发展新型煤化工

发展新型煤化工建设煤炭—能源化工产业berlinE-mail:[e-mail]2前言+几个基本观点0.发展煤化工的主要目的与任务1.新型煤化工的主要特点2.新型煤化工核心技术3.煤炭开发生产与发展新型煤化工4.发展新型煤化工的几个关键问题5.小结目录3前言（1）——能源演变4据预测，若按照当代全世界对石油、天然气和煤的耗量计算，石油大约仅可开采30年，天然气可开采50年，煤还可以开采250年。石油的生产在2000年以前达到高峰，随后按照下图的情况变化。前言（2）——能源预测5前言3我国煤炭资源丰富，煤种齐全，发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义，国家“十五”能源科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视，煤化工在我国面临新的市场需求和发展机遇。与传统煤化工不同，新型煤化工将形成具有中国特色的煤炭—能源化工新产业，是我国煤炭工业结构调整、实现可持续发展的战略方向，对未来能源建设和能源技术的发展具有重要的战略意义。6毕节地区是长江以南最大的无烟煤基地，目前，煤炭用途主要是发电和直接销售，产业链短，高附加值产品少，经济效益低。同时，我区煤炭是优良的化工原料用煤，我区地处三省交界腹地，市场区位优势明显；国家能源替代战略等宏观政策出台实施提供了政策保障；加上丰富的水电等公用工程供应提供了独特的优越条件，全区大力发展煤化工产业的时机已经成熟。前言47专家共识新一代煤化工的发展必须以煤的能源化学加工优先发展为基础。新一代煤化工的发展既要保证全国范围内的能源供应，又要通过能源供应和化工生产的调节及适当的净化过程，保证对环境的低冲击，体现煤化工发展的最佳经济、社会和环境效益。8专家观点中国工程设计大师、全国煤化工设计技术中心主任李大尚煤炭利用的发展方向是洁净煤技术。其基本框架为：煤炭加工(选煤、型煤、水煤浆)、煤炭燃烧(流化床锅炉、联合循环发电)、煤炭转化(气化、液化、燃烧电池)、污染物排放控制与废弃物管理。煤的气化是新一代煤化工的核心。90发展煤化工的主要目的与任务煤化工的第一大目的产品是洁净的高热值燃料，也就是替代石油的燃料。在可预见的未来，中国以煤作为主要能源的状况不会根本改变，在水电、风力发电、地热发电、太阳能、核能等能源远远不能满足需要的情况下，以煤代油势在必行。而燃煤对环境的污染是触目惊心的。迄今为止，主要的脱硫、脱灰方法由于是在强酸、强碱或强氧化剂的存在及高温、高压下进行的，难以实现工业化。开发先进的煤转化技术是实现以煤代油的根本措施。煤转化包括煤的燃烧及煤的气化、液化和可溶化。10煤化工的第二大目的产品是化学品美国伊思曼公司开发了煤气化制醋酸的工艺，利用所得醋酸可以制造照相底片、纤维素塑料、人造丝用的醋酸镐及涂料等。从煤的液化产物、炭化的副产物焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯、蔡、甲基蔡、二甲基蔡、葱、菲等多种芳香族化合物，以这些化合物为原料，可以合成多种医药、农药、染料、香料、涂料的抗老化剂等。煤液体(煤焦油和煤液化油)经分离精制，可以得到数百种的芳香族化合物。例如由其中一些化合物经过化学反应，可以合成各种高分子单体，进而可以合成多种高性能的高分子材料，可以用于制造轮胎、齿轮、建筑构件、高级包装材料、防弹服、宇航服、人造脏器及诸如胶卷、磁带、录相带、磁盘、光盘等记录材料，还可用于海水淡化、血液分离等。11碳素材料是煤化工所得的第三类目的产品。主要包括活性炭、活性炭纤维、碳分子筛、沥青基炭纤维、炭电级和炭黑等。这些碳素材料也有着极其广泛的用途。例如活性炭和碳分子筛可用于净化水、分离气体和回收溶剂，用作脱色剂、脱臭剂和解毒剂;炭电极可用于冶金和电解工业;碳纤维可用于制造航空航天器、高级体育用品和人造脏器等;炭黑可用于橡胶工业，用以生产油量、涂料、电刷、唱片等。121新型煤化工的主要特点1.1以清洁能源为主要产品1.2煤炭—能源化工一体化1.3高新技术及优化集成1.4建设大型企业和产业基地1.5有效利用煤炭资源1.6经济效益最大化1.7环境友好1.8人力资源得到发挥131.1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。Ex.柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、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。我国从八十年代开始煤基合成液体燃料以来,已由中科院山西煤化所完成固定床两段法合成汽油模拟试验,取得了收率高、油品质量好的结果。中科院国家重点实验室从九十年代初开始研究由合成气F-T反应能最大程度合成重质烃的新型钴基催化剂已取得较好的结果。我国现阶段的主要任务是加大力度研究和开发拥有自主知识产权的新型催化剂和反应器技术,为我国本世纪煤转化为液体燃料打好基础。141.2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。151.3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、产品结构方面对不同工艺优化集成，提高整体经济效益。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。煤焦化—煤直接液化联产煤焦化—化工合成联产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16煤焦化工业焦化工业一直是煤化工的一个主要分支。