新型煤化工產(chǎn)業(yè)鏈

1、新型煤化工產(chǎn)業(yè)鏈當前,煤化工已成為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略重點之一和國家重點推進的產(chǎn) 業(yè)。煤化工可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工。傳統(tǒng)煤化工主要包括煤焦化 和煤氣化制合成氨，這是我國目前的主要煤化工產(chǎn)業(yè)。新型煤化工包括煤 氣化制取甲醇、二甲醚及其下游產(chǎn)品，煤間接液化制油和烯烴,以及煤直接 液化制液體燃料等過程。新型煤化工是煤化工產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。下面 介紹幾個主要的新型煤化工產(chǎn)業(yè)鏈。1煤氣化制甲醇及下游產(chǎn)品這條產(chǎn)業(yè)鏈的主要工藝過程包括:煤氣化制合成氣;合成甲醇或二甲醚; 甲醇脫水制二甲醚；甲醇或二甲醚催化合成烴類產(chǎn)物（主要為丙烯）煤氣化技術按氣化爐的形式來劃分，主要有固定床、流化床和氣流床。 從技術先進

2、性、能耗、環(huán)保等方面考慮，對于大型甲醇煤氣化應選用氣流 床氣化為宜。有代表性的氣流床氣化方法有:德士古水煤漿、殼牌干粉和 華東理工大學的多噴嘴水煤漿。德士古水煤漿氣化技術的應用較早，技術 較成熟，國內外的工業(yè)化裝置也不少，但其氣化效率不高，而氧耗很高。殼 牌干粉氣流床氣化技術由于熱效率高、煤種適應范圍寬，最近兩年在國內 應用比較多，有10多個煤化工項目采用，但投資相對較高。華東理工大學 的多噴嘴水煤漿氣化技術也有工業(yè)化應用，較單噴嘴水煤漿氣化碳利用率 有所提高，但多噴嘴多路控制系統(tǒng)增加了設備投資和維修工作量。甲醇是由合成氣在催化劑條件下合成，甲醇合成已實現(xiàn)商業(yè)化大規(guī)模 生產(chǎn)。目前采用的甲醇合成

3、方法以固定床為主,漿態(tài)床還在開發(fā)階段。合 成塔應用最多的是列管式合成塔，但投資較大，大型廠宜用水管式合成塔、 多床內換熱式合成塔和固定管板的列管式合成塔。甲醇是重要的化工原料,主要廣泛應用于精細化工、塑料、醫(yī)藥、林產(chǎn)品加工等領域的基本有機化 工原料，也可作為發(fā)動機代用燃料，甲醇燃料消費已經(jīng)成為驅動甲醇需求的 主要動力之一。二甲醚可以通過甲醇液相或氣相脫水兩步法制得，也可以由合成氣一 步法合成。與兩步法相比，一步法技術具有效率高、工藝環(huán)節(jié)少、生產(chǎn)成 本低的優(yōu)點，大型二甲醚制備基本都采用一步法。二甲醚在制藥和農(nóng)藥等 化學工業(yè)中有許多獨特的用途，更重要的是二甲醚可作為車用柴油替代燃 料，也可以替代L

4、PG作為民用燃料。以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴的MTO技術，成為發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)、 實現(xiàn)國家“以煤代油”戰(zhàn)略的必由之路,其乙烯、丙烯產(chǎn)品及下游的乙二 醇、丙烯酸、聚乙烯、聚丙烯等產(chǎn)品市場廣闊，經(jīng)濟潛力巨大。UOP/Hydro 的MTO技術已經(jīng)具備工業(yè)化條件，中科院大連化物所也正在進行該技術的 開發(fā)。魯奇公司的甲醇制丙烯的MTP技術也已經(jīng)完成了工業(yè)化裝置的工藝設計，進入工業(yè)化實施階段。2煤直接液化制油通過對煤加熱、加壓、催化加氫，獲得液化油，并進一步加工成汽油、 柴油及其他化工產(chǎn)品,被稱為煤的直接液化。其典型的工藝過程主要包括 煤的破碎與干燥、煤漿制備、加氫液化、固液分離、氣體凈化、液體產(chǎn)品 分餾

