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煤化工范例(3篇)

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煤化工范文篇1

关键词:褐煤煤化工热解提质液化气化

中图分类号:TD84文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)09-034-01

我国褐煤资源丰富,褐煤资源量为3194.38×108t,占我国煤炭资源总量的5.74%;褐煤探明保有资源量为1291.32×108t,占全国探明保有资源量的12.69%;主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部。褐煤煤化程度较低,属于低阶煤,发热量低、水分高、易风化自燃、热稳定性差,不适宜长途运输,长期以来没有得到合理应用。但是近年来褐煤产量增长迅速,并且成本低廉。褐煤的加工与利用逐步被人们所重视,本文主要探讨褐煤的煤化工技术现状及以后的发展前景。

1、褐煤的煤化工技术及应用

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程,生产出各种化工产品的工业。由于褐煤的煤化程度最低,其化学反应活性比较好,且无粘结性,褐煤的这些特性决定了它十分适宜进行就地综合加工和利用。而且煤化工技术也日趋成熟,这使得褐煤在煤化工应用中有很大的优势。目前褐煤煤化工技术主要有褐煤的热解提质,褐煤的气化,褐煤的液化等。

1.1褐煤的热解提质

褐煤热解(干馏)提质是指在隔绝空气(或在惰性气体、或在氢气存在)条件下将褐煤加热,最终得到焦油、热解煤气和半焦产品的加工方法。热解后产生的热解煤气可以直接作为生活燃料用气或化工合成气,得到的半焦具有低灰、低硫、固定碳高的特点,可以用于合成气、电石等行业的生产,也可用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂或用作炼焦配煤,也是生产活性炭等化工产品的原料。由于上个世纪70年代石油危机后,人们重新重视廉价的褐煤资源的开发利用,对褐煤热解工艺进行了研究,开发了一些新的加工工艺。国内外典型的褐煤热解工艺包括:德国的Lurqi―Ruhurgas低温热解工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺等。

1.2褐煤的气化

褐煤的气化是指在一定温度和压力下,用气化剂对褐煤进行热化学加工,将固体的褐煤转变为煤气的过程。对所产煤气进一步深加工,可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。褐煤气化技术是洁净、高效利用褐煤的重要技术之一。它是煤炭化工合成、煤炭直接/间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。

褐煤是化学活性非常好的煤种,与烟煤和无烟煤相比,更容易气化,褐煤气化技术已经非常成熟,其气化工艺主要有固定流化床、流化床气化、气流床气化和熔浴床气化等工艺。褐煤气化在我国也已得到广泛应用,目前,有化肥厂利用小龙潭褐煤生产合成氨,沈阳加压气化厂利用沈北褐煤生产城市煤气,第一汽车制造厂用舒兰褐煤生产燃料煤气。另外大唐发电股份有限公司也规划利用内蒙古褐煤资源生产城市煤气。

1.3褐煤的液化

煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。(1)将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过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。(2)煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化工产品的过程。

褐煤碳含量相对比较低,氢碳比高,其结构单元中含有较多的羰基,羧基,亚甲基和氧桥,具有较高的液化活性,是比较适宜直接液化的煤种。目前,我国褐煤液化投产的有云南先锋煤液化厂,采用直接液化技术,规模为年处理(液化)褐煤原煤257万t。神华集团对日本NEDOL和美国HTI工艺的技术进行集成和创新,开发了煤的直接液化工艺和新型的高效煤液化催化剂,煤的转化率和液化油产率都已达到国际领先水平,并申请了发明专利。

2、褐煤煤化工技术发展前景

我国褐煤煤化工技术发展前景主要如下:

(1)目前我国褐煤资源主要用来发电,由于褐煤本身含水量较高,所以发电厂在用褐煤发电前要进行脱水,这一过程不仅消耗大量的动力和资金,而且对褐煤资源也比较浪费,如果将褐煤资源进行煤化工加工,将使产品具有更高的附加值,更高的利用价值。

(2)由于国际性油价上涨和供油的不稳定性,使得煤化工产业发展非常迅速,可以利用煤化工技术将褐煤加工成可代替石油化工产品如柴油、汽油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料等。

