煤化工產(chǎn)業(yè)工藝路線與技術(shù)水平

PAGE8/NUMPAGES8HYPERLINK"/"煤化工產(chǎn)業(yè)工藝路線、技術(shù)水平及技術(shù)特點(diǎn)1、煤化工產(chǎn)業(yè)工藝路線煤化工是指以煤炭為原料，經(jīng)化學(xué)加工將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的工業(yè)。煤化工要緊有煤焦化、煤氣化和煤液化三條工藝路線，具體產(chǎn)品線如圖6.1所示。圖6.1：煤化工產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭DBDO（丁二醇）是一種重要的差不多有機(jī)化工和精細(xì)化工原料；PVA（聚乙烯醇）是一種用途廣泛的水溶性高分子聚合物；PVC（聚氯乙烯）是氯乙烯的聚合物；DMF（二甲基甲酰胺）是一種優(yōu)良有機(jī)溶劑及重要化工原料，要緊應(yīng)用于聚氨酯、腈綸、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、電子等行業(yè)。（1）煤焦化路線煤焦化路線又稱煤炭高溫干餾，即以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到1,000℃左右，經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時獲得焦?fàn)t煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝。煤焦化的要緊產(chǎn)品是焦炭。焦炭是一種常用的大宗商品，廣泛應(yīng)用于制造電石和冶金等領(lǐng)域。焦?fàn)t煤氣、粗苯和煤焦油是煤焦化的副產(chǎn)物。焦?fàn)t煤氣能夠提取苯、甲苯、二甲苯，煤焦油能夠提取萘、蒽醌和吡啶等芳香或稠環(huán)烴，也能夠加氫生產(chǎn)燃料油品和石腦油。焦?fàn)t煤氣要緊成分為一氧化碳，能夠用來合成氨和甲醇等下游化工品。（2）煤氣化路線煤氣化是指煤與載氧氣化劑之間的一種部分氧化還原反應(yīng)的過程，工業(yè)上稱為合成氣（“Syngas”）。該氣體中要緊含有一氧化碳、氫氣和二氧化碳等，能夠用來合成甲醇以及各類氮肥、硝酸、聯(lián)堿、二甲醚、烯烴和醋酸等。煤氣化路線的核心產(chǎn)品是甲醇、二甲醚及煤制烯烴等。其中甲醇是重要的有機(jī)化工原料和溶劑，也能夠應(yīng)用于汽車燃料。二甲醚與石油液化氣具有相似的物理性質(zhì)，能夠替代液化氣或者作為摻燒液化氣的燃料，也能夠替代柴油作為車用燃料。烯烴（乙烯、丙烯）是消費(fèi)量最大的化工產(chǎn)品，近年來甲醇生產(chǎn)烯烴的工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生一定突破，給甲醇帶來較大的進(jìn)展空間。（3）煤液化路線煤液化路線是指將固體煤炭轉(zhuǎn)變成液體燃料，用作石油基燃料的替代品。煤液化方法有直接液化和間接液化兩種方法。國內(nèi)煤制油目前處于商業(yè)示范時期。2、國際煤化工行業(yè)現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢據(jù)國際煤氣化技術(shù)委員會年會統(tǒng)計，目前全球有117家以大型煤氣化為龍頭的現(xiàn)代煤化工能源一體化工廠，共有385座大型現(xiàn)代氣化爐。生產(chǎn)產(chǎn)品37%為各類化工產(chǎn)品，36%為間接法合成油，19%為電力。以煤氣化為核心的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能年增長率達(dá)5%，高于全球化工產(chǎn)能年增長率。（數(shù)據(jù)來源：隆眾石化商務(wù)網(wǎng)）國際煤化工行業(yè)的進(jìn)展趨勢將要緊表現(xiàn)為：（1）機(jī)動車用燃料成為煤化工產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)由于全球機(jī)動車的存量大而且數(shù)量增加較快，機(jī)動車用燃料的消耗量專門大，而近年來石油價格高位運(yùn)行，為替代能源的進(jìn)展提供了巨大的空間。以煤為原料生產(chǎn)機(jī)動車用燃料并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，是國際煤化工行業(yè)以后的一個進(jìn)展趨勢。