1、煤化工内涵及特点,传统的煤化工煤的气化、液化、焦化及焦油加工、电石乙炔化工等 新一代煤化工技术以煤气化为龙头，以一碳化学为基础，合成各种燃料油和化工产品的煤炭洁净利用技术 煤化工特点 基础研究多学科(物理学、化学、生物学、地质学、岩石学等) 工程开发多技术(化工、热工、环工、材料等) 工业生产多投资(技术密集、经济生产规模大),煤化工利用途径,煤化工产业链,煤焦化路线煤焦油可以生产轻油、杂酚油、萘、蒽和沥青等。粗苯可以生产苯、甲苯、乙苯和二甲苯等，煤气可以生产甲醇和氨等 煤-电石-乙炔路线由乙炔可以生产醋酸乙烯、氯乙烯、1,4-丁二醇（BDO）、乙醛/醋酸等 煤-合成气-化工产品路线煤气化制合
2、成气，生产甲醇、氨等，进而生产尿素和氮磷钾复合肥，醋酸、甲基丙烯酸甲酯、MTBE和各种氯化溶剂，甲醇制乙烯和丙烯等,煤化工产业链,煤-合成气-燃料路线煤制成合成气，合成气制取甲醇、二甲醚、以及汽柴油等燃料，也可以制取乙烯、丙烯等 煤-合成气-发电(IGCC)及化工产品联产多联产技术,煤化工发展现状,煤炭焦化，煤气化-合成氨-化肥为主 基于国内石油消费的增长和供需矛盾的突出，煤制油、甲醇制取烯烃等技术引进、开发和产业化建设速度加快，重点项目已经启动 煤基多联产系统及相关基础研究和技术开发国家已立项支持并列入发展规划,煤焦化,产量及消费 2005年全国生产焦炭2.43亿吨，同比增长约17.9%，约
3、占世界总量 50%，“十五”期间，年平均增幅达14.82% 2005年全国焦炭表观消费量约23043万吨，同比约增长20.54%，出口焦炭1276万吨，同比减少225万吨，下降15%。 “十五”的五年来我国焦炭表现消费量年均递增16.66% 炼焦技术 炭化室高于4m以上的焦炉为主，产能占总量的70.5% 捣固焦炉迅速增多，2001年捣固焦产量达333万吨，2003年马钢5#、山西茂盛4.3m等一批大中型捣固机焦建成投产 干法熄焦、地面除尘等技术应用有进展，如武钢140t/h、首钢65t/h、武钢新3#焦炉“三车”联锁自动定位、装煤地面站除尘、低水分熄焦等,煤焦油加工,加工水平 与世界先进水平相
4、比有较大差距 国内集中加工能力低、单套加工量小、产品品种少，规模为5-26万t/a，最大13万t/a，10余种 国外集中加工规模150万t/a，单套加工量50万t/a，提取品种200多种 工艺路线 德国为代表的以最大限度提取单体产品为主的路线 日本为代表的以生产碳素原料（制品）为主的路线 工艺路线选择既受冶金工业制约，还要受石化学工业影响，应二者兼顾,煤气化,气流床,技术现状,煤气化,发展趋势 大型化、加压、适应多种粉煤、低污染、易净化是煤气化的发展方向 国外现有加压气化炉型主要分为三类：加压固定床气化炉(如Lurgi炉)、加压流化床气化炉(Winkler/HTW, KRW, U-gas) 和
5、加压气流床气化炉(Texaco, DOW, Shell, Prenflo) 产业化程度以鲁奇(Lurgi)、德士古(Texaco)最为成熟，达到日处理4001650吨的量级 国内状况 国内较为成熟的是常压固定床气化技术。 近年来引进加压Texaco水煤浆气化、Shell粉煤气化以及U-gas气化技术 国内自行开发的水煤浆气化，灰熔聚气化技术，多喷嘴对置水煤浆气化技术取得重要进展,煤制合成氨,2005年全国合成氨产量4545万吨，比上年增产约320万吨，以煤、油和天然气为原料的合成氨产量分别约占总产量的64，14和22，并继续向以煤为原料方向调整 氮肥生产合成氨消耗量约占全国总量的87，其中尿素
