煤化工简介、特点及发展前景

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1、煤化工煤化工煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的 过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。随着世界石油资 源不断减少，煤化工有着广阔的前景。在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的 重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于 提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料、化工原料等多种产 品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤 的液

2、化产品将替代天然石油。发展运用煤化工开始于 18 世纪后半叶，19 世纪形成了完整的煤化工体系。进入 20 世 纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的 重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到 以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。进入二十一世纪后，随着全球石油市场的动荡和石油价格的攀升，煤炭作为储量巨大 并且可能替代石油的资源重新受到越来越多的重视。煤中有机质的化学结构，是以芳香族 为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工 和催化加工，可以使煤转化

3、为各种燃料和化工产品。加工过程煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键加工过 程 互相连接，并带有各种功能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各 种燃料和化工产品。在煤的各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目 的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃；煤气化在煤化工中 也占有很重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气（广泛用于机械、建材等工业） ，也 用于生产合成气（作为合成氨、合成甲醇等的原料） ；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液 化等过程主要生产液体燃料，在 20 世纪上半叶曾得到发展，第二次世界大战以后

4、，由于其 产品在经济上无法与天然石油相竞争而趋于停顿，当前只有在南非仍有煤的间接液化工厂； 煤的其他直接化学加工，则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等，仍有小规模的应用。相关装备煤化工装备种类较多，主要分为动、静两大类。其中，加氢反应器、气化炉、 还原炉、换热器、盛运容器等压力容器和管道、阀门等属于静装备，泵、风机、压缩机、 空分装备等属于动装备。气化炉是煤化工最为关键的装备，大部分煤化工项目都需要经历煤炭经气化炉转换为 合成气这一环节。空分装备也是煤化工的关键装备之一，煤气化及煤液化均需使用大量的 高纯度氧气，均具有较高的技术壁垒。世界发展世界上生产的煤，主要用作电站和工业锅炉燃料；用于煤

5、化工的占一定比例， 其中主要是煤的焦化和气化。80 年代世界焦炭年产量约 340Mt,煤焦油年产量约 16Mt（从中提炼的萘约 1Mt） 。煤焦 油加工的产品广泛用于制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂、防腐剂、胶粘剂、橡 胶、碳素制品等。1981 年，世界合成氨总产量 95.3Mt，主要来源于石油和天然气。以煤为原料生产的氨 只约占 10%；自煤制合成甲醇的比例也很小，仅占甲醇总产量约 1%。美国煤化工 1984 年美国用煤 717.7Mt,其中用于炼焦的占 5.5%,达 39.5Mt。炼焦副产 的苯占苯总产量的 9%，以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占 8%。1984 年 美国

6、建成由褐煤气化再甲烷化生产高热值城市煤气的工厂，日加工褐煤 22kt，产气 3.89Mm。同时，又在煤气化和液化方面，进行了不少新工艺试验。联邦德国煤化工 1984 年联邦德国用煤 84.8Mt（不包括褐煤） ，炼焦用煤占 32.6%， 为 27.6Mt，煤焦油年产量约 1.4Mt。全国钢铁等企业的焦炉生产的煤焦油集中到五个焦油 加工厂进行加工,生产的化学品达 500 多种。电石乙炔化工方面曾有很大发展，当前在技术 上仍有改进。在煤的加压气化和直接液化研究方面也有一些新的进展。日本煤化工 1984 年日本共用煤 106.9Mt,由于其钢铁工业很发达，炼铁等冶金用焦炭 需要量很大，因此炼焦用煤占

7、 66%，为 70.5Mt。每年的煤焦油产量达 2.4Mt，提供了全部 萘的工业来源。以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占 23%。南非煤化工 南非是当前世界上仍拥有煤间接液化工厂的地区，有 SASOL- 、SASOL-、SASOL-三座合成液体燃料工厂，年加工煤共约 33Mt，生产汽油、柴油、 喷气燃料等油品数百万吨，副产气态烃、乙醇、氨、硫等化学品数十万吨。中国发展“十二五”期间，国内经济结构将继续延续重化工业发展的态势，国民经济 对能源消费的需求仍将保持平稳增长。预计国内以煤炭为主的能源消费格局短期难以改变， 煤炭消费将基本与国民经济增长保持同步增长。发展新型煤化工可以部分代替石

