煤化工概述

煤化工概述内容提纲煤化工基本概念及其特点1煤化工产品及其工艺流程2煤化工技术及其设备3国内外煤化工发展现状4煤化工政策及未来发展方向51煤化工基本概念简单的说煤化工就是以煤为原料生产化学产品、能源产品的工业。换句话说煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化成气体、液体、固体以及其它化学产品的过程。煤化工基本概念按照产业发展成熟度和发展历程，煤化工可分为传统煤化工和现代新型煤化工两大类。传统煤化工主要包括煤焦化、合成氨等。现代新型煤化工主要包括煤制油、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制芳烃及IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）发电等。煤化工特点传统煤化工具有高能耗、高排放、高污染，产品技术含量低，附加值较低等特点。相对于传统煤化工，新型煤化工具有清洁高效、投资大、技术密集、经济效益好等特点，是今后煤化工发展的主要方向。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，它与能源化工技术结合，可以形成煤炭—能源化工一体化的新兴产业，煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，所以说煤化工行业的前景一片大好。2煤化工产品及其流程——煤化工产品概况图煤化工产品及其工艺流程煤化工根据生产工艺及产品的不同，主要分为煤焦化、煤气化、煤液化以及煤电化四条产业链。我们的教材主要讲了煤焦化、煤气化和煤液化，下面按照这三条产业链来介绍一下各自对应的煤化工产品及其工艺流程。煤化工产品及其工艺流程煤化工产品及其工艺流程煤气化产品链煤气化粗煤气煤气净化合成气甲醇烯烃醋酸二甲醚甲醛汽油芳烃费托合成液体燃料乙二醇天然气煤化工产品及其工艺流程煤气化流程示意图（以德士古为例）煤化工产品及其工艺流程煤液化工艺流程煤的液化可以分为煤直接液化和煤间接液化两种。所谓煤直接液化就是煤与氢气在催化剂的作用下，通过加氢裂解而转化成液体燃料的过程。煤间接液化是煤经过气化制成合成气，然后通过催化剂作用而合成烃类燃料、醇类燃料和其它化学产品的工艺过程。煤化工产品及其工艺流程煤直接液化流程示意及产品煤化工产品及其工艺流程煤间接液化流程示意及产品原料煤煤气化粗煤气煤气净化合成气费托合成副产燃料气汽油合成石蜡煤气化3煤化工技术及其设备新型煤化工技术煤制甲醇技术煤制烯烃技术煤制油技术煤制二甲醚技术煤制芳烃技术煤制天然气技术煤提质技术煤制乙二醇技术…传统煤化工技术煤焦化技术合成氨技术煤制电石技术…3煤化工技术及其设备煤化工的重头戏——煤气化技术煤气化是指在一定的温度和压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤转化成煤气的过程。煤气化技术是煤化工的核心，我国煤化工涉及的煤气化技术多达20余种，主流煤气化技术是第三代气流床煤气化技术，其中水煤浆加压煤气化技术以美国通用电气的GE气化炉（原美国德士古气化炉）为代表，干煤粉煤气化技术以荷兰SHELL气化炉和德国西门子GSP气化技术为代表。国产煤气化技术像四喷嘴、HT-L、清华炉、两段炉均已实现工业化，并且都有不同数量的工业化业绩。煤化工的重头戏——煤气化技术煤气化的分类:煤气化的分类方式有多种，如按照反应器形式分类，分为固定床气化技术、流化床气化技术以及气流床煤气化技术三大类；如按照进料方式分类分为水煤浆煤气化和干粉煤气化两大类。3煤化工技术及其设备煤化工的重头戏——煤气化技术固定床煤气化技术：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。常见的固定床煤气化技术有：鲁奇加压气化技术以及碎煤/块煤气化等。3煤化工技术及其设备煤化工的重头戏——煤气化技术流化床煤气化技术：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高了气化效率。3煤化工技术及其设备煤化工的重头戏——煤气化技术气流床煤气化技术：它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。3煤化工技术及其设备3煤化工技术及其设备煤化工的重头戏——煤气化技术气流床煤气化技术是目前煤气化技术的主流方向，也是目前煤化工领域使用最为广泛、炉型最多、技术最先进的煤气化技术。其代表有美国德士古煤气化、荷兰壳牌煤气化、德国西门子煤气化技术，以及国内华东理工大学多喷嘴煤气化技术、西安热工院的两段炉、航天十一所的航天炉、清华大学开发的清华炉以及五环科技开发的五环炉等，炉型较多。3煤化工技术及其设备煤化工技术——一氧化碳变换一氧化碳变换原理是：一氧化碳和水蒸气在一定的温度、压力和催化剂的作用下生成二氧化碳和氢气，并放出反应热的过程。