煤化工范文

前言:在国际油价高位震荡的背景下,世界已进入能源和化工原料多元化的时代,不同国家或者地区应根据资源和经济发展的需求选择现实、优质的原料和技术。煤炭资源已成为我国能源的重要保障和支撑;煤化工的发展更是受到了煤资源国和有关科研机构的高度关注。煤炭煤炭是世界上储量最丰富的化石能源。在当前世界石油价格居高不下和倡导保护环境的情况下,发展煤化工特别是新型煤化工,调整我国的能源化工结构,就显得日益重要。

1.煤焦化

将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也称做煤的干馏。煤焦化产品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、焦炉气(氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等)精氨水等。这些产品已广泛应用于化工、医药、染料、农药和炭素等行业。有些甚至是石油化学工业无法替代的,如吡啶喹啉类化合物和许多稠环化合物等。

2.煤气化

煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。它们与煤中的碳发生非均相反应。此外,煤热分解出的气态产物如CO2、H2O及烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。依气化法、气化条件及煤的性质不同,气化气的组成也不同。根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点,可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层,在干燥带和干馏带中,煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。煤经过气化后得到的是粗煤气,再经过净化和加工后,可以得到各种化学品。常用于煤气化的方式有:固定床常压气化气,鲁奇加压气化气、考伯斯一托茨气流床气化气(K-T)、德士古流床气化气(Texaco)、改良型温克勒流化床气化气等。

3.煤液化

所谓煤液化,是将煤中有机质转化为流质产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品,包括直接液化技术和间接液化技术两部分,产品市场潜力巨大,工艺、工程技术集中度高,是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。

4.煤的直接液化

煤的直接液化首先是德国科学家F.Bergius于1913年发明的。其原理是煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的氢含量增加,最后转变为液体的过程。1927年德国燃料公司Pier等人开发了硫化钨和硫化铜催化剂,将液化过程分为糊相加氢和气相加氢两阶段进行,解决了工程化问题,建成了世界第一座工业化规模生产的煤直接液化企业,并陆续建设了20套煤直接液化装置。

5.煤的间接液化

煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所的F.Ficher和H.Tropsch两个化学家于1923年首先提出的,所以又称为F.Ficher-H.Tropsch(简称为F-T)合成或者费托合成。其原理是以煤为原料先经气化制合成气(CO+H2),再以合成气为原料,在催化剂的作用下合成(F-T合成)液态烃类产品。受两次世界石油危机的影响,美国、德国、英国、日本和前苏联等国家重新重视煤炭直接液化的新技术开发工作,纷纷组织了一批科研开发机构及企业开展了大量的研究开发工作,相继开发了多种工艺。

6.煤间接液化的深加工

南非SASOL公司于20世纪50年代开始商业化生产,根据SASOBURY矿区煤为高挥发分、高灰分劣质煤,更适合于间接液化的实际,与鲁奇、鲁尔化学和凯洛克三家公司进行合作,不断取得煤气化(鲁奇炉),煤气净化(低温甲醇工艺)和合成(鲁尔化学固定床和凯洛克气流床)技术而陆续分别建成了三家煤间接液化工厂,成为世界上规模最大的以煤为原料生产合成油和化工产品的化工厂。随着C1化工的发展,间接液化后的产品范畴也在不断扩大,出现了由合成气—甲醇—汽油MTG技术、由合成气直接合成二甲醚和低碳烃燃料技术等煤化工发展新趋势。煤的间接液化通常分为三步:一是制取合成气。将经过适当处理的煤送入反应器,在一定温度下通过气化剂(空气或氧气+蒸气),使煤不完全燃烧,这样就能以一定的流动方式将煤转化为由一氧化碳和氢气混合的合成气,将形成残渣排出;二是进行催化反应,将合成气经过净化处理,在特定的催化剂作用下,让合成气发生化合反应,合成烃类或液态的烃类的类似石油和其他化工产品,三是对产物进行进一步的提质加工。由于经过催化反应出来的油品可能有很多指标不符合要求,如十六烷值含量、硫含量、水分以及黏度、酸度等,因此还要将产品进行进一步处理以使其达到合格标准,满足市场需要

7.新型煤化工

新型煤化工是以煤炭为基本原料(燃料),C1化工技术为基础,以国家经济发展和市场急需的产品为方向,采用高技术,优化工艺路线,充分注重环境友好,有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化(直接和间接),煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术,以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业,随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的,与传统煤化工密不可分。其特点如下。

