精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)國內(nèi)外煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況劉納新nothingliu@

目錄1國際煤氣化技術(shù)國際煤氣化技術(shù)主要包括：煤氣化、煤液化和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)技術(shù)。目前新一代煤氣化技術(shù)的開發(fā)和工業(yè)化進(jìn)程中，總的方向是氣化壓力由常壓向中高壓(8.5MPa)提高，溫度向高溫(1500-1600℃)發(fā)展，氣化原料多樣化，固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展。1.1煤炭氣化技術(shù)煤炭氣化是在適宜的條件下將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體燃(原)料的技術(shù)，旨在生產(chǎn)民用、工業(yè)用燃料氣和合成氣，并使煤中的硫、灰分等在氣化過程中或之后得到脫除，使污染物排放得到控制。煤炭氣化近年來在國外得到較大發(fā)展，目的是為煤的液化、煤氣化聯(lián)合循環(huán)及多聯(lián)產(chǎn)提供理想的氣源，擴(kuò)大氣化煤種，提高處理能力和轉(zhuǎn)換效率，減少污染物排放。在100多年的研究開發(fā)于商業(yè)化應(yīng)用中，相繼開發(fā)出多種氣化技術(shù)和工藝，按技術(shù)特點(diǎn)可粗略地劃分為固定床、流化床和氣流床氣化技術(shù)。1.1.11.1.1.1固定床間歇式氣化爐(UGI)。以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，在常壓下生產(chǎn)合成原料氣或燃料氣。該技術(shù)目前已屬落后的技術(shù)，氣化率低，原料單一、能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著能源政策和對環(huán)境要求的提高，該技術(shù)正在逐步被新的煤氣化技術(shù)所取代。1.1.1.2魯奇氣化爐。20世紀(jì)30年代德國魯奇公司開發(fā)成功了固定床連續(xù)塊煤氣化技術(shù)，氣化爐壓力(2.5-4.0)MPa，氣化反應(yīng)溫度(800-900)℃，固態(tài)排渣，生產(chǎn)的煤氣中除含CO和H2外，含CH4高達(dá)10％-12％，可作為城市煤氣、人工天然氣、合成氣使用。工藝缺點(diǎn)：氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修費(fèi)用大；入爐煤必須是塊煤；原料受限制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復(fù)雜、流程長、設(shè)備多、爐渣含碳5％。1.1.2流化床氣化爐1.1.2.1循環(huán)流化床氣化爐。恩德循環(huán)流化床氣化爐可氣化各種煤，水蒸氣和氧氣或空氣作氣化劑，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)95％，爐底排灰中含碳2％-3％。該氣化爐常壓操作，煤氣成份CO+H2>75％，CH4含量2.5％左右，C021.5％。低于德士古爐和魯奇MK型爐煤氣中C02含量，有利于合成氨的生產(chǎn)。1.1.2.2灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)。灰熔聚煤氣化技術(shù)以小于6mm粒徑的干粉煤為原料，用空氣或富氧、水蒸氣作氣化劑，反應(yīng)溫度為1050-1100℃，未反應(yīng)物經(jīng)兩級旋風(fēng)分離器回收，一級返回爐內(nèi)，提高了碳轉(zhuǎn)化率。粗煤氣中幾乎不含焦油、酚等有害物質(zhì)，易凈化，這是中國自行開發(fā)成功的先進(jìn)的煤氣化技術(shù)。該技術(shù)可用于生產(chǎn)燃料氣、合成氣和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，特別用于中小氮肥廠替代間歇式固定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產(chǎn)合成氨原料氣，可以使合成氨成本降低15％-20％，在解決一些關(guān)鍵技術(shù)問題后具有廣闊的發(fā)展前景。1.1.3氣流床氣化爐。1.1.3.1德士古(Texaco)氣化爐。Texaco水煤漿氣化爐雷同于其開發(fā)的渣油氣化爐，目前Texaco最大的商業(yè)裝置是Tampa電站，單爐日處理煤2000t，氣化壓力為2.8MPa，氧純度為95％，煤漿濃度68％，冷煤氣效率76％，凈功率250MW。輻射鍋爐直徑5.18m，高30.5m，重900t。Texaco水煤漿氣化工藝是將煤加水磨成濃度為60-65％的水煤漿，用純氧作氣化劑，氣化壓力為3.0-8.5MPa，氣化溫度1400℃，液態(tài)排渣，煤氣成份CO+H2為80％左右，不含焦油、酚等有機(jī)物質(zhì)，對環(huán)境無污染，碳轉(zhuǎn)化率96-99％，氣化強(qiáng)度大，爐子結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，而且煤適應(yīng)范圍較寬。主要優(yōu)點(diǎn)：水煤漿制備輸送、計量控制簡單、安全、可靠；設(shè)備國產(chǎn)化率高，投資省。主要缺點(diǎn)：褐煤的制漿濃度約59％-61％；煙煤的制漿濃度為65％；因汽化煤漿中的水量要耗去入爐煤的8％，比干煤粉為原料氧耗高12％-20％，所以效率比較低。1.1.3.2Shell氣化爐。Shell氣化爐與Texaco氣化爐技術(shù)經(jīng)歷相似，在渣油氣化基礎(chǔ)上開發(fā)成功。