煤化工概述

內(nèi)容提綱煤化工基本概念及其特點1煤化工產(chǎn)品及其工藝流程2煤化工技術及其設備3國內(nèi)外煤化工發(fā)展現(xiàn)狀4煤化工政策及未來發(fā)展方向51煤化工基本概念簡單的說煤化工就是以煤為原料生產(chǎn)化學產(chǎn)品、能源產(chǎn)品的工業(yè)。換句話說煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學加工使煤轉(zhuǎn)化成氣體、液體、固體以及其它化學產(chǎn)品的過程。

煤化工基本概念

按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟度和發(fā)展歷程，煤化工可分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代新型煤化工兩大類。傳統(tǒng)煤化工主要包括煤焦化、合成氨等?，F(xiàn)代新型煤化工主要包括煤制油、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制天然氣、煤制乙二醇、煤制芳烴及IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)）發(fā)電等。煤化工特點傳統(tǒng)煤化工具有高能耗、高排放、高污染，產(chǎn)品技術含量低，附加值較低等特點。相對于傳統(tǒng)煤化工，新型煤化工具有清潔高效、投資大、技術密集、經(jīng)濟效益好等特點，是今后煤化工發(fā)展的主要方向。新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主，它與能源化工技術結合，可以形成煤炭—能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)，煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要發(fā)展方向，所以說煤化工行業(yè)的前景一片大好。2煤化工產(chǎn)品及其流程——煤化工產(chǎn)品概況圖煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤化工根據(jù)生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品的不同，主要分為煤焦化、煤氣化、煤液化以及煤電化四條產(chǎn)業(yè)鏈。我們的教材主要講了煤焦化、煤氣化和煤液化，下面按照這三條產(chǎn)業(yè)鏈來介紹一下各自對應的煤化工產(chǎn)品及其工藝流程。煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤氣化產(chǎn)品鏈煤氣化粗煤氣煤氣凈化合成氣甲醇烯烴醋酸二甲醚甲醛汽油芳烴費托合成液體燃料乙二醇天然氣煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤氣化流程示意圖（以德士古為例）煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤液化工藝流程煤的液化可以分為煤直接液化和煤間接液化兩種。所謂煤直接液化就是煤與氫氣在催化劑的作用下，通過加氫裂解而轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程。煤間接液化是煤經(jīng)過氣化制成合成氣，然后通過催化劑作用而合成烴類燃料、醇類燃料和其它化學產(chǎn)品的工藝過程。煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤直接液化流程示意及產(chǎn)品煤化工產(chǎn)品及其工藝流程煤間接液化流程示意及產(chǎn)品原料煤煤氣化粗煤氣煤氣凈化合成氣費托合成副產(chǎn)燃料氣汽油合成石蠟煤氣化3煤化工技術及其設備新型煤化工技術煤制甲醇技術煤制烯烴技術煤制油技術煤制二甲醚技術煤制芳烴技術煤制天然氣技術煤提質(zhì)技術煤制乙二醇技術…傳統(tǒng)煤化工技術煤焦化技術合成氨技術煤制電石技術…3煤化工技術及其設備煤化工的重頭戲——煤氣化技術煤氣化是指在一定的溫度和壓力下，用氣化劑對煤進行熱化學加工，將煤轉(zhuǎn)化成煤氣的過程。煤氣化技術是煤化工的核心，我國煤化工涉及的煤氣化技術多達20余種，主流煤氣化技術是第三代氣流床煤氣化技術，其中水煤漿加壓煤氣化技術以美國通用電氣的GE氣化爐（原美國德士古氣化爐）為代表，干煤粉煤氣化技術以荷蘭SHELL氣化爐和德國西門子GSP氣化技術為代表。國產(chǎn)煤氣化技術像四噴嘴、HT-L、清華爐、兩段爐均已實現(xiàn)工業(yè)化，并且都有不同數(shù)量的工業(yè)化業(yè)績。煤化工的重頭戲——煤氣化技術煤氣化的分類:煤氣化的分類方式有多種，如按照反應器形式分類，分為固定床氣化技術、流化床氣化技術以及氣流床煤氣化技術三大類；如按照進料方式分類分為水煤漿煤氣化和干粉煤氣化兩大類。3煤化工技術及其設備煤化工的重頭戲——煤氣化技術