6、和碳酸氢铵分别约占60和15；其他方面（包括硝酸、硝酸盐、纯碱、制冷剂等化工产品）消耗比例约13 未来合成氨技术的主要趋势是大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行 山西天脊集团的煤头制氨装置全套引进德国、法国等国的专利技术和先进设备，目前合成氨装置日产量1500吨，年产能力45万吨,气化 焦化,“煤甲醇”化工及替代石油技术,甲醇燃料,汽柴油替代燃料,MTP,丙烯/聚丙烯,丙烯酸/丙烯酸盐,MTO,乙烯/丙烯,DME,柴油、石油液化气替代燃料,燃料电池,汽车动力,小型便携式电源75kw,MTC,化学品（醋酸，甲醛）,甲醇合成,Mpower,替代轻质石油馏份发电,MTH,氢,技术成熟度,煤
7、炭,合成气,传统工业,DMC,MTBE替代物,煤制甲醇大型化,世界情况 世界甲醇生产主要以天然气为原料，占90.4%；以煤炭或焦炉煤气等为原料只占3.7% 2004年世界甲醇生产能力4060万吨/年，总产量3300万吨 大型化是甲醇装置的发展趋势，2004年沙特100万吨/年、伊朗100万吨和170万吨/年大型甲醇项目先后建成和新建 国内情况 我国甲醇生产主要以煤为原料，占62%；以天然气为原料占33% 2005年全国甲醇生产能力约970万吨/年，产量556万吨；约有近千吨生产能力正在建设 年产30万吨以下单装置甲醇生产技术已经成熟，大型化生产技术仍需引进,煤制二甲醚快速发展,世界情况 200
8、4年世界二甲醚生产能力26万吨/年，总产量18万吨；到2006年底，产能达到650万吨/年以上 国际上正在建设4个超大规模二甲醚项目，规模最大为日本东洋工程公司250万吨/年项目 国内情况 我国二甲醚生产能力约37万吨/年，在建能力21万吨/年，2005年产量约10万吨,煤炭液化合成油,COH2,汽油、柴油、石脑油、乙烯、丙稀、含氧类蜡类、燃料气 等,煤,汽油、柴油、航空煤油、LPG、酚类、苯类、氨类等,间接液化,直接液化,煤 + 催化剂,液化 反应,H2,分离,提质 加工,溶剂循环,残渣,循环H2,气体回收,气化 净化,FT 合成,分馏(离) 提质加工,催化剂,煤制油发展存在投资、技术和市场
9、三大风险,截止2006年底，我国在建和规划中的煤制油项目规模达到4017万吨/年 煤制油项目投资巨大 建设一套百万吨级的煤制油装置需投资数百亿元 现阶段煤制油的投入产出比过低，产品成本核算中摊入的设备折旧费和银行贷款利率偏高，其产品与进口原油相比是否具有价格竞争力仍是问题 煤制油存在技术风险 间接法煤制油国外有3套工业化装置运行，而国内只有中试装置 直接法煤制油迄今为止国内外尚没有已经运行的工业化装置，存在工程放大、设备制造与安装、催化剂性能、生产工艺控制等诸多难题,煤制油发展存在投资、技术和市场三大风险,市场风险难预料 煤炭价格每上涨100元/吨，每桶煤制油的成本就增加5至8美元。“时至今日
10、，煤炭价格已经比神华项目评估时的80元/吨上涨了4倍。以目前的煤价制出来的油，价格是否具有竞争力值得怀疑。” 油价大幅下跌，煤制油将面临石油产品的竞争风险 我国石油资源有限，国家有必要从能源安全战略的高度将煤制油列入能源安全战略储备项目 不同的技术路线应分别建设工业化示范装置，待装置建成后，由专家对这些示范装置进行综合评估，从中选出技术经济指标最佳的煤制油工艺，再根据全球原油供应状况，审时度势，在全国范围内推广 应把引进技术和国内技术摆在同等重要的地位上,二、煤电化一体化,循环经济型煤电化一体化多联产技术,有助于缓解能源总需求，联合生产多种产品可提高总效率，可以有效利用高硫煤资源 有助于缓解液