（2）煤氣化朝更精細(xì)化方向進(jìn)展通過煤氣化能夠得到合成氣（含CO、H2等），進(jìn)一步生產(chǎn)可得到多種差不多有機(jī)化工產(chǎn)品和精細(xì)化學(xué)品，衍生的產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋廣泛，是煤化工目前的要緊方向。以后，隨時科研究水平的進(jìn)一步提升，通過大型設(shè)備的應(yīng)用及對設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高煤氣化工藝中脫硫、除塵、凈化的效率，實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈氣化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步進(jìn)展。（3）煤電化三位一體成為新趨勢煤電化三位一體是以煤氣化為龍頭的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，由煤炭氣化和凈化及燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電兩部分組成。通過煤氣化與發(fā)電技術(shù)的嫁接，能同時生產(chǎn)電、熱、燃料氣和化工產(chǎn)品，便于發(fā)電系統(tǒng)與生產(chǎn)甲醇、醋酸、氨、尿素等化工過程結(jié)合，使煤得到充分利用，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了能量的轉(zhuǎn)換效率，以實(shí)現(xiàn)煤電技術(shù)的高效和低污染。目前，歐美各國相繼建成了多座300MW的一體化電站。美國已建成氣化煤能力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。強(qiáng)化氣化過程的各種爐型以后將得到接著開發(fā)，以適應(yīng)更寬范圍的煤種、促使設(shè)備大型化、三廢處理完全。煤、電、化三位一體化的進(jìn)展模式，將為以后煤化工的進(jìn)展開拓出更寬敞的道路。3、國內(nèi)煤化工行業(yè)現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢在煤化工產(chǎn)品線中，煤焦化、煤電石、煤合成氨等屬于傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域普遍存在產(chǎn)品技術(shù)含量低、資源消耗大、環(huán)境污染重等問題，我國出臺多重政策對其加以引導(dǎo)和限制。煤制油、醇醚燃料和煤制烯烴等屬于新型煤化工產(chǎn)業(yè)。新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為要緊目的，在我國能源的可持續(xù)利用中將扮演重要角色，是今后能源工業(yè)的重要進(jìn)展方向。圖6.2我國煤化工分類__（1）行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點(diǎn)在煤化工三條工藝技術(shù)路線中，技術(shù)壁壘最高的是煤液化技術(shù)，進(jìn)展比較成熟、應(yīng)用范圍最廣泛的是煤氣化技術(shù)。煤炭液化技術(shù)中又可分為煤的直接液化技術(shù)和煤的間接液化技術(shù)。煤的直接液化技術(shù)是煤在氫氣和催化劑作用下，通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的工藝，又稱加氫液化。煤直接液化的操作條件苛刻，對煤種的依靠性強(qiáng)。煤的間接液化技術(shù)是以煤為原料，先氣化制成合成氣，然后通過催化劑作用合成為烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的工藝。間接液化工藝的適用煤種比直接液化廣泛。圖6.10：煤的間接液化工藝流程簡圖煤氣化衍生的產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品覆蓋廣，是煤化工目前進(jìn)展的要緊方向。中國目前要緊的煤氣化技術(shù)有德士古水煤漿氣化、殼牌粉煤氣化和GSP加壓氣化等。圖6.11：煤氣化產(chǎn)業(yè)鏈圖目前我國煤化工技術(shù)與國外先進(jìn)水平還有相當(dāng)大的差距，技術(shù)進(jìn)步速度也比較緩慢。以煤氣化技術(shù)為例，爐在國外40多年前已停止使用，而在中國依舊煤氣化的主力爐型，產(chǎn)量占到煤制合成氣的90％以上。