原料粉煤由N2或CO2攜帶，固相輸送進(jìn)入噴嘴。95％的氧與蒸汽也由噴嘴進(jìn)入，反應(yīng)壓力為3.3-6.0MPa。氣化溫度為1500-1700'℃，冷煤氣效率為79％-81％；原料煤熱值的13％通過鍋爐轉(zhuǎn)化為蒸汽；6％由設(shè)備和出冷卻器的煤氣顯熱損失于大氣和冷卻水。煤氣攜帶煤灰總量的20％-30％沿氣化爐軸線向上運(yùn)動，在接近爐頂處通人循環(huán)煤氣激冷，激冷煤氣量約占生成煤氣量的60％-70％，降溫至900℃，熔渣凝固，出氣化爐，沿斜管道向上進(jìn)人管式余熱鍋爐。煤灰總量的70％-80％以熔態(tài)流入氣化爐底部，激冷凝固，爐底排出。主要優(yōu)點(diǎn)：采用干煤粉進(jìn)料，氧耗比水煤漿低15％，使空分裝置規(guī)模縮小，投資降低；碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99%，煤耗比水煤漿低8％；調(diào)節(jié)負(fù)荷方便，關(guān)閉一對噴嘴，符合則降低50％；爐襯為水冷壁，無耐火磚襯里，據(jù)稱其壽命為20年；且每臺氣化爐設(shè)有4-6個噴嘴，噴嘴壽命為1年，因此氣化爐檢修周期較長；氣化過程無廢氣排放，系統(tǒng)排出的融渣含碳低，可用于水泥等建筑材料。主要缺點(diǎn)：設(shè)備投資大于水煤漿氣化技術(shù)；氣化爐及廢鍋爐結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，加工難度加大?？傊?，從加壓、大容量、煤種兼容性大等方面看，氣流床煤氣化技術(shù)代表著氣化技術(shù)的發(fā)展方向，水煤漿和干煤粉進(jìn)料狀態(tài)各有利弊。1.1.3.3GSP煤氣化技術(shù)具有一些技術(shù)上的優(yōu)勢，GSP氣化技術(shù)在煤粉制備、氣化部分、黑水處理與Shell基本一樣，不同之處是廢熱回收利用、除塵系統(tǒng)完全不一樣。GSP高溫煤氣采用冷激流程和德士古相似。冷激溫度下的煤氣所含蒸汽滿足粗煤氣變換所需水蒸氣。所以投資省，同規(guī)模氣化裝置若用于制合成氣，Shell粉煤氣化投資比GSP氣化高60%，每Nm3煤氣成本高15%左右。所以GSP適合制合成氣。1.1.3.4TRIGTM氣化爐是基于KBR應(yīng)用于煉油領(lǐng)域的流化床催化裂化技術(shù)開發(fā)而來的，與傳統(tǒng)的流化床技術(shù)相比，TRIGTM氣化爐的循環(huán)率更高，速度更快，上升管密度更大，因而其產(chǎn)量更高。TRIGTM氣化爐設(shè)計簡單，沒有內(nèi)件、移動件和氧氣燃燒爐。TRIGTM氣化爐具有如下特點(diǎn):采用循環(huán)流化床，固體物質(zhì)循環(huán)率高；特別適于采用煤階低、灰份高的煤；操作壓力為30-40巴，操作溫度約為900～1050℃；無內(nèi)件或膨脹節(jié)，無氧氣燒嘴，無易損部件；合成氣純度高，不含焦油或固體雜質(zhì)，適于生產(chǎn)化工產(chǎn)品和燃料。TRIGTM氣化爐單臺設(shè)備處理能力大，每天可以處理4000噸煤，合成氣有效成分高，由于采用間接冷卻，不產(chǎn)生廢水。1.2煤炭液化技術(shù)煤炭液化分為間接液化和直接液化。煤間接液化是將煤首先經(jīng)過氣化制得合成氣(CO+H2)，合成氣再經(jīng)催化合成(F-T合成等)轉(zhuǎn)化成有機(jī)烴類。煤間接液化的煤種適應(yīng)性廣，并且間接液化過程的操作條件溫和，典型的煤間接液化的合成過程在250℃、15～40個大氣壓下操作。此外，有關(guān)合成技術(shù)還可以用于天然氣以及其他含碳有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，合成產(chǎn)品的質(zhì)量高，污染小。煤間接液化合成油技術(shù)在國外已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。南非基于本國豐富的煤炭資源優(yōu)勢，建成了年耗煤近4200萬噸、生產(chǎn)合成油品約500萬噸和200萬噸化學(xué)品的合成油廠。在技術(shù)方面，南非SASOL公司經(jīng)歷了固定床技術(shù)(1950～1980)、循環(huán)流化床(1970～1990)、固定流化床(1990～)、漿態(tài)床(1993～)4個階段。直接液化是煤直接通過高壓加氫獲得液體燃料。1913年，德國柏吉烏斯首先研究了煤的高壓加氫，并獲得世界上第一個煤炭液化專利。到1944年，德國煤炭直接液化工廠的油品生產(chǎn)能力已達(dá)到423萬噸/年，為第二次世界大戰(zhàn)中的德國提供了2/3的航空燃料和50%的汽車、裝甲車用油。20世紀(jì)50年代起中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)大量廉價石油，使煤炭直接液化暫時失去了競爭能力，70年代的世界石油危機(jī)又使煤炭液化技術(shù)開始活躍。世界上有代表性的煤直接液化工藝是德國的新液化(IGOR)工藝，美國的HTI工藝和日本的NEDOL工藝。這些新液化工藝的共同特點(diǎn)是煤炭液化的反應(yīng)條件比老液化工藝大為緩和，生產(chǎn)成本有所降低，中間放大試驗(yàn)已經(jīng)完成。目前還未出現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)廠，主要原因是約為25美元/桶的生產(chǎn)成本仍競爭不過廉價石油。今后的發(fā)展趨勢是通過開發(fā)活性更高的催化劑和對煤進(jìn)行頂處理以降低煤的灰分和惰性組分，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。