(1)以清洁能源为主要产品。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。

(2)煤炭-能源化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。

(3)高新技术及优化集成。新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对工艺优化集成,提高整体经济效益,如煤焦化-煤直接液化联产、煤焦化-煤气化合成联产、煤气化合成-电力联产、煤层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时,新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。

(4)建设大型企业和产业基地。新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业。

(5)有效利用煤炭资源。新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物__尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。

(6)经济效益最大化。通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。

(7)环境友好。通过资源的充分利用及污染的集中治理,达到减少污染物排放,实现环境友好。

(8)人力资源得到发挥。通过新型煤化工产业建设,带动煤炭开采业及其加工业、运输业、建筑业、装备制造业、服务业等发展,扩大就业,充分发挥我国人力资源丰富的优势。

8.当前新型煤化工技术开发有以下几个热点:

(1)煤气化制甲基叔丁基醚:采用多组分催化剂,可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物,异丁醇脱水成异丁烯,从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚,这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。

(2)以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。甲醇作为一种重要的基础化工原料,通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。另外还可以用于甲醇汽油(掺烧或者全烧),甲醇转化为甲醚替代液化石油气和柴油或制造燃料电池等等。因此,作为可替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产提高市场竞争力的重要方向。

(3)以煤为原料合成低碳烃类。甲醇裂解制烯烃(MTO)技术由DOP和NOSRKHYDRO公司联合开发。鲁奇公司(LURGI)研制的甲醇制丙烯(MTP)技术,已经在工业化设计中,准备进行商业化生产。

煤化工范文

9月底,中石化在京正式挂牌成立长城能源化工有限公司(下称“长城能源”)。长城能源将作为中石化旗下发展煤化工业务的唯一平台,专业负责公司煤化工业务的投资经营、项目建设和专业化管理。

中石化官方对外宣称,此举“标志着中国石化煤化工业务已进入快速推进、专业化管理的新阶段”。按照规划,中石化将在“十二五”期间建设内蒙古、新疆等6大煤化工产业基地,“力争用8—10年时间,发展成为我国煤化工领域的行业领先者。”

在傅成玉入主中石化之后,煤化工被委以公司“调整结构、转型发展”之重任。这是一招狠棋:借助煤化工迅速补齐上游短板,缩小与中石油的资源差距。而同时,这也是一步险棋:煤化工技术、成本、环境的风险不容忽视。在押下重注之后,傅成玉领导下的中石化会成为最后的大赢家吗?

转折点

煤化工,指的是以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤化工开始于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的工业体系。

中国的煤化工产业,一直以来都是以煤企为主角。受油价高企影响,煤化工产业在五年前一度形成热潮。但是,作为石油化工领域的三巨头之一,中石化在该领域并无太大建树。在外界看来,只是一副浅尝辄止的姿态。

2007年,中石化曾在新疆登记了350平方公里的煤炭区块,区块煤炭储量预计在150亿吨左右。中石化本打算在此地发展煤化工项目,但此后并无动作。中石化内部人士称,主要还是因为技术不成熟而不敢轻举妄动。

此后数年,中石化在煤化工领域都并无大动作,更多的是人才储备与技术研发。直到2011年4月,时任中国海洋石油总公司“掌门人”的傅成玉转调中石化,中石化对煤化工产业的兴趣才全面激发出来。

傅成玉上任不久,在一次内部高层会议上,即毫不客气地指出了中石化所存在的问题:“与竞争对手相比,上游资源‘短板’的差距在扩大,中下游“长板”的优势在缩小!”傅成玉提出目标:上游油气年度总产量需要达到2亿吨当量,其中原油产量1.5亿吨,天然气产量500亿立方米。

而实现补齐上游短板的关键一环,就是大力发展煤化工产业。在中石化发给记者的一份资料中,清晰表明了傅成玉对发展煤化工产业的看法:“富煤,缺油,少气”是我国资源的自然禀赋,目前煤炭仍是我国能源消费的主体部分,且在未来20至30年,这一能源消费格局不会有实质性的变化,如何更好地利用煤炭变得尤为重要。