8、化产品，对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。 我国石油、天然气对外依存度日益提高，石油进口比例已经超过 50%，国家能源安全问题 日益突出。据中国煤化工装备行业深度调研与投资预测分析报告1显示，随着国内石油、天 然气供应的日益紧张，国内化工行业出现了向煤化工倾斜的趋势。国家在内蒙、山西、宁 夏、河南等地开展了一系列示范工程项目，支持新型煤化工的发展。其中，内蒙古是中国 煤化工产业发展最快的地区之一，部分煤化工技术走在全国前列。煤化工装备行业研究小组分析认为，伴随着西北地区煤化工产业投资热情的高涨，煤 化工装备需求即将爆发，这为行业相关企业创造了巨大的发展机遇，新型煤化工将在“十 二五”期间

9、获得新一轮大发展。从总量上来看，2006 年在建煤化工项目有 30 项，总投资达 800 多亿元，新增产能为 甲醇 850 万吨，二甲醚 90 万吨，烯烃 100 万吨，煤制油 124 万吨。而已备案的甲醇项目产 能 3400 万吨，烯烃 300 万吨，煤制油 300 万吨。2006 年，国家发改委出台了政策并利用 各种渠道广泛征求意见，以期规范和扶持煤化工产业的发展。2006 年中国自主知识产权的 煤化工技术也取得了很大的进展，开始从实验室走向生产。2007 年是中国煤化工产业稳步推进的一年，在国际油价一度冲击百元大关、全球对替 代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下，中国的煤化工行业以

10、其领先的产业化进 度成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机遇仍然受到国际国内投资者的 高度关注，煤化工技术的工业放大不断取得突破、大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展 顺利、二甲醚等相关的产品标准相继出台。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、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）等，它与能源、化工技 术结合，可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，这对于中国减轻燃煤造成的 环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工

11、行业在中国面临 着新的市场需求和发展机遇。新型煤化工简介新型煤化工简介我国煤炭资源丰富，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。本文根据国内外煤化工发展的特点，提出“新型煤化工”的概念。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将有重要影 响。新型煤化工是指以洁净能源和化学品为目标产品， 应用

12、煤转化高新技术，建成未来新 兴煤炭能源化产业；结合煤炭资源开发和煤炭生产建设的发展，建成若干大型产业基地 或基地群。新型煤化工是煤炭工业调整产业结构，走新型工业化道路的战略方向。新型煤化工与传统煤化工的区别：新型煤化工通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、 煤制烯烃、煤制乙二醇等等。传统煤化工涉及焦炭、电石、合成氨等领域。主要产品主要产品 新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴 油、汽油、航空煤油、液化 石油气（以上产品见 煤基合成化学品图 1 图 2-煤的间接液化） 。乙烯原料、聚丙烯原料、甲醇、二甲醚以及煤化工独具优势的特有 化工产品，如芳香烃类产品。 （以上产品见图 1）

13、。还有电力、热力等（以上产品见图 2-煤 基多联产示意图） 。 新型煤化工的特点 (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，如 柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原来斗、聚丙烯原来斗、替代燃料（甲醇、二 甲隧 、电力、热力等，以及煤化工独具优势的特有化工产品，如芳香短类产品。 (2）煤炭一能源化工一体化。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，形成煤炭一能源化工一体化的新兴产 业。 (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、

14、产品结构方面对不同工艺优化集成，提高整体经济效 益，如煤焦化一煤直接液化联产、煤焦化一化工合成联产、煤气化合成一电力联产、煤层 气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时，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。 (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，制砂设备。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

15、。 (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。(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，选矿设备。 (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

16、放，实现环境 友好。 (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。 甲醇生产化学品 以煤基生产化学品，主要是将煤先制成甲醇，再将甲醇制成其它化学产品（见图 2甲 醇生产化学品流程） 新型煤化工产品图 2 。 a）甲醇制烯烃 甲醇制烯烃(Methanol To Olefin，MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术，是将甲醇转化为 乙烯、丙烯的工艺。MTO 工艺开辟了由煤炭或天然气生产基本有机化工原料的新工艺路线， 是最有希望取代传统的以石油为原料制取烯烃的路线，也是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。 其中烯烃分离技术是整套工艺流程的核心技术，目前国内比较成熟的烯烃分离技术有 惠生 MTO 烯烃分离技术。该技术采用用一个非清晰切割的预切割塔把碳一及更轻组分与 大部分碳二分开，预切割塔的塔顶出口气体进入油吸收塔，用吸收剂（碳三、碳四或碳五） 吸收碳二及更重组分达到碳一与碳二的完全分离。吸收塔底部出口的吸收剂送到预切割塔 顶部进