1.3整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)IGCC發(fā)電技術(shù)通過將煤氣化生成燃料氣，驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，其尾氣通過佘熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電，構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，具有效率高、污染物和CO2排放低的優(yōu)勢。但其系統(tǒng)復(fù)雜、投資高。IGCC需要與電能、熱能、城市煤氣以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)相結(jié)合，構(gòu)成以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)后，才能使不利因素轉(zhuǎn)化為有利條件。IGCC技術(shù)已走過了概念驗(yàn)證和技術(shù)示范運(yùn)行階段，目前已進(jìn)人250～300MW大容量機(jī)組的商業(yè)示范階段。世界上主要的煤氣化工藝和燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)均進(jìn)行了示范，煤氣化、油氣化和煤油混合氣化及多種燃料供給方式都有示范經(jīng)驗(yàn)。目前，我國及韓國、曰本、美國、德國、意大利、印度、蘇格蘭、法國、捷克、新加坡等國家正在籌建以煤或渣油(或垃圾)氣化的IGCC電站達(dá)十幾座，容量從60～550MW不等。2國際煤化工產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)展情況煤化工是以煤炭為主要原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的行業(yè)，根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同，可以分為煤焦化、煤氣化和煤液化三條產(chǎn)品鏈。其中煤焦化及其下游電石PVC、煤氣化中的合成氨等都屬于傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域，而煤氣化制醇醚燃料、甲醇制烯烴（MTO/MTP）、煤液化則是現(xiàn)代新型煤化工領(lǐng)域。從全球煤化工發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)國際煤氣化技術(shù)委員會年會統(tǒng)計，目前全球大約有117家大型煤化工企業(yè)，現(xiàn)代氣化爐385座，總生產(chǎn)能力達(dá)到45000兆瓦，地區(qū)分布是東亞和澳洲占22％，非洲和中東占34％，歐洲占28％，北美占15％。從產(chǎn)品類型上來看，37%是各類化工產(chǎn)品、36%是間接合成油、19%用于發(fā)電。全球以煤氣化為核心的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能年均增長5%，略高于化工行業(yè)平均3.6%的水平。隨著高油價時代的來臨，以大型煤氣化為龍頭的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，因?yàn)楝F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了新型的能源、化工一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，這一新模式可以減少對原油資源的高度依賴，并能有效解決交通、火電等重要能源行業(yè)的污染和排放問題。2.1大型煤氣化成為煤炭利用的技術(shù)熱點(diǎn)煤的氣化是現(xiàn)代煤化工的核心。鑒于現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)范疇的潔凈煤發(fā)電、醇醚燃料、碳一化學(xué)品等的基礎(chǔ)都是煤氣化，因此以大型煤氣化為龍頭的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，其現(xiàn)代煤化工和煤化工能源一體化的產(chǎn)業(yè)模式，對減少國際油價持續(xù)高漲的負(fù)面影響和減少交通、火電等重要用能行業(yè)的污染氣體排放將產(chǎn)生重要作用。煤炭潔凈氣化技術(shù)的開發(fā)正朝大型化、清潔化的方向發(fā)展，以改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高脫硫、除塵及凈化效率為目標(biāo)。2.2車用替代燃料成為煤基替代能源產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)現(xiàn)代煤化工發(fā)展的一個重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是開發(fā)車用替代燃料，包括煤液化制油和煤氣化生產(chǎn)甲醇、二甲醚等新型車用燃料。煤的液化由于投資巨大、環(huán)境成本高、大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用尚需技術(shù)突破等原因，目前在多數(shù)國家主要作為戰(zhàn)略儲備技術(shù)開發(fā)，鮮有大規(guī)模商用。而醇醚燃料則是較理想的車用替代燃料，環(huán)保性好，經(jīng)濟(jì)性高。甲醇摻燒在汽油里的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性好，動力性好，易降解等，但缺點(diǎn)是對人體的毒性和汽車的腐蝕性等問題尚有疑慮。目前我國有關(guān)部門正在針對甲醇汽油對人體的毒性問題進(jìn)行解決，行業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為目前已有可行的解決辦法，對于M85等高比例甲醇汽油來說需要改動汽車發(fā)動機(jī)，而M15甲醇汽油可不改造或稍加改造直接使用，有關(guān)部分汽車制造商認(rèn)為還需要在不同型號發(fā)動機(jī)上經(jīng)過規(guī)范的長周期評價，得到進(jìn)一步驗(yàn)證。