11、体燃料短缺，可以大规模生产甲醇、二甲醚、F-T柴油、氢等替代燃料 可以解决燃料污染问题，基本消除常规燃煤污染物排放，重金属等痕量污染物脱除更经济 有助于解决快速城市化引起小城镇和农村洁净能源需求 为需要的城市提供城市煤气 煤制DME可以作为LPG的补充或替代物 有利于未来减排二氧化碳的需求 煤气化系统可以以较小的增加成本捕获二氧化碳 气化煤气与焦炉煤气共转化制备合成气可以从根本上减排二氧化碳 提供氢能较易,潞安集团东古电化生态工业园,矸 石 发 电 62万 kw,变电站 220KV,煤矸石,烧结陶粒厂 50万m3/a,电石厂 45万t/a,焦油炭黑厂 10万t/a,烧碱厂 40万t/a,炭黑厂
12、 3万t/a,纳米碳管厂 10t/a,氯丁橡胶厂 1万t/a,聚氯乙烯厂 40万t/a,型材厂 15万t/a,水泥厂 60万t/a,网电,供 电,电 石,电石渣,HCL,粉 煤 灰,PVC,深圳大唐整体气化多联产项目,煤,净化 合成气,IGCC 峰荷发电,100万吨 甲醇,10万吨 二甲醚,20万吨 醋酸,4万吨 聚甲醛,1万吨 DMC,调峰发电,一期工程规划40万Nm3/h气化装置,25亿kw 电力,国外多联产的模式 Shell多联产,多联产的内涵煤的主要利用模式和效率,多联产的内涵主要模式,多联产技术的核心耦合、集成、优化,？,合成氨联产,热电联产,热电冷三联产,生产多种化工产品和动力,多
13、产品就是多联产吗,简单的延长产品链，对系统能效提高并没有很大的帮助,多联产系统应具有的特点： 化工合成和电力生产优化耦合 提高发电和化学品生产效率 减少污染 生产大规模，单位投入和成本较低 分配得当，各得所需，温度对口，梯度利用,双气头多联产 系统概念图,分 离,焦化,低能耗 气化,净化 重整转化,酯 合成,醚 合成,醇 合成,合成气制备,化学品合成,电力生产,联合发电,醇 醚 酯,国家2005年“973”项目（2005CB221200）,双气头多联产 应用效果举例,1. “十一五”煤炭能源化工快速发展,近年来，在国家能源政策和产业政策的宏观指导下，良好的市场前景预测激励下，全国拥有煤炭资源的
14、地区，如山东、山西、内蒙、陕西、宁夏、安徽、河南、新疆、云南、贵州等地发展煤化工的热情空前高涨。这些地区纷纷作出加快发展煤化工的战略决策，将建设新型煤化工基地作为地方经济发展的战略方向。,2. “十一五”山东煤化工规划,山东省发挥资源优势，以大型化、集约化、精细化为方向，重点发展石油化工、海洋化工、煤化工。大力开发和推广洁净煤、煤气化和煤液化技术，发展煤炭深加工，严格限制原煤直接进入终端消费。 山东省鲁南煤化工规划：到2010年，鲁南地区主要煤化工产品年新增生产目标规模是：合成氨150万吨，焦炭1050万吨，甲醇400万吨，煤制烯烃60万吨，醋酸100万吨，二甲醚25万吨，粗苯精制25万吨，煤
15、焦油综合加工85万吨。 菏泽市初步提出在菏泽经济开发区、巨野县、郓城县建设3个煤化工基地，规划焦化、煤焦油加工、焦炉气制甲醇、合成氨、尿素、聚乙烯、二甲醚、活性炭等16个项目，预计总投资将达到352亿元。其中项目建设投资为309亿元。综合考虑产业规划投资和基础设施投资，菏泽煤化工基地总投资预计将达到435.2亿元。,3. 山东煤化工现状-煤化工大省,山东省现拥有兖矿鲁化、兖矿峄化、兖矿国泰、兖矿国宏、兖矿国际焦化，新奥凤凰，临沂久泰，鲁西化工、华鲁恒升、明水大化、联盟、恒通化工 等大批规模大、技术先进、经济效益良好的大型煤化工企业。 山东省煤化工产业现有年生产能力：合成氨 万吨，焦炭 万吨，甲