煤焦油是组成复杂的混合物,含有上万种组分,其中很多有机物是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的贵重原料,并以煤焦油为其唯一来源。因此焦化工业以其不可替代性在21世纪煤化工中占有重要位置。同世界先进水平相比,我国的煤焦油工业相当落后。主要表现为设备加工能力小,工艺水平低、产品品种少、能耗高、环境污染严重。造成这一现象的主要原因是煤焦油分散加工。17对煤焦化的建议必须扩大煤焦油的加工规模。根据分散的客观情况,只有集中加工才能上规模。焦化初级产品必须向下延伸,提高焦化产品的附加值。从现在开始必须掌握生产中间体的技术,并建立相应的专门工厂,使产品更容易被精细化工企业接受。181.4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。191.5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。201.6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。211.7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。Ex：在传统的煤化工生产中，经济效益与环境保护和资源有效利用始终是一对矛盾，形成了生产规模越大,污染越严重，资源浪费越大的恶性循环。贵阳水晶集团建设以“减量化、再循环、再利用”为核心的循环经济型的国家级煤化工基地，有利于解决传统化工生产与环境污染的矛盾。（主要是先进的羰基合成醋酸项目）信息源：金黔在线发布时间：2003-10-31关于环保的专家观点与国家政策221.8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。232.新型煤化工核心技术2.0基础知识2.1煤直接液化2.2煤间接液化2.3大型先进煤气化2.4一步法合成二甲醚技术2.5煤化工联产系统2.6以煤气化为核心的多联产系统2.7其它先进煤化工技术242.0基础知识煤的组分很复杂，但其主要元素是碳、氢和少量的氧、硫、氮。随着产地不同，其碳氢比和氧、硫、氮的含量及其具体结构也不一样。煤是由上述元素组成的芳环和杂环所构成的有机高分子复杂体系。下图是煤的一种典型结构，其中，R是烃基。2526煤的液化是通过催化裂化加氢的方法，将煤的大分子裂解为小分子化合物（基本是从箭头处断裂）。液化过程包括裂解、加氢（此二者为主）环化和异构化等复杂反应。加氢的目的是提高产物的H/C比（汽油的H/C比约为0.18-0.19，煤的H/C比约为0.06-0.07），使烯烃饱和，同时将硫、氧、氮等化合物分别转化为硫化氢、水和氨，从而提高燃油质量。27煤的液化一般分为两个阶段。第一步将煤的粉末悬浮于重油等溶剂中，制成煤糊在390-490℃，30-70MPa的条件下，将煤液化，采用Fe、Co-Mo负载于Al2O3、SiO2-Al2O3上的催化剂。第二步将液化煤加氢，采用Ni-Mo为催化剂。加氢产物经节流膨胀，脱除去气体，其中含有H2和C1-C4的烃组分，可作为化工原料或燃料。煤液化一般可获得收率60%左右的汽油。28煤的转化利用技术292.1煤直接液化煤直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术将煤制成油煤浆，于450℃左右和10～30MPa下催化加氢，获得液化油，进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。该技术开发始于20世纪20年代，30～40年代曾在德国实现工业化；70年代国外又进行新工艺、新技术开发，2000年后开发工作基本结束，但没有大规模工业化应用实例。国内神华集团正在引进国外核心技术建设示范工厂；国内有关研发机构跟踪研究已有20多年，目前正在开发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关键技术。302.2煤间接液化煤间接液化是将煤气化并制得合成气（CO、H2），然后通过费脱(F－T)合成，得到发动机燃料油和其它化工产品的过程。南非于20世纪50年代开始建设商业化工厂，目前已形成年产700万t产品的生产能力。国内对间接液化技术的开发已有20年的历史，目前正在开发浆态床低温合成工艺及专用催化剂；另外进行了引进国外技术建设工业示范厂的前期研究。312.3大型先进煤气化煤气化是发展新型煤化工的重要单元技术。国内大型先进煤气化技术与国外相比虽有一定差距，但近年来加快了开发速度。“十五”期间，分别对具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究。考虑国内煤种、煤质的多样性，目前亟待研究开发适合灰熔点高、中强粘结性煤种的气化技术。322.4一步法合成二甲醚技术二甲醚可以代替柴油用作发动机燃料，也可以作为民用燃料替代LPG(液化石油气)。[1]倪维斗等.二甲醚（DME）经济，解决中国能源与环境问题的重大关键.煤化工，2002(增刊)与甲醇为原料两步法制取二甲醚相比，以合成气为原料通过一步法合成二甲醚的技术具有效率高、工艺环节少、生产成本低的优点。国内正在研究开发一步法合成二甲醚技术。332.5煤化工联产系统煤化工联产系统是新型煤化工发展的重要方向。联产的基本原则是利用不同技术途径的优势和互补性，将不同工艺优化集成，达到资源、能源的综合利用，减少工程建设投资，降低生产成本，减少污染物或废弃物排放。Ex：F－T合成与甲醇合成联产、煤焦化与直接液化联产等。342.6以煤气化为核心多联产系统以煤气化为核心的多联产系统是新型煤化工发展的主要内容，并有多种形式。其要点是以煤（或石油焦、渣油等）为气化原料，生产的煤气作为合成液体燃料、化工品及发电的原料或燃料，通过多种产品生产过程的优化集成，达到减少建设投资和运