我國還研制了純甲醇（M100）汽車，M100甲醇汽車排放低，主要的技術(shù)難點(diǎn)正在得到比較全面的解決。同時現(xiàn)有M100甲醇汽車的燃料消耗約1.6升甲醇可以替代1升汽油，按當(dāng)前山西甲醇加注價格2.70元／升相比，甲醇燃料費(fèi)可比汽油節(jié)省近30%，經(jīng)濟(jì)性非常突出。二甲醚則具有十六烷值高的特點(diǎn)，非常適用于壓燃式發(fā)動機(jī)，因此是替代柴油的較好選擇。從長期看，由低比例甲醇直接摻燒汽油或開發(fā)各種排量甲醇發(fā)動機(jī)替代汽、柴油，以及由二甲醚替代柴油，都是可行的方案。2008年9月23日，全國醇醚燃料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立，它標(biāo)志著醇醚燃料標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，也為我國新型替代能源——醇醚燃料國家標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺提供了組織保障，為全國醇醚燃料發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)，我國醇醚燃料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快。2.3碳一化學(xué)品及其衍生物行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁當(dāng)下，立足于資源豐富的煤為原料的碳一化工，已成為替代石油合成路線生產(chǎn)基本有機(jī)化工原料、液體燃料以及其他重要化學(xué)品和新型材料的最重要、最有發(fā)展前景的途徑，世界碳一化工正進(jìn)入快速發(fā)展的新階段。發(fā)展碳一化工對實(shí)現(xiàn)化工原料和能源多樣化、緩解石油資源短缺、保護(hù)環(huán)境都具有重要意義。碳一化工已經(jīng)成為當(dāng)今世界化學(xué)工業(yè)中發(fā)展最快、最有活力的行業(yè)之一。碳一化工的產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大、生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新、應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。在強(qiáng)勁的市場需求刺激下，許多碳一化工產(chǎn)品，如甲醇、醋酸、二甲醚、醋酐、甲醛、聚甲醛、丁辛醇等等，生產(chǎn)能力大幅度增加，目前世界甲醇產(chǎn)能將達(dá)到約6400萬噸，2015年達(dá)到約7200萬噸。隨著科技創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)的突破，碳一化工品衍生物也加快發(fā)展，近幾年，國內(nèi)外通過科技創(chuàng)新，相繼開發(fā)成功甲醇制烯烴（MTO）、甲醇制丙烯(MTP)、合成氣一步法合成二甲醚、甲醇羰基合成醋酸技術(shù)、醋酸甲酯羰基化制醋酐、合成氣合成乙二醇、甲醇制汽油、二氧化碳聚合成全降解塑料新技術(shù)等一批新技術(shù)新工藝，從而大大拓寬了碳一化工應(yīng)用新領(lǐng)域，推動碳一化工取得突破性進(jìn)展。目前合成氣制烯烴已成為煤化工新的研究方向之一，一些研究結(jié)果已顯示出誘人的工業(yè)化前景，但由于還有一些在轉(zhuǎn)化過程中的核心問題有待解決，因此該項(xiàng)研究距離實(shí)際工業(yè)化尚有一定距離。在天然氣和煤炭資源產(chǎn)地，發(fā)展碳一化工，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，形成上下游一體化產(chǎn)業(yè)鏈，是當(dāng)前碳一化工發(fā)展的重要特征，也是今后發(fā)展的趨勢。同時，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展要求采用碳一化工新工藝，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)清潔化、環(huán)保化、綠色化，是碳一化工發(fā)展的重要方向，對節(jié)能減排具有重要意義。2.4煤基多聯(lián)產(chǎn)成為煤炭綜合利用的重要方式多聯(lián)產(chǎn)是新型煤化工的一種發(fā)展趨勢。所謂多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就是指多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過優(yōu)化耦合集成在一起，以同時獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品(包括脂肪烴和芳香烴)和多種潔凈的二次能源(氣體燃料、液體燃料、電等)為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。煤的多聯(lián)產(chǎn)是一個經(jīng)過優(yōu)化組合的產(chǎn)品網(wǎng)。是以煤氣化技術(shù)為“龍頭”，組合了多種生產(chǎn)工藝來進(jìn)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F－T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(jìn)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)。