16、醇 万吨，煤制烯烃 万吨，醋酸 万吨，二甲醚 万吨，粗苯精制 万吨，煤焦油综合加工 万吨。 山东省煤化工产业拥有煤化工、煤变油方面的核心技术：多喷嘴对置大型水煤浆气化技术、低温费托合成油技术、燃气发电联产甲醇技术、羰基醋酸合成技术、粉煤加压气化 技术等。 山东省煤化工产业拥有大批煤化工的专业技术人才和技术工人，成为国内发展煤化工产业的人才输出地。,3. 山东煤化工存在的不足,山东省煤化工产业尽管拥有煤化工、煤变油方面的一些核心技术，但技术创新性不强，只是解决了技术国产化问题。以甲醇合成为例：1. 作为大型煤化工必不可少的空分装置目标产品是氧气，但对于用途不大、占空气79%的氮气并未梯级分离，这
17、就要求空分装置尤其压缩机大型化、造成投资大、能耗高、建设周期长：2. 作为最适宜发展煤化工的水煤浆气化技术并未克服国外技术存在缺陷，煤种限制、间歇式操作、备炉问题依然存在；3. 作为煤化工必须的合成气变换采用中小型合成氨适用的固定床全部变换技术，而不是适应大型甲醇合成需要的部分变换； 4. 作为最基本有机原料的甲醇合成单程转化率仅有10%左右，大量气体多次循环，能耗和设备投资大幅增加；5. 作为煤化工必不可少的分离过程，塔器内件处理能力和效率较低，大大增加了高压设备的投资和操作的能耗； 最终结果：60万吨醇氨联产投资高达41亿人民币，投资回收期为7年左右。,3. 山东煤化工存在的不足,山东省尽
18、管拥有大批大型煤化工企业，但产品大多属于初级产品，产业链过短，抗市场风险能力较差（2008年过山车的煤化工效益）。 山东省尽管拥有大批大型煤化工企业，但煤化工所需的各种催化剂（除变换催化剂外）、大型煤化工设备的生产厂家缺乏。 山东省煤化工产业尽管已成为国内发展煤化工产业的人才输出地，但省内新建煤化工企业人才匮乏。煤化工所需专门人才培养严重不足，全国每年煤化工专业大学毕业生不超过300人，难以满足国内煤化工产业的可持续发展。,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,延长煤化工产业链，提高抗市场风险能力,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,4. 山东煤化
19、工从大省到强省跨越的建议,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,加强技术改造，挖潜增效、低投入的提高企业规模和效益兖矿国泰醋酸装置通过系统优化、局部技术改造，仅用十分之一的吨产品投资将原有生产能力提高三分之一。现有甲醇装置如采用空气梯级分离技术、长周期水煤浆气化技术、流化床变换技术、单程转化率高于90%的甲醇合成工艺以及高效高处理能力分离塔内件，现有装置仅需要五分之一的吨产品投资可将原有生产能力提高一倍，生产操作成本下降30%以上。,建设煤化工辅助产业，生产所需的各种催化剂、大型煤化工设备。每年全国近300亿的煤化工建设投入，所需催化剂和煤化工设备约200亿，产业发展潜力巨大。 产学研相结合，建设山东省煤化工技术联盟、煤化工重点实验室、煤化工技术开发中心以及成果转化中心，设立山东省煤化工发展重大专项，超前开发煤化工新技术，建设煤化工技术强省。 校企结合，加强煤化工专门人才培养。结合煤化工企业的要求，优化培养方案，借助企业加强实习等实践环节培养，实施订单式培养，建设煤化工人才强省。,4. 山东煤化工从大省到强省跨越的建议,谢 谢 ！,
