煤化工发展过程案例分析
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2015年1月
煤化工产品发展过程
摘要：煤炭的综合利用与深加工对于以煤炭为主要能源的国家来说至关重要，这不仅提高了煤炭利用率，提高了煤炭的经济效益，而且也有利于环保。因此，煤化工产业的发展近年来取得了较快发展。以煤为原料，合成氨、甲醇为两大基础产品，延伸加工50多种下游产品的煤化工产业已约占化学工业总产量的50% (不包括石油、石化)。2008年上半年，国际油价长期维持在100美元以上，使得以煤气化为龙头，运用以碳一化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的新一代煤化工产品更具竞争优势。即便在当前油价大幅下挫的情况下，由于我国目前贫油、少气、富煤的特殊能源结构以及对于国家能源安全的技术储备来看，煤炭能源化工产业特别是煤炭洁净利用技术为代表的新型煤化工产业将在我国能源的可持续发展、利用中扮演越来越重要的角色，并将逐渐成为今后20年的重要发展方向。这对于我国减轻燃煤造成的环境污染、合理利用能源、降低对进口石油的依赖仍有着重大意义。
关键字：煤化工、煤气化、煤液化、天然气、烯烃
1、概述
煤化工技术逐渐走向成熟。目前，煤化工工艺路线主要有三条，即炼焦、煤气化和煤液化。具体地来说，炼焦是煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右（高温干馏），发生一系列物理化学变化，最终变成焦炭的过程。炼焦是现代钢铁工业的一个重要环节。煤气化是煤与气化剂作用最终转化为气体燃料的过程。煤气化产生的煤气主要成分为CO、H2、CH4和CO2等，是合成氨、煤制天然气、煤制甲醇、
二甲醚、醋酸、烯烃等产品的原料气。煤液化是将煤转化为液体燃料的过程，包括直接液化和间接液化。直接液化是煤与H2、催化剂、溶剂共同作用，最终转化为液体油的过程，也叫催化加氢液化；间接液化是先进行煤气化，生成合成气，然后再合成液体油，例如F-T合成和Mobil工艺。煤化工产业分为传统煤化工和现代煤化工两个范畴。传统煤化工主要包括炼焦，电石制乙炔，煤气化-合成氨等；现代煤化工主要包括煤气化-发电，煤液化、煤制天然气、煤制甲醇、二甲醚、烯烃等。现代煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，装置规模大，技术集成度高、资源利用高，已明显优于传统煤化工。
1.1传统煤化工总体呈现产能过剩的局面
早在20世纪40年代，中国就开始有传统煤化工产业，但规模小，产品单一，产品主要包括焦炭、合成氨、电石和甲醇。近年来，随着中国地方经济的迅速发展和资源丰富地区的崛起，传统煤化工部分产品产能增长较快，中国传统煤化工总体上呈现产能过剩的局面。2011年，中国焦炭消费量约3.8亿吨，产能约5.6亿吨/年，产量约4.2亿吨，装置平均开工率约68%；电石总产能约2 500万吨/年，产量约1 750万吨，装置平均开工率约70%；甲醇消费量约2 796万吨，产能高达5 148万吨/年，产量约2 227万吨，装置平均开工率仅43%。值得注意的是，在中国的甲醇生产中，有约70%是以煤炭为原料。甲醇作为新型煤化工的重要中间体，近年来受到了众多投资者的青睐。
2 煤化工发展现状及前景
近几年，煤化工技术对于资源的有效利用得到了普遍的认可，中国煤化工产业发展较快，得到了社会与企业的普遍关注。现今，煤化工企业包括的类型丰富多彩，本文主要综述煤气化、煤液化、煤制烯烃、煤制天然气技术的发展现状及前景，如下：
2.1 煤气化
目前，已经工业化的煤气化技术有3个，分别是以德国鲁奇炉为代表的固定床气化技术，以灰熔聚、U-Gas为代表的流化床气化技术，以及德士古、壳牌气化炉为代表的气流床气化技术[1]。我国在煤气化技术方面可以引进相关的技术，学习借鉴，在此基础上，我国应该加强对于技术的创新与发展，以促进我国煤气化的长远发展与进步，只单纯的引进技术，是不能创造我国在能源利用上的优势，也不一定适合中国的能源结构。
我国采用固定床鲁奇炉的有山西天脊集团化肥厂和哈尔滨气化厂等，共计13个厂家，254台设备，目前运行状况良好。U-GAS煤气化技术已在我国推广应用于3个煤化工项目，分别是2008年U-GAS在国内与河南义马煤业集团签订1000m3/d煤制气合资经营合同；2006年U-GAS同枣庄埃新斯新气体公司的10万t 甲醇项目；2005年同内蒙古综能协鑫煤化工有限公司22.5万t甲醇、15万t二乙醚项目[2]。通过U-GAS煤气化技术在我国企业的利用，希望可以取得了一定的成效，促进了煤化工技术的发展与企业的发展。我国神华宁夏煤业集团采用GSP粉煤加压气化技术建设80万t/a二甲醚，一期600万t/a甲醇。兖矿集团贵州开阳化工50万t/a合成氨项目采
用四喷嘴对置式水煤浆加压气化技术建成工程示范项目，各项指标均达到设计要求。实践证明，煤化工技术有效提高了企业的效益，也促进了我国煤化工技术的发展，有利于我国煤化工产业的长远发展。但是，煤化工技术的引进与创新的过程中，值得注意的是，我国煤炭气化的发展应把重点放在大型、高效、对环境友好、易于工业化的煤气化技术开发和应用上，实现经济利与社会、环境的和谐发展。今后的发展方向是提高煤种适应性，高压、大规模、节能、节水和降低投资，以及不同原料、不同技术的集成发展，实现可持续发展。
2.2 煤液化
对于以煤炭为主要能源资源的我国来说，煤液化技术是实现资源有效利用的途径之一，煤液化技术的革新与发展对于我国能源资源的开发与利用是至关重要的。近年来，我国煤直接、间接制油产业化示范项目试车相继成功，产出高品质柴油、石脑油等产品，显示出煤制油技术的产业化步伐正在加快。目前我国现有的煤炭液化项目包括：神华集团建设的煤直接液化100万t/a生产线、神华鄂尔多斯18万t/a 煤制油间接液化示范装置、内蒙古伊泰集团以及山西潞安集团各有一条16万t/a煤制油间接液化示范装置[3]，这些项目带动了我国煤液化技术的发展，以及煤液化企业的发展。由于煤制油技术工艺相对复杂，我国煤制油工业化生产还处于起步阶段，对设备的研制与开发还需继续探索，同时必须减少水资源的消耗，解决CO2的排放问题。但是，我们应该肯定煤制油技术的进步，并且有信心能提高煤液化的技