5、和精制以及液化殘渣氣化制取氫氣等部分，特點是對煤種要求較為嚴 格,但熱效率高，液體產(chǎn)品收率高。世界上有代表性的直接液化工藝是日本 的NEDOL 工藝、德國的IGORH藝和美國的HTI工藝。國內，神華集團與中 國煤科院北京煤化所共同開發(fā)了并具有我國自主知識產(chǎn)權的“中國神華煤 直接液化工藝”，目前,神華集團煤直接液化一期工程的商業(yè)化示范生產(chǎn)線 已進入工程建設末期，預計2022年初建成投運，設計年油品100萬t/a。 據(jù)預測，我國煤炭直接液化產(chǎn)業(yè)化在2022年后將有突破性的更大發(fā)展。3煤間接液化合成油煤間接液化是將煤氣化并制得合成氣(CO,H2),然后在一定溫度和壓力 下,將其催化合成為烴類燃料油及

6、化工原料和產(chǎn)品的工藝，包括煤炭氣化制 取合成氣、氣體凈化與交換、催化合成烴類產(chǎn)品以及產(chǎn)品分離和改制加工 等過程。其主要產(chǎn)品有:石腦油、柴油和蠟、乙烯、丙烯、醛、醇、酮等 化工產(chǎn)品。煤間接液化的特點是適用煤種廣、總效率較低、投資大。煤炭間接液 化技術主要有3種，即南非的薩索爾(Saol)費托合成法、美國的莫比爾法 (Mobil)和正在開發(fā)的直接合成法。目前，煤間接液化技術在國外已實現(xiàn)商 業(yè)化生產(chǎn)。我國從20世紀80年代開始，中國科學院山西煤化所及充礦集 團承擔工業(yè)化開發(fā)工作。目前,我國已經(jīng)具備建設萬噸級規(guī)模生產(chǎn)裝置的 技術儲備，在關鍵技術、催化劑的研究開發(fā)方面已擁有了自主知識產(chǎn)權。4多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)煤

7、的多聯(lián)產(chǎn)不是一個簡單的產(chǎn)品鏈，而是一個經(jīng)過優(yōu)化組合的產(chǎn)品網(wǎng), 是指以煤氣化技術為“龍頭”，組合了多種生產(chǎn)工藝來進行跨行業(yè)、跨部 門的聯(lián)合生產(chǎn)，以得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品(如甲醇、醋酸、乙烯 等)、液體和氣體燃料(如FT合成燃料、城市煤氣、人工天然氣等)、其 他工業(yè)氣體(如CO2,H2,CO等)，以及充分利用工藝過程的熱并進行發(fā)電的 能源系統(tǒng)。目前多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可根據(jù)不同的產(chǎn)品取向分為以油品和化工產(chǎn)品為主的 煤化電多聯(lián)產(chǎn)、以生產(chǎn)二甲醚和甲醇重整氣為主的煤化電多聯(lián)產(chǎn)和以燃料 為主的煤化電多聯(lián)產(chǎn)。多聯(lián)產(chǎn)沒有固定的模式，實際中根據(jù)具體情況進行 優(yōu)化組合，達到能源的最大利用率、規(guī)模經(jīng)濟效益最大化是多聯(lián)

8、產(chǎn)的目的。多聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)品方向還是以甲醇、氨、合成油、氫氣、 燃氣、發(fā)電為主要產(chǎn)品。多聯(lián)產(chǎn)的近期目標是基于目前工業(yè)成熟的單元工 藝，實現(xiàn)包括煤氣化、燃氣輪機發(fā)電、車用液體燃料生產(chǎn)和化工產(chǎn)品合成 的初級多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);遠期目標是通過進一步研究開發(fā),除涵蓋煤氣化制氫、 燃料電池發(fā)電、液體燃料生產(chǎn)、化工產(chǎn)品合成之外，以實現(xiàn)CO2捕集埋藏、 生產(chǎn)無污染的氫能利用及燃料電池發(fā)電為最終目標,實現(xiàn)煤炭利用的近零 排放。5結語發(fā)展新型煤化工技術，建設新型煤化工產(chǎn)業(yè)對延伸傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，提 升和改造煤炭工業(yè),建設新興產(chǎn)業(yè)，實施可持續(xù)發(fā)展有重要戰(zhàn)略意義，是煤 炭工業(yè)走新型工業(yè)化道路的重要發(fā)展方向。以上幾條新型煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中， 煤制甲醇技術基本成熟，正向大型化和高效率方向發(fā)展;一步法合成二甲醚 是未來二甲醚生產(chǎn)技術的發(fā)展方向，目前還不具備大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的條 件，有待進一步開發(fā);MTO/MTP技術已具備工業(yè)化應用的條件，但世界上還 沒有實際運行的工