主要利用模式和效率類型,煤階成煤條件

性質(zhì)發(fā)電焦化

直接利用直接液化40%58%85%氣化凈化甲醇合成54%IGCC45%合成氣煤>60%多聯(lián)產(chǎn)的內(nèi)涵——主要模式太原理工大學(xué)以煤潔凈焦化為源頭的多聯(lián)產(chǎn)構(gòu)思1+3+4太原理工大學(xué)雙氣頭多聯(lián)產(chǎn)1+2+3+4美國早期甲醇與電力聯(lián)產(chǎn)2+3+5美國能源部EECP計(jì)劃多聯(lián)產(chǎn)2+3+6日本新能源計(jì)劃EAGLE多聯(lián)產(chǎn)2+3+6Shell合成氣園多聯(lián)產(chǎn)2+3+7中科院過程所多聯(lián)產(chǎn)構(gòu)思2+3+8美國21世紀(jì)展望2+3+9清華大學(xué)多聯(lián)產(chǎn)構(gòu)思2+3+9煤焦化1氣化2凈化3合成氣657849化學(xué)品先進(jìn)發(fā)電技術(shù)燃料合成先進(jìn)發(fā)電化學(xué)品燃?xì)庀冗M(jìn)發(fā)電化學(xué)品制氫燃料合成化學(xué)品先進(jìn)發(fā)電焦炭醇醚燃料焦油處理化學(xué)品制氫燃料電池先進(jìn)發(fā)電燃料合成化學(xué)品雙氣頭多聯(lián)產(chǎn)——系統(tǒng)概念圖分離焦化低能耗氣化凈化重整轉(zhuǎn)化酯合成醚合成醇合成合成氣制備化學(xué)品合成電力生產(chǎn)聯(lián)合發(fā)電~醇醚酯國家2005年“973”項(xiàng)目（2005CB221200）雙氣頭多聯(lián)產(chǎn)——應(yīng)用效果舉例焦化100萬噸焦?fàn)t煤氣4.6億Nm3氣化煤氣6.7億Nm34.2億Nm3合成氣9.3億Nm3產(chǎn)品甲醇20萬t

電力

200MW效果減排CO2

1.8億Nm3

節(jié)水9.5萬t

節(jié)煤12%

重整氣化傳統(tǒng)煤化工行業(yè)，年產(chǎn)焦炭2億噸，焦?fàn)t煤氣1250億Nm3，其中290億Nm3排放。如用于生產(chǎn)甲醇可年產(chǎn)1400萬噸；如與氣

化煤氣共制合成氣并與電力聯(lián)產(chǎn)其效果更佳3.山東煤化工現(xiàn)狀-----煤化工大省山東省現(xiàn)擁有兗礦魯化、兗礦嶧化、兗礦國泰、兗礦國宏、兗礦國際焦化，新奧鳳凰，臨沂久泰，魯西化工、華魯恒升、明水大化、聯(lián)盟、恒通化工等大批規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益良好的大型煤化工企業(yè)。山東省煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有年生產(chǎn)能力：合成氨

萬噸，焦炭

萬噸，甲醇

萬噸，煤制烯烴

萬噸，醋酸

萬噸，二甲醚

萬噸，粗苯精制

萬噸，煤焦油綜合加工

萬噸。山東省煤化工產(chǎn)業(yè)擁有煤化工、煤變油方面的核心技術(shù)：多噴嘴對置大型水煤漿氣化技術(shù)、低溫費(fèi)托合成油技術(shù)、燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)產(chǎn)甲醇技術(shù)、羰基醋酸合成技術(shù)、粉煤加壓氣化技術(shù)等。山東省煤化工產(chǎn)業(yè)擁有大批煤化工的專業(yè)技術(shù)人才和技術(shù)工人，成為國內(nèi)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的人才輸出地。3.山東煤化工存在的不足山東省煤化工產(chǎn)業(yè)盡管擁有煤化工、煤變油方面的一些核心技術(shù)，但技術(shù)創(chuàng)新性不強(qiáng)，只是解決了技術(shù)國產(chǎn)化問題。以甲醇合成為例：1.作為大型煤化工必不可少的空分裝置目標(biāo)產(chǎn)品是氧氣，但對于用途不大、占空氣79%的氮?dú)獠⑽刺菁壏蛛x，這就要求空分裝置尤其壓縮機(jī)大型化、造成投資大、能耗高、建設(shè)周期長：

2.作為最適宜發(fā)展煤化工的水煤漿氣化技術(shù)并未克服國外技術(shù)存在缺陷，煤種限制、間歇式操作、備爐問題依然存在；

3.作為煤化工必須的合成氣變換采用中小型合成氨適用的固定床全部變換技術(shù)，而不是適應(yīng)大型甲醇合成需要的部分變換；

4.作為最基本有機(jī)原料的甲醇合成單程轉(zhuǎn)化率僅有10%左右，大量氣體多次循環(huán)，能耗和設(shè)備投資大幅增加；

5.作為煤化工必不可少的分離過程，塔器內(nèi)件處理能力和效率較低，大大增加了高壓設(shè)備的投資和操作的能耗；最終結(jié)果：60萬噸醇氨聯(lián)產(chǎn)投資高達(dá)41億人民幣，投資回收期為7年左右。3.山東煤化工存在的不足山東省盡管擁有大批大型煤化工企業(yè)，但產(chǎn)品大多屬于初級產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈過短，抗市場風(fēng)險(xiǎn)能力較差（2008年過山車的煤化工效益）。山東省盡管擁有大批大型煤化工企業(yè)，但煤化工所需的各種催化劑（除變換催化劑外）、大型煤化工設(shè)備的生產(chǎn)廠家缺乏。山東省煤化工產(chǎn)業(yè)盡管已成為國內(nèi)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的人才輸出地，但省內(nèi)新建煤化工企業(yè)人才匱乏。煤化工所需專門人才培養(yǎng)嚴(yán)重不足，全國每年煤化工專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生不超過300人，難以滿足國內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議延長煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，提高抗市場風(fēng)險(xiǎn)能力4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議4.山東煤化工從大省到強(qiáng)省跨越的建議加強(qiáng)技術(shù)改造，挖潛增效、低投入的提高企業(yè)規(guī)模和效益

兗礦國泰醋酸裝置通過系統(tǒng)優(yōu)化、局部技術(shù)改造，僅用十分之一的噸產(chǎn)品投資將原有生產(chǎn)能力提高三分之一?，F(xiàn)有甲醇裝置如采用空氣梯級分離技術(shù)、長周期水煤漿氣化技術(shù)、流化床變換技術(shù)、單程轉(zhuǎn)化率高于90%的甲醇合成工藝以及高效高處理能力分離塔內(nèi)件，現(xiàn)有裝置僅需要五分之一的噸產(chǎn)