其中，煤電化技術(shù)整合成為煤基多聯(lián)產(chǎn)的新趨勢，在原煤、化兩位一體的基礎(chǔ)上，將發(fā)電列入，實(shí)現(xiàn)煤電化三位一體的發(fā)展模式，即IGCC模式。它由煤炭氣化和凈化及燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電兩部分組成。煤氣化后，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫化氫和粉塵，將固體燃料轉(zhuǎn)化成清潔的氣體燃料，供燃?xì)廨啓C(jī)燃用。其排氣經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽可再驅(qū)動再熱式汽輪機(jī)，大大地提高了燃料中能量的轉(zhuǎn)換效率。IGCC和煤化工結(jié)合成多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，能同時生產(chǎn)電、熱、燃料氣和化工產(chǎn)品，便于與生產(chǎn)甲醇、醋酸、氨、尿素等化工過程結(jié)合，使煤得以充分利用，大大地降低了生產(chǎn)成本。歐美已經(jīng)相繼建成了多座300MW的一體化電站。美國已建成煤氣化能力900t／d、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐組成，出力可達(dá)100MW。目前IGCC的首要問題仍然是煤氣化技術(shù)的突破，而各種爐型的繼續(xù)開發(fā)與強(qiáng)化、多煤種的適應(yīng)性、設(shè)備大型化、降低污染程度，也是煤電化整合系統(tǒng)未來發(fā)展的關(guān)鍵。多聯(lián)產(chǎn)的近期目標(biāo)是基于目前工業(yè)成熟的單元工藝，實(shí)現(xiàn)包括煤氣化、燃?xì)廨啓C(jī)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(yuǎn)期目標(biāo)是通過進(jìn)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(shí)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)電為最終日標(biāo)，實(shí)現(xiàn)煤炭利用的近零排放。2.5南非煤化工發(fā)展情況南非是世界上煤化工發(fā)展最具代表性的國家，掌握著成熟的煤化工技術(shù)并進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。南非開發(fā)煤炭間接液化歷史悠久，早在1927年當(dāng)局注意到依賴進(jìn)口液體燃料的嚴(yán)重性，基于本國有豐富的煤炭資源，開始尋找煤基合成液體燃料的途徑，1939年首先購買了德國FT合成技術(shù)在南非的使用權(quán)，在20世紀(jì)50年代初，成立了薩索爾公司，開始采用煤間接液化技術(shù)建設(shè)了大型化的工業(yè)生產(chǎn)裝置。經(jīng)過70多年的發(fā)展，南非煤炭液化技術(shù)已日臻成熟，并擁有兩種“煤制油”技術(shù)，由煤炭液化技術(shù)而引伸出來的產(chǎn)品已遍布整個化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。目前，南非不僅可以從煤炭中生產(chǎn)汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且還可以產(chǎn)出出航空燃油和潤滑油等高品質(zhì)石油制品。所有這些制品全部都能大規(guī)模生產(chǎn)。薩索爾公司是目前世界上擁有煤炭液化工廠的公司之一，擁有目前國外商業(yè)化的煤間接液化典型技術(shù)——F-T合成技術(shù)。目前，該公司的3個液化廠，年耗煤4590萬t，主要產(chǎn)品為汽油、柴油、蠟、燃?xì)?、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮?13種，總產(chǎn)量達(dá)760萬t，其中油品占60%左右，保證了南非28%的汽油、柴油供給量。公司擁有的SAS固定流化床反應(yīng)器是迄今為止最大的F-T合成反應(yīng)器，直徑10.7m，高28m，單臺生產(chǎn)能力達(dá)到2500t／天。南非在煤炭間接液化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的同時，不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步，形成目前世界最大的煤轉(zhuǎn)化工廠。這對于發(fā)展煤化工的國家無論從技術(shù)路線還是產(chǎn)業(yè)運(yùn)營方面都是有益的借鑒和參考。目前，著力發(fā)展煤化工行業(yè)的中國正在逐漸加強(qiáng)與南非在此領(lǐng)域的合作。國內(nèi)神華寧煤集團(tuán)與南非SASOL公司已正式簽署了《合作諒解備忘錄》，內(nèi)容包括合作方式、間接液化項(xiàng)目的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)路線選擇、風(fēng)險評估、產(chǎn)品的市場分析及營銷以及三方合作的組織機(jī)構(gòu)等。這標(biāo)志著利用SASOL公司專有技術(shù)在中國建設(shè)煤炭間接液化項(xiàng)目的合作進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。國內(nèi)神華集團(tuán)和寧夏煤業(yè)集團(tuán)兩家企業(yè)和薩索爾公司進(jìn)行了技術(shù)和商務(wù)談判，計劃引進(jìn)其成熟的煤間接液化合成技術(shù)，雙方合作正處于實(shí)質(zhì)性談判階段。