現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及展望.pdf

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1、第39卷第3期化工機械257現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及展望張明。1·2t3(1．遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司；2．遼寧省煤制天然氣工程研究中心；3．遼寧省煤制天然氣工程技術(shù)研究中心)擒要綜述了我國現(xiàn)代：嚷化工行業(yè)的現(xiàn)狀。著重介紹了謀審J天然氣、煤制油、燥制甲醇、蝶靜l二甲醚和煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的工藝流程、技術(shù)特點、裝備狀況和發(fā)展前蕭，分析、比較了主要產(chǎn)業(yè)的環(huán)境承威力，并根據(jù)我國煤炭資源和生產(chǎn)消費的特點對該行業(yè)的發(fā)展提出了建議。關(guān)鍵詞煤4℃．-Y-堞制天然氣蝶刺油煤制甲醇蝶制二甲醚煤制烯烴中圈分類號TQs4文獻標識碼A文章編號0254-6094(2012)03-0257

2、-09我國石油、天然氣資源較為貧乏，而煤炭儲備、生產(chǎn)和消費均居世界前列，但其熱值利用率又低于20％，部分煤炭被燒掉，這不僅浪費煤炭資源，而且造成對大氣的污染。因此．充分利用煤炭資源，發(fā)展現(xiàn)代煤化工，特別是研發(fā)、生產(chǎn)煤制能源產(chǎn)品勢在必行。只有這樣，才能實現(xiàn)煤炭的綜合利用和深加工，提高煤炭的經(jīng)濟效益，使其熱值利用率提高到原來的3倍，即達到美國的熱值利用水平，同時也能節(jié)約煤炭資源并減少大氣污染。目前，我國現(xiàn)代煤化工仍處于示范建設(shè)階段，由于現(xiàn)代煤化工技術(shù)具有裝置規(guī)模大、技術(shù)集成度高和資源利用優(yōu)于傳統(tǒng)煤化工的特點，各地規(guī)劃擬建的項目很多。為了使現(xiàn)代煤化工這一新興產(chǎn)業(yè)從一開始就步

3、入科學(xué)、有序、健康的發(fā)展軌道，國家出臺了相應(yīng)政策，明確了把煤制天然氣、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚和煤制烯烴作為現(xiàn)代煤化工的代表領(lǐng)域。為此，筆者在對以上領(lǐng)域的工藝流程、技術(shù)特點、裝備狀況和產(chǎn)業(yè)前景進行綜述性評介的基礎(chǔ)上，分析、比較了主要產(chǎn)業(yè)的環(huán)境承載力，以期掌握現(xiàn)代煤化工的發(fā)展現(xiàn)狀。煤i奎墨網(wǎng)墨罩．F喪習(xí)魚些三廝1煤制石化產(chǎn)品1，1煤制天然氣1．1．1工藝流程煤制天然氣技術(shù)的主要工藝流程是：煤氣化生產(chǎn)合成氣，合成氣通過CO變換和凈化后，經(jīng)甲烷化反應(yīng)生成天然氣?。近年來，也出現(xiàn)了直接合成天然氣技術(shù)，是將煤氣化和甲烷化合并為一個單元直接由煤生產(chǎn)富甲烷氣體。與直接合成天然氣

4、技術(shù)相比，煤氣化轉(zhuǎn)化投資較高，但技術(shù)已經(jīng)成熟，是煤制天然氣中的主流工藝。煤制天然氣的氣化工藝可分為蒸汽一純氧氣化、加氫氣化和催化蒸汽氣化3種工藝。蒸汽一純氧氣化工藝如圖1所示，是傳統(tǒng)的煤氣化工藝。煤伴隨著蒸汽和氧氣進入氣化爐內(nèi)部發(fā)生氣化反應(yīng)，生成的氣化氣中主要含有CO、H：、CO，、甲烷和高級烴類(乙烷和丙烷)。氣化氣的組成取決于氣化條件，如溫度和壓力。目前最經(jīng)濟、最成熟的也是蒸汽一純氧氣化工藝。世界唯一工業(yè)化的美國大平原煤制天然氣項目就是采用此工藝。CO，●母弛凈直M掣氣fCH．蒸汽煤灰脫焦油等蒸汽圖1蒸汽一純氧氣化工藝流程框圖·張明．男，1961年2月生，高級工程

5、師，董事長。遼寧省阜新市．123000。258化工機械2012籃加氫氣化工藝是用H：將煤氣化生成甲烷。氣化反應(yīng)所需H：可以通過甲烷蒸汽重整制取或其他外部方式獲取。在甲烷蒸汽重整裝置中，加氫氣化反應(yīng)生成的甲烷轉(zhuǎn)換為CO和H：。加氫氣化法制天然氣工藝流程如圖2所示?。寧平舉煤灰脫焦油等蒸汽——L．天然氣墨笙坌曼旰—’玎一JcH．麗飄痢差整圖2加氫氣化工藝流程框圖催化蒸汽氣化工藝的主要特點是在催化劑存在的條件下煤氣化和甲烷化在同一個反應(yīng)裝置中進行。蒸汽一純氧氣化技術(shù)是目前最經(jīng)濟、最成熟的工業(yè)化技術(shù)，而加氫氣化和蒸汽催化氣化技術(shù)是在研究開發(fā)階段的新技術(shù)。目前國內(nèi)在建和開展前期

6、研究的煤制天然氣項目均采用第一種成熟的工藝技術(shù)，對于后兩種技術(shù)，美國、日本和澳大利亞都在進行積極的研究。1．1．2技術(shù)特點煤制天然氣的核心技術(shù)是甲烷化工藝。目前使用的甲烷化技術(shù)主要是英國Davy公司的甲烷化技術(shù)¨1、丹麥Topsoe甲烷化循環(huán)工藝技術(shù)和德國Lurgi公司甲烷化技術(shù)H1。前兩者在合成氣轉(zhuǎn)化率上優(yōu)于Lu鰣法，但其工業(yè)化程度落后于LⅡ·鰣法㈧。Davy甲烷化工藝技術(shù)成熟，單線生產(chǎn)能力大，可高達2×105m3／h；CRG催化劑經(jīng)過了工業(yè)化驗證。鎳含量高，壽命長，在250—700。C內(nèi)都具有很高且穩(wěn)定的活性，可降低循環(huán)比且壓縮機能耗低；副產(chǎn)大量高中壓過熱蒸汽可用

7、于驅(qū)動大型壓縮機，每1000m3天然氣副產(chǎn)約3．1t左右的高中壓過熱蒸汽，能量利用率高；冷卻水消耗量低(低于1．27kg／m3)；合成天然氣品質(zhì)高，甲烷體積分數(shù)可達到94％一98％，高位發(fā)熱量大于35．59MJ／m3，產(chǎn)品中其他組分很少，滿足國家天然氣標準以及管道輸送的要求；甲烷合成壓力高達3．0—6。0MPa，可以減少設(shè)備足寸。Topsoe甲烷化循環(huán)工藝單線生產(chǎn)能力大，根據(jù)氣化工藝不同，生產(chǎn)能力在105—2×105m3／h之間；合成氣轉(zhuǎn)化率高；回收過程能耗低，可充分利用甲烷化反應(yīng)放出的熱量，生產(chǎn)高中壓過熱蒸汽產(chǎn)品；MCR·2X催化劑壽命長、活性高、