由于每種氣化爐及其工藝只能適應(yīng)某些煤種，因此煤氣化技術(shù)進(jìn)步的緩慢差不多制約了我國煤化工行業(yè)的進(jìn)展。一些擁有褐煤或其他煤種的地點(diǎn)因?yàn)槿狈m宜的氣化技術(shù)，只能長期以遠(yuǎn)途運(yùn)輸其他外地煤為主去適應(yīng)某些爐型及其工藝，導(dǎo)致經(jīng)營成本大幅上升。（2）行業(yè)的周期性、區(qū)域性或季節(jié)性特征煤化工行業(yè)是資本密集型產(chǎn)業(yè)，其運(yùn)行要緊受宏觀經(jīng)濟(jì)周期和上下游行業(yè)的供需阻礙，具有周期性特征。在冬季由于受到供暖需求阻礙，煤炭供應(yīng)較為緊張，導(dǎo)致煤價上漲，煤化工企業(yè)生產(chǎn)成本增加，使得行業(yè)具有一定季節(jié)性特征。2、焦炭子行業(yè)（1）行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點(diǎn)就資金和技術(shù)這兩個因素看，焦炭工業(yè)的進(jìn)入壁壘不高，因此前些年，我國焦炭工業(yè)冒出了大量工藝裝備水平低、資源利用率低、污染較嚴(yán)峻的小企業(yè)。隨著我國焦炭行業(yè)的進(jìn)展，行業(yè)內(nèi)部也發(fā)生了分化。國家將對焦化企業(yè)實(shí)行市場準(zhǔn)入制度，不同意環(huán)保未達(dá)標(biāo)的焦化企業(yè)進(jìn)入市場；全面實(shí)行環(huán)境容量為基礎(chǔ)的總量操縱，進(jìn)行排污許可證核定，推行環(huán)境阻礙評價和污染物排放交易；利用高新技術(shù)延長焦化產(chǎn)業(yè)鏈，大力推廣焦油加工、焦?fàn)t煤氣綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。如此將使得焦炭行業(yè)面臨重新整合，行業(yè)低成本、低水平擴(kuò)張勢頭得到有效遏制，循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)多元化進(jìn)展將更加得到重視，那些具有規(guī)模、技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)將會受到國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的扶持而進(jìn)一步進(jìn)展壯大。（2）行業(yè)特有的經(jīng)營模式由于焦炭要緊用于鋼鐵冶煉，專門多聯(lián)合鋼鐵企業(yè)自身上馬擴(kuò)建焦化項目。目前發(fā)達(dá)國家95%的焦炭生產(chǎn)能力布局在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部。我國鋼鐵企業(yè)用焦量占焦炭產(chǎn)量的80%左右，但只有33%的焦炭生產(chǎn)能力布局在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)，67%的焦炭生產(chǎn)能力為獨(dú)立焦化生產(chǎn)企業(yè)。（資料來源：國家發(fā)改委《關(guān)于加快焦化行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)意見的通知》）（3）行業(yè)的周期性、區(qū)域性或季節(jié)性特征焦炭行業(yè)是資金密集型產(chǎn)業(yè)，其運(yùn)行要緊受宏觀經(jīng)濟(jì)周期和上游煤炭行業(yè)及下游鋼鐵行業(yè)的供需阻礙，具有周期性特征。由于煤炭、焦炭運(yùn)輸成本較高以及運(yùn)輸能力增幅有限等緣故，使得焦炭行業(yè)原材料和產(chǎn)品均存在較為顯著的運(yùn)輸半徑，行業(yè)的生產(chǎn)銷售具有區(qū)域性特征。3、甲醇子行業(yè)（1）行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點(diǎn)近十多年來，國外甲醇技術(shù)進(jìn)展專門快，除了普遍采納低壓法操作以外，在生產(chǎn)規(guī)模、節(jié)能降耗、催化劑開發(fā)、過程操縱等領(lǐng)域都有了新的突破。要緊體現(xiàn)在以下幾方面：1）生產(chǎn)規(guī)模大型化。九十年代以來，50～60萬噸/年，甚至100萬噸/年級以上的甲醇裝置差不多投產(chǎn)。2）合成催化劑高效化。比較聞名的有ICI5