最近，神華與南非SASOL公司已就榆林、銀川兩個煤制油項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究。2.6美國煤化工發(fā)展情況美國在煤化工方面的成就主要體現(xiàn)在潔凈煤技術(shù)方面。早在1986年美國科學(xué)家就提出了一個完整的潔凈煤技術(shù)框架。在這個框架范圍內(nèi)擬定了一系列潔凈煤技術(shù)的研究課題。美國把這個潔凈煤技術(shù)框架取名為“潔凈煤技術(shù)示范計劃”（簡稱CCTP），主要包含以下幾方面：①潔凈的煤氣化燃煤發(fā)電技術(shù)；②煤氣化、煤液化轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈舻臍怏w、液體能源；③開發(fā)燃煤利用過程中排放的有害氣體的環(huán)保設(shè)備；④控制工業(yè)企業(yè)在煤炭利用過程中排放的有害氣體、粉塵、煙氣回收技術(shù)等。煤化工技術(shù)研發(fā)方面，美國SGI公司于上世紀(jì)80年代末開發(fā)出了一種新的煤炭液化技術(shù)，即LFC（煤提油）技術(shù)。該技術(shù)是利用低溫干餾技術(shù)，從次煙煤或褐煤等非煉焦煤中提取固態(tài)的高品質(zhì)潔凈煤和液態(tài)可燃油。SGI公司于1992年建成了一座日處理能力為1000t的次煙煤商業(yè)示范廠。此外，美國公司研發(fā)的HTI技術(shù)和STG技術(shù)都是世界上有代表性的煤液化工藝技術(shù)。其共有特點(diǎn)是，煤炭液化的反應(yīng)條件與老液化工藝相比，大大緩和，降低了生產(chǎn)成本，但目前均尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。2.7日本煤化工發(fā)展情況日本是一個能源資源貧乏的國家，能源需求的80%以上依賴進(jìn)口。為了擺脫對進(jìn)口能源的依賴，日本的能源政策強(qiáng)調(diào)新能源和可再生能源的開發(fā)。近年來開始較大幅度的增加煤炭的消費(fèi)量，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)成為熱點(diǎn)。正在開發(fā)的項(xiàng)目包括（1）提高煤炭利用效率的技術(shù)。（2）脫硫、脫氮技術(shù)，如先進(jìn)的煤炭洗選技術(shù)，氧燃燒技術(shù)，先進(jìn)的廢煙處理技術(shù)，先進(jìn)的焦炭生產(chǎn)技術(shù)等。（3）煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)，如煤炭直接液化，加氫氣化，煤氣化聯(lián)合燃料電池和煤的熱解等。（4）粉煤灰的有效利用技術(shù)。日本于1993年提出了“新陽光計劃”。近些年，由于國際石油價格波動較大，而國際煤炭價格卻相對穩(wěn)定，因此日本又將燃煤火力發(fā)電作為發(fā)展重點(diǎn)。日本通產(chǎn)省于2000年公布了“21世紀(jì)煤炭計劃”，該計劃提出在2030年前分3個階段研究開發(fā)潔凈煤技術(shù)，其主要項(xiàng)目有：先進(jìn)發(fā)電、高效燃燒、脫硫脫氮和降低煙塵、利用煤氣的燃料電池、煤炭制造二甲醚和甲醇、水煤漿、煤炭液化和煤炭氣化等。受一系列能源政策推動，日本國內(nèi)研究煤化工的科研機(jī)構(gòu)眾多。2.8歐盟煤化工發(fā)展情況歐盟在煤化工方面研究富有建樹的國家主要有德國、荷蘭、丹麥等。德國是世界上最早從事煤化工科學(xué)研究的國家。上世紀(jì)20年代德國就開始了煤的間接液化技術(shù)研究，并于1936年在世界上首先建成工業(yè)規(guī)模的合成油廠。目前，德國的新液化（IGOR）工藝是世界上具有代表性的煤直接液化工藝技術(shù)。其特點(diǎn)是，煤炭液化的反應(yīng)條件與老液化工藝相比，大大緩和，降低了生產(chǎn)成本，但現(xiàn)今還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)（在馬來西亞建廠）、Mobil公司的MTG合成技術(shù)（在新西蘭建廠）等都是已商業(yè)化的間接液化技術(shù)，但均以天然氣為原料。此外，丹麥Topsoe公司研發(fā)的Tigas技術(shù)也是一種先進(jìn)的但未商業(yè)化的煤液化合成技術(shù)。荷蘭殼牌公司的煤氣化研究技術(shù)目前是世界上比較知名的技術(shù)。為了減少溫室氣體的排放，歐盟各國非常重視燃燒技術(shù)的研究。制定的“兆卡計劃”，旨在促進(jìn)歐洲能源利用新技術(shù)的開發(fā)，減少對石油的依賴和煤炭利用造成的環(huán)境污染，確保經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。其主要目標(biāo)是減少CO2和其他溫室氣體排放，使燃煤發(fā)電更加潔凈；通過提高效率減少煤炭消費(fèi)。歐洲特別是德國在選煤、型煤加工、煤炭氣化和循環(huán)流化床燃燒技術(shù)、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煙氣脫硫技術(shù)等方面取得了很大進(jìn)步。此外，英國的“能源白皮書”也明確提出要把電廠的潔凈煤技術(shù)作為研究開發(fā)的重點(diǎn)。3國內(nèi)煤氣化技術(shù)應(yīng)用情況3.1多種煤氣化技術(shù)并存煤氣化產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)敲夯ぷ顝V泛的一條，從理論上講，任何有機(jī)化合物都可以通過合成氣合成或延伸。煤通過氣化成為合成氣后，合成氣可以用作民用、取暖、發(fā)電或化工生產(chǎn)，目前最主要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品是合成氨、甲醇、一氧化碳和氫氣。