其目的有两点：⑴调整煤气中氢气与一氧化碳的比例；⑵将有机硫转化成无机硫。按照其反应温度变换技术可分为中温变换、低温变换和宽温耐硫变换，目前使用较多的是宽温耐硫变换工艺技术。3煤化工技术及其设备煤化工技术——低温甲醇洗技术低温甲醇洗的原理就是利用低温下气体在甲醇中的溶解度不同而达到分离的目的。低温甲醇技术已经普遍使用在各煤化工装置上。目前，低温甲醇洗工艺主要有：林德低温甲醇洗工艺、鲁奇低温甲醇洗工艺以及大连理工大学低温甲醇洗工艺三种，而且这三种工艺都有非凡的业绩，在投资和能耗上各有千秋。3煤化工技术及其设备煤化工技术——甲醇合成技术净化后的CO、CO2和H2在一定的压力、温度、催化剂作用下产生甲醇，同时伴有副反应发生，并放出大量热。目前广泛使用的甲醇合成技术有：华东理工大学甲醇合成技术、德国鲁奇甲醇合技成术、丹麦托普索甲醇合成技术、英国戴维甲醇合成技术等。其核心是甲醇合成塔的结构以及反应热的移取方式。使用较多的是列管式合成塔，管内催化剂，管外走水，依靠水的流动来移取反应热。甲醇合成从合成压力上分为高压、中压、低压法三种。3煤化工技术及其设备煤化工技术——甲醇精馏技术它是利用粗甲醇中各组分的沸点不同而将甲醇与其他组份分离开来。目前常见的为三塔精馏技术，三塔分别为：预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔。其中预精馏塔也叫脱醚塔，采用萃取精馏；加压塔和常压塔主要是分离重组分和甲醇。3煤化工技术及其设备煤化工设备从上面可以看出，煤化工的技术很多，每一个项目都是由许多工艺技术的集成，涉及到的设备多达百台以上。煤化工生产中涉及的设备类型比较多，如反应器、气化炉、容器、塔器、换热器、破碎研磨设备、空分设备、真空设备、流体输送设备（泵、压缩机、鼓风机等）、冷冻设备、阀门、环保设备、电气设备等。所以就不在这里进行一一列举了。4国内外煤化工发展现状传统煤化工是国民经济的重要支柱产业，对拉动国民经济增长和保障人民生活具有十分重要的意义。目前，我国传统煤化工产品的生产规模占据世界第一，其中合成氨、电石、焦炭分别占据全球产量的32%、93%、58%。但因其产业结构落后，供大于求，逐渐出现产能过剩，竞争力差等问题。随着国家对落后产能的置换和向西部原料生产地转移政策的落实，煤化工总量将持续增长，企业竞争力也将逐步增强。新型煤化工其中大部分是处于工业示范发展阶段。我国有部分新型煤化工技术处在世界前列，引领了国际煤化工的发展。新型煤化工主要是替代石油产品，市场容量比较大，产品链相对比较完善。但是新型煤化工单位产品的投资大、技术含量高、消耗水量大。大部分企业都是在前期或者刚刚开始。4国内外煤化工发展现状国外煤化工的发展依然是在关注提高能效的同时如何降低环境污染。如开发高温甲烷化催化剂，煤气化技术的更新换代、发展模式等。总而言之，煤化工的发展与每一个国家和地区的实际情况以及能源结构有着很大的关系，有些是经济发展的需要，有些是战略储备的需要。因而煤化工的发展是以国家能源战略和国内市场的需求为推动力的。4国内外煤化工发展现状5煤化工政策及未来发展方向国家发改委多年以来不断在制定和更新关于煤化工发展的各项政策法规文件，目的是规范煤化工，使其健康发展，避免简单的重复和无节制的产能扩张。其总体思路和方向主要是：传统煤化工（如焦化、合成氨、电石）总体思路有两点：⑴总量控制：实施上大压小、落后产能置换、提升技术水平和产业集中度、节能减排、提高竞争力。⑵调整结构：产业布局向着中西部资源地转移；实施上下游一体化发展；严格执行行业准入条件或者说是“门槛”（规模、能耗、污染物排放）；装备技术的升级改造。5煤化工政策及未来发展方向新型煤化工：⑴做好示范工作：重点抓好煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等新型煤化工的示范化工作，科学评估其技术路线、经济性、环保性以及存在的风险，为后面大规模工业化奠定基础。⑵技术装备国产化：在做好项目示范化的同时，要求技术、装备要立足于国内，必须承担技术装备自主化示范任务，做好国外引进技术的消化、吸收和再创新工作，鼓励自主研发，增强自主开发、设计和制造能力。5煤化工政策及未来发展方向⑶稳定健康发展：根据产品市场情况、技术装备的成熟度以及资源环境的承载能力，适时、择机、稳步、健康推进煤化工发展。煤化工的政策在不同的阶段有不同的要求。但其万变不离其宗：符合区域发展规划；满足节能减排要求；充沛的环境容量。5煤化工政策及未来发展方向今天我们从煤化工的概念及特点、煤化工产品及流程、煤化工技术及设备、煤化工的发展现状和未来发展趋势等五个方面进行了简单的阐述。煤化工包含的内容非常多，今天只是概括性的简要介绍，大家在今后学习中将会有更加深刻的理解和体会。希望今天介绍的内容能对大家以后的学习带来帮助！