固定床煤氣化技術：在氣化過程中，煤由氣化爐頂部加入，氣化劑由氣化爐底部加入，煤料與氣化劑逆流接觸，相對于氣體的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可視為固定不動，因此稱之為固定床氣化；而實際上，煤料在氣化過程中是以很慢的速度向下移動的，比較準確的稱其為移動床氣化。常見的固定床煤氣化技術有：魯奇加壓氣化技術以及碎煤/塊煤氣化等。3煤化工技術及其設備煤化工的重頭戲——煤氣化技術

流化床煤氣化技術：它是以粒度為0-10mm的小顆粒煤為氣化原料，在氣化爐內(nèi)使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，煤粒在沸騰狀態(tài)進行氣化反應，從而使得煤料層內(nèi)溫度均一，易于控制，提高了氣化效率。3煤化工技術及其設備煤化工的重頭戲——煤氣化技術

氣流床煤氣化技術：它是一種并流氣化，用氣化劑將粒度為100um以下的煤粉帶入氣化爐內(nèi)，也可將煤粉先制成水煤漿，然后用泵打入氣化爐內(nèi)。煤料在高于其灰熔點的溫度下與氣化劑發(fā)生燃燒反應和氣化反應，灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。3煤化工技術及其設備3煤化工技術及其設備煤化工的重頭戲——煤氣化技術

氣流床煤氣化技術是目前煤氣化技術的主流方向，也是目前煤化工領域使用最為廣泛、爐型最多、技術最先進的煤氣化技術。其代表有美國德士古煤氣化、荷蘭殼牌煤氣化、德國西門子煤氣化技術，以及國內(nèi)華東理工大學多噴嘴煤氣化技術、西安熱工院的兩段爐、航天十一所的航天爐、清華大學開發(fā)的清華爐以及五環(huán)科技開發(fā)的五環(huán)爐等，爐型較多。3煤化工技術及其設備煤化工技術——一氧化碳變換一氧化碳變換原理是：一氧化碳和水蒸氣在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下生成二氧化碳和氫氣，并放出反應熱的過程。其目的有兩點：⑴調(diào)整煤氣中氫氣與一氧化碳的比例；⑵將有機硫轉(zhuǎn)化成無機硫。按照其反應溫度變換技術可分為中溫變換、低溫變換和寬溫耐硫變換，目前使用較多的是寬溫耐硫變換工藝技術。3煤化工技術及其設備煤化工技術——低溫甲醇洗技術低溫甲醇洗的原理就是利用低溫下氣體在甲醇中的溶解度不同而達到分離的目的。低溫甲醇技術已經(jīng)普遍使用在各煤化工裝置上。目前，低溫甲醇洗工藝主要有：林德低溫甲醇洗工藝、魯奇低溫甲醇洗工藝以及大連理工大學低溫甲醇洗工藝三種，而且這三種工藝都有非凡的業(yè)績，在投資和能耗上各有千秋。3煤化工技術及其設備煤化工技術——甲醇合成技術