不同煤氣化技術(shù)主要有常壓和加壓兩種，加壓爐相對效率更高，按照現(xiàn)有加壓氣化爐型分類：加壓固定床氣化爐(如魯奇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，Destec，Shell，Prenflo）。這三類氣化爐各有特點(diǎn)，效率來講以殼牌（Shell）和GSP比較高，而產(chǎn)業(yè)化程度則以魯奇（Lurgi）、德士古（Texaco，目前已被GE收購）最為成熟。魯奇爐以弱粘結(jié)塊煤為原料，冷煤氣效率最高，但凈化系統(tǒng)復(fù)雜；德士古氣化爐需以低灰、低灰熔點(diǎn)煤為原料，高溫操作，雖氣化強(qiáng)度和氣體品質(zhì)較高，但氧耗高、設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用高；高溫溫克勒爐（Winkler/HTW）操作溫度相對較低，尚只適用于年青煙煤或褐煤。GSP和Shell爐對煤質(zhì)要求相對要寬。我國是世界上煤氣化技術(shù)應(yīng)用最多的國家，煤氣化在我國的應(yīng)用已有一百多年的歷史。目前全國有近萬臺氣化爐在運(yùn)行，其中90%中小企業(yè)采用的氣化技術(shù)是常壓水煤氣發(fā)生爐，其它氣化技術(shù)還有固定床Lurgi爐、濕法進(jìn)料氣流床Texaco爐和干法進(jìn)料氣流床Shell爐。通過引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，固定床、流化床和氣流床煤炭氣化技術(shù)均已得到應(yīng)用，相繼引進(jìn)和簽約了20余套大型Lurgi、Texaco和Shell氣化裝置，目前新建項(xiàng)目已很少采用固定床氣化裝置。我國目前采用煤氣化技術(shù)大都用來生產(chǎn)化工合成氣和城市煤氣、近年來有用于多聯(lián)產(chǎn)的規(guī)劃。3.2煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)多聯(lián)產(chǎn)是新型煤化工的一種發(fā)展趨勢。所謂多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就是指多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過優(yōu)化耦合集成在一起，以同時獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品(包括脂肪烴和芳香烴)和多種潔凈的二次能源(氣體燃料、液體燃料、電等)為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。多聯(lián)產(chǎn)與單產(chǎn)相比，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源價值的梯級利用，達(dá)到了煤炭資源價值利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，滿足了煤炭資源利用的環(huán)境最友好。3.3山西天脊煤化工集團(tuán)有限公司煤氣化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展天脊集團(tuán)作為我國第一套引進(jìn)技術(shù)和裝備建設(shè)的煤化工企業(yè)，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求和山西建設(shè)國家新型能源和工業(yè)基地的總體部署，積極消化吸收和提升國外先進(jìn)煤化工技術(shù)，成為國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新成功的典范。率先解決了魯奇氣化煤氣水處理難題，熟練掌握了適應(yīng)山西煤種的大型煤氣化技術(shù)集成，并使大型魯奇煤氣化技術(shù)全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。在煤化工技術(shù)方面形成了自己的知識產(chǎn)權(quán)和自有技術(shù)，在國內(nèi)乃至國際都處于領(lǐng)先地位。企業(yè)自行研發(fā)的《大型魯奇煤制氨工藝技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用研究》成果，榮獲國家科技進(jìn)步二等獎。對于山西“三高”(高硫、高灰份、高灰熔點(diǎn))煤，選擇國內(nèi)外煤氣化技術(shù)時限制條件多。天脊集團(tuán)多年來致力于非熔渣煤氣化技術(shù)的研究和應(yīng)用，對煤氣化技術(shù)的認(rèn)識和掌握在國內(nèi)處于先進(jìn)水平，并率先與美國KBR公司合作，在中國工業(yè)化循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)，該技術(shù)在利用低階煤氣化方面有獨(dú)特優(yōu)勢，如果與魯奇技術(shù)相結(jié)合，其優(yōu)勢更加明顯。與魯奇煤氣化技術(shù)一樣，都是適合山西煤種的氣化技術(shù)。4國內(nèi)煤化工產(chǎn)品開發(fā)及項(xiàng)目建設(shè)情況4.1國內(nèi)煤化工產(chǎn)品開發(fā)和建設(shè)我國在煤化工領(lǐng)域重點(diǎn)進(jìn)行工程示范項(xiàng)目建設(shè)，主要包括煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制油和煤制天然氣工程等。