现代煤化工产业的现状及展望.pdf

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1、第39卷第3期化工机械257现代煤化工产业的现状及展望张明。1·2t3(1．辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司；2．辽宁省煤制天然气工程研究中心；3．辽宁省煤制天然气工程技术研究中心)擒要综述了我国现代：嚷化工行业的现状。着重介绍了谋审J天然气、煤制油、燥制甲醇、蝶静l二甲醚和煤制烯烃产业的工艺流程、技术特点、装备状况和发展前萧，分析、比较了主要产业的环境承威力，并根据我国煤炭资源和生产消费的特点对该行业的发展提出了建议。关键词煤4℃．-Y-堞制天然气蝶刺油煤制甲醇蝶制二甲醚煤制烯烃中圈分类号TQs4文献标识码A文章编号0254-6094(2012)03-0257

2、-09我国石油、天然气资源较为贫乏，而煤炭储备、生产和消费均居世界前列，但其热值利用率又低于20％，部分煤炭被烧掉，这不仅浪费煤炭资源，而且造成对大气的污染。因此．充分利用煤炭资源，发展现代煤化工，特别是研发、生产煤制能源产品势在必行。只有这样，才能实现煤炭的综合利用和深加工，提高煤炭的经济效益，使其热值利用率提高到原来的3倍，即达到美国的热值利用水平，同时也能节约煤炭资源并减少大气污染。目前，我国现代煤化工仍处于示范建设阶段，由于现代煤化工技术具有装置规模大、技术集成度高和资源利用优于传统煤化工的特点，各地规划拟建的项目很多。为了使现代煤化工这一新兴产业从一开始就步

3、入科学、有序、健康的发展轨道，国家出台了相应政策，明确了把煤制天然气、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚和煤制烯烃作为现代煤化工的代表领域。为此，笔者在对以上领域的工艺流程、技术特点、装备状况和产业前景进行综述性评介的基础上，分析、比较了主要产业的环境承载力，以期掌握现代煤化工的发展现状。煤i奎墨网墨罩．F丧习鱼些三厮1煤制石化产品1，1煤制天然气1．1．1工艺流程煤制天然气技术的主要工艺流程是：煤气化生产合成气，合成气通过CO变换和净化后，经甲烷化反应生成天然气⋯。近年来，也出现了直接合成天然气技术，是将煤气化和甲烷化合并为一个单元直接由煤生产富甲烷气体。与直接合成天然气

4、技术相比，煤气化转化投资较高，但技术已经成熟，是煤制天然气中的主流工艺。煤制天然气的气化工艺可分为蒸汽一纯氧气化、加氢气化和催化蒸汽气化3种工艺。蒸汽一纯氧气化工艺如图1所示，是传统的煤气化工艺。煤伴随着蒸汽和氧气进入气化炉内部发生气化反应，生成的气化气中主要含有CO、H：、CO，、甲烷和高级烃类(乙烷和丙烷)。气化气的组成取决于气化条件，如温度和压力。目前最经济、最成熟的也是蒸汽一纯氧气化工艺。世界唯一工业化的美国大平原煤制天然气项目就是采用此工艺。CO，●母弛净直M掣气fCH．蒸汽煤灰脱焦油等蒸汽图1蒸汽一纯氧气化工艺流程框图·张明．男，1961年2月生，高级工程

5、师，董事长。辽宁省阜新市．123000。258化工机械2012篮加氢气化工艺是用H：将煤气化生成甲烷。气化反应所需H：可以通过甲烷蒸汽重整制取或其他外部方式获取。在甲烷蒸汽重整装置中，加氢气化反应生成的甲烷转换为CO和H：。加氢气化法制天然气工艺流程如图2所示⋯。宁平举煤灰脱焦油等蒸汽——L．天然气墨笙坌曼旰—’玎一JcH．丽飘痢差整图2加氢气化工艺流程框图催化蒸汽气化工艺的主要特点是在催化剂存在的条件下煤气化和甲烷化在同一个反应装置中进行。蒸汽一纯氧气化技术是目前最经济、最成熟的工业化技术，而加氢气化和蒸汽催化气化技术是在研究开发阶段的新技术。目前国内在建和开展前期

6、研究的煤制天然气项目均采用第一种成熟的工艺技术，对于后两种技术，美国、日本和澳大利亚都在进行积极的研究。1．1．2技术特点煤制天然气的核心技术是甲烷化工艺。目前使用的甲烷化技术主要是英国Davy公司的甲烷化技术¨1、丹麦Topsoe甲烷化循环工艺技术和德国Lurgi公司甲烷化技术H1。前两者在合成气转化率上优于Lu鲥法，但其工业化程度落后于LⅡ·鲥法㈧。Davy甲烷化工艺技术成熟，单线生产能力大，可高达2×105m3／h；CRG催化剂经过了工业化验证。镍含量高，寿命长，在250—700。C内都具有很高且稳定的活性，可降低循环比且压缩机能耗低；副产大量高中压过热蒸汽可用

7、于驱动大型压缩机，每1000m3天然气副产约3．1t左右的高中压过热蒸汽，能量利用率高；冷却水消耗量低(低于1．27kg／m3)；合成天然气品质高，甲烷体积分数可达到94％一98％，高位发热量大于35．59MJ／m3，产品中其他组分很少，满足国家天然气标准以及管道输送的要求；甲烷合成压力高达3．0—6。0MPa，可以减少设备足寸。Topsoe甲烷化循环工艺单线生产能力大，根据气化工艺不同，生产能力在105—2×105m3／h之间；合成气转化率高；回收过程能耗低，可充分利用甲烷化反应放出的热量，生产高中压过热蒸汽产品；MCR·2X催化剂寿命长、活性高、