基于这一判断,中石化将发展煤化工产业的重要性提到了前所未有的高度,并已经把煤化工战略写入了公司资源获取战略的组成部分,明确提出:力争用8—10年时间发展成为我国煤化工领域的行业领先者,在煤炭资源清洁高效利用上走到世界前列。

加速度

在傅成玉的大力推动之下,中石化的煤化工业务开始了加速发展阶段。在一次内部会议上,中石化提出了雄心勃勃的发展目标:未来四年,将建设内蒙古、新疆、贵州、安徽、河南和宁夏等6大煤化工基地。如果中石化的煤化工项目全部铺开,外界预计其总的投资额将超过2000亿元。

这是一个异常庞大的计划。不仅仅在外界看来有些激进,一位中石化内部人士也向记者表达了惊奇之意:2011年,中石化的净利润是716亿元。如果将来真要投资2000亿作煤化工,这样的投资额与公司盈利额相比占的比例太大。

不过,这似乎并没有影响到傅成玉大力发展煤化工产业的决心。在中石化内部,专门成立了煤化工领导小组,傅成玉亲自出任组长,目的是加速推进公司煤化工产业的发展。

而中石化在煤化工技术的突破,也为傅成玉吃下了一颗“定心丸”,这让中石化的煤化工产业发展有了坚强的技术依托。

早在2010年,中石化旗下分公司中原石化即在建设一个年产60万吨的甲醇制烯烃项目。这是一个实验性项目,采用的是中石化拥有自主知识产权的甲醇制烯烃工艺(S—MTO)。2011年10月10日,项目开车一次成功。

对于该项目的成功,中石化官方对外宣称为:建成了中国石化首套自主知识产权的甲醇制烯烃示范装置,也标志着中国石化自主研发的甲醇制烯烃工艺(S—MTO)成套技术步入产业化。这也被外界看作是中石化取得自主知识产权煤化工技术突破的标志。

在胸有成竹之后,中石化整合现有煤化工资源、加速推进煤化工布局已成水到渠成之势。9月28日,在北京总部大厦,中石化举行了中国石化长城能源化工有限公司揭牌仪式,中石化的煤化工发展正式有了实质性推进。

按照中石化的布局安排,长城能源为中国石化股份有限公司全资所有。

胜负手

中石化如此大力度的布局煤化工产业,着实让业界为之侧目。这首先牵动的是另一油气巨头中石油的神经。

与中石化的大张旗鼓相比,中石油在煤化工产业几乎没有大动作。而傅成玉领导中石化想借煤化工补齐上游短板,其剑之所指,即是中石油无可比拟的资源优势。以煤化工后发制人,傅成玉落下的这个棋子成为了胜负手。

面对发展煤化工产业中煤炭瓶颈的问题,中石化采取了“合资合作”的策略迅速抢占资源。2011年11月,中石化与河南省政府签署战略合作补充协议,中石化将与河南煤化集团合资建设年产180万吨的煤制烯烃项目,投资总额约为210亿元。

前述中石化内部人士告诉记者:河南模式将成为中石化发展煤化工产业的主要方式,中石化出资金、技术,煤炭企业出资源,双方各取所得。依靠这种方式,中石化可以迅速解决发展煤化工产业的资源问题。

据了解,目前中石化计划中的六大煤化工基地,内蒙古、新疆、贵州、安徽、河南5个煤化工项目已取得实质性进展。到2015年,中石化煤制烯烃的产能应该能够占到目前烯烃产品(主要是乙烯)产量的1/3;煤制气能力则有望超过每年100亿立方米。

这些步骤走下去,中石化对中石油的资源差距将明显缩小。与此同时,中石化紧锣密鼓推进的煤制天然气管输工程,更是对中石油步步紧逼。

10月16日,中石化筹建的新粤浙管道在网上进行环境影响评价公众参与调查的首次公示。这一煤制气管道包括一条干线、5条支线,输气能力与西气东输三线相当,为每年300亿立方米。

该管线干线的起点是新疆伊宁首站,终点为广东省韶关末站。支线包括准东支线、南疆支线、豫鲁支线、赣闽浙支线和广西支线。值得玩味的是,其走向与中石油刚刚开工建设的西气东输三线相似,建成之后将与中石油形成贴身肉搏之势。