國家發(fā)改委要求，各示范工程在建設(shè)過程中，要對煤炭和水資源、目標(biāo)市場、環(huán)境容量、工藝裝備、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、“三廢”利用等相關(guān)情況進(jìn)行全面、深入地論證，并引進(jìn)先進(jìn)的管理方法，確保項(xiàng)目建設(shè)的科學(xué)性和合理性。煤制烯烴方面，建設(shè)年產(chǎn)50萬噸的煤制烯烴示范工程，以加快具有自主知識產(chǎn)權(quán)的甲醇制烯烴技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。目前，上述工程已進(jìn)入前期準(zhǔn)備或?qū)嵤╇A段。煤制油方面，開展技術(shù)研發(fā)、工程放大和產(chǎn)業(yè)化示范工作，建設(shè)年產(chǎn)100萬噸的直接液化示范項(xiàng)目；同時，采用中科院山西煤化所的技術(shù)建設(shè)兩個年產(chǎn)16萬噸間接液化工業(yè)化放大工程示范項(xiàng)目。4.2煤制甲醇項(xiàng)目目前在建和擬建的30萬噸以上的甲醇項(xiàng)目多達(dá)37個，算上30萬噸以下的甲醇項(xiàng)目，在建和擬建的產(chǎn)能總計達(dá)到3679萬噸，其中，2008年投產(chǎn)的產(chǎn)能為295萬噸，2009年投產(chǎn)的產(chǎn)能為1550萬噸，2010年投產(chǎn)的產(chǎn)能為1454萬噸。2011年投產(chǎn)的產(chǎn)能為380萬噸。4.3煤制二甲醚項(xiàng)目目前在建和擬建的二甲醚項(xiàng)目總產(chǎn)能達(dá)到1664.8萬噸，其中2008年投產(chǎn)的產(chǎn)能為161.8萬噸，2009年投產(chǎn)的產(chǎn)能為683萬噸，2010年投產(chǎn)的產(chǎn)能為820萬噸。在目前所有在建和擬建二甲醚項(xiàng)目中，產(chǎn)能在100萬噸以上（含100萬噸）的項(xiàng)目有7個，涉及產(chǎn)能1120萬噸；產(chǎn)能在30萬噸-100萬噸之間（含30萬噸）的項(xiàng)目有8個，涉及產(chǎn)能334萬噸；產(chǎn)能在10萬噸-30萬噸之間（含10萬噸）的項(xiàng)目有16個，涉及產(chǎn)能220萬噸；產(chǎn)能在10萬噸以下的項(xiàng)目有4個，涉及產(chǎn)能20.8萬噸。分析不難發(fā)現(xiàn)，目前二甲醚項(xiàng)目正在朝著大型化、規(guī)模化的方向發(fā)展。目前在建的甲醇、二甲醚項(xiàng)目有一個明顯的特點(diǎn)，那就是相當(dāng)一部分甲醇產(chǎn)能是為生產(chǎn)二甲醚而配套建設(shè)的，由于二甲醚的民用已經(jīng)廣泛展開，未來將會有廣闊的市場空間，甲醇生產(chǎn)二甲醚將會降低項(xiàng)目未來面臨的市場風(fēng)險。按生產(chǎn)1噸二甲醚需要消耗1.4噸甲醇計算，2008-2009年每年新增二甲醚產(chǎn)能將會消耗大部分當(dāng)年新增的甲醇產(chǎn)能，大大降低甲醇產(chǎn)能過剩的風(fēng)險。除去二甲醚消耗之外，未來三年，每年新增產(chǎn)能預(yù)計分別為69萬噸、594萬噸、306萬噸。由于甲醇制烯烴近幾年發(fā)展也較快，因此未來甲醇產(chǎn)能過剩風(fēng)險較小。4.4煤制合成氨項(xiàng)目2007年新建、擬建和改擴(kuò)建的合成氨項(xiàng)目產(chǎn)能合計達(dá)到917萬噸，其中2008年投產(chǎn)450萬噸，2009年投產(chǎn)467萬。這些合成氨項(xiàng)目大多是煤制合成氨項(xiàng)目。4.5煤制天然氣和煤制烯烴4.5.1煤制天然氣項(xiàng)目我國規(guī)劃建設(shè)的煤制天然氣項(xiàng)目中，進(jìn)度最快的當(dāng)屬大唐集團(tuán)，最多的也是大唐集團(tuán)。上市公司大唐發(fā)電已經(jīng)在內(nèi)蒙赤峰市克什克騰旗開工建設(shè)年產(chǎn)40億立方米的煤制天然氣項(xiàng)目，總投資257億元。此外，其在遼寧阜新還規(guī)劃了年產(chǎn)40億立方米的項(xiàng)目。民營企業(yè)內(nèi)蒙匯能在內(nèi)蒙鄂爾多斯擬建年產(chǎn)16億立方米的煤制天然氣；神華集團(tuán)擬在鄂爾多斯、寧夏分別建20億立方米煤制天然氣和40億立方米煤制天然氣，兩項(xiàng)目均處可研階段；中電投擬在新疆伊犁建兩個煤制天然氣項(xiàng)目，規(guī)模分別為60億立方米和3*20億方米方；中海油則計劃在內(nèi)蒙和山西大同建兩個規(guī)模分別為80億立方米及40億立方米的煤制天然氣項(xiàng)目。4.5.2煤制烯烴項(xiàng)目神華寧煤集團(tuán)寧夏寧東煤制丙烯項(xiàng)目于2005年底開工，總投資約195億元，每年用煤量約526萬噸，每年中間產(chǎn)品甲醇167萬噸，設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)52萬噸聚丙烯，同時每年副產(chǎn)18.48萬噸汽油、4.12萬噸液態(tài)燃料、1.38萬噸硫磺。預(yù)計于2010年4月甲醇制丙烯裝置投料試車，2010年7月煤氣化裝置投料試車。大唐國際位于內(nèi)蒙古多倫縣的煤基丙烯項(xiàng)目于2005年9月開工建設(shè)，總投資180億元，該項(xiàng)目以內(nèi)蒙古錫林浩特市勝利煤田褐煤為原料，年產(chǎn)中間產(chǎn)品甲醇168萬噸，最終年產(chǎn)品聚丙烯46萬噸及副產(chǎn)精甲醇24萬噸，汽油12.95萬噸，LPG6.66萬噸。預(yù)計于2009年9月底完成調(diào)試工作，10月份試車生產(chǎn)甲醇。神華集團(tuán)內(nèi)蒙古包頭煤制烯烴項(xiàng)目位于包頭市九原區(qū)哈林格爾鎮(zhèn)新規(guī)劃的工業(yè)基地內(nèi)，是國家示范工程，2006年通過國家發(fā)改委核準(zhǔn)。