凈化后的CO、CO2和H2在一定的壓力、溫度、催化劑作用下產(chǎn)生甲醇，同時伴有副反應發(fā)生，并放出大量熱。目前廣泛使用的甲醇合成技術有：華東理工大學甲醇合成技術、德國魯奇甲醇合技成術、丹麥托普索甲醇合成技術、英國戴維甲醇合成技術等。其核心是甲醇合成塔的結構以及反應熱的移取方式。使用較多的是列管式合成塔，管內(nèi)催化劑，管外走水，依靠水的流動來移取反應熱。甲醇合成從合成壓力上分為高壓、中壓、低壓法三種。3煤化工技術及其設備煤化工技術——甲醇精餾技術它是利用粗甲醇中各組分的沸點不同而將甲醇與其他組份分離開來。目前常見的為三塔精餾技術，三塔分別為：預精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔。其中預精餾塔也叫脫醚塔，采用萃取精餾；加壓塔和常壓塔主要是分離重組分和甲醇。3煤化工技術及其設備煤化工設備從上面可以看出，煤化工的技術很多，每一個項目都是由許多工藝技術的集成，涉及到的設備多達百臺以上。煤化工生產(chǎn)中涉及的設備類型比較多，如反應器、氣化爐、容器、塔器、換熱器、破碎研磨設備、空分設備、真空設備、流體輸送設備（泵、壓縮機、鼓風機等）、冷凍設備、閥門、環(huán)保設備、電氣設備等。所以就不在這里進行一一列舉了。4國內(nèi)外煤化工發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)煤化工是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對拉動國民經(jīng)濟增長和保障人民生活具有十分重要的意義。目前，我國傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模占據(jù)世界第一，其中合成氨、電石、焦炭分別占據(jù)全球產(chǎn)量的32%、93%、58%。但因其產(chǎn)業(yè)結構落后，供大于求，逐漸出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，競爭力差等問題。隨著國家對落后產(chǎn)能的置換和向西部原料生產(chǎn)地轉(zhuǎn)移政策的落實，煤化工總量將持續(xù)增長，企業(yè)競爭力也將逐步增強。新型煤化工其中大部分是處于工業(yè)示范發(fā)展階段。我國有部分新型煤化工技術處在世界前列，引領了國際煤化工的發(fā)展。新型煤化工主要是替代石油產(chǎn)品，市場容量比較大，產(chǎn)品鏈相對比較完善。但是新型煤化工單位產(chǎn)品的投資大、技術含量高、消耗水量大。大部分企業(yè)都是在前期或者剛剛開始。4國內(nèi)外煤化工發(fā)展現(xiàn)狀國外煤化工的發(fā)展依然是在關注提高能效的同時如何降低環(huán)境污染。如開發(fā)高溫甲烷化催化劑，煤氣化技術的更新?lián)Q代、發(fā)展模式等。

總而言之，煤化工的發(fā)展與每一個國家和地區(qū)的實際情況以及能源結構有著很大的關系，有些是經(jīng)濟發(fā)展的需要，有些是戰(zhàn)略儲備的需要。因而煤化工的發(fā)展是以國家能源戰(zhàn)略和國內(nèi)市場的需求為推動力的。4國內(nèi)外煤化工發(fā)展現(xiàn)狀5煤化工政策及未來發(fā)展方向國家發(fā)改委多年以來不斷在制定和更新關于煤化工發(fā)展的各項政策法規(guī)文件，目的是規(guī)范煤化工，使其健康發(fā)展，避免簡單的重復和無節(jié)制的產(chǎn)能擴張。其總體思路和方向主要是：傳統(tǒng)煤化工（如焦化、合成氨、電石）總體思路有兩點：⑴總量控制：實施上大壓小、落后產(chǎn)能置換、提升技術水平和產(chǎn)業(yè)集中度、節(jié)能減排、提高競爭力。

⑵調(diào)整結構：

產(chǎn)業(yè)布局向著中西部資源地轉(zhuǎn)移；實施上下游一體化發(fā)展；嚴格執(zhí)行行業(yè)準入條件或者說是“門檻”（規(guī)模、能耗、污染物排放）；裝備技術的升級改造。5煤化工政策及未來發(fā)展方向新型煤化工：⑴做好示范工作：重點抓好煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇等新型煤化工的示范化工作，科學評估其技術路線、經(jīng)濟性、環(huán)保性以及存在的風險，為后面大規(guī)模工業(yè)化奠定基礎。⑵技術裝備國產(chǎn)化：在做好項目示范化的同時，要求技術、裝備要立足于國內(nèi)，必須承擔技術裝備自主化示范任務，做好國外引進技術的消化、吸收和再創(chuàng)新工作，鼓勵自主研發(fā)，增強自主開發(fā)、設計和制造能力。

5煤化工政策及未來發(fā)展方向⑶穩(wěn)定健康發(fā)展：根據(jù)產(chǎn)品市場情況、技術裝備的成熟度以及資源環(huán)境的承載能力，適時、擇機、穩(wěn)步、健康推進煤化工發(fā)展。