现代煤化工产业的现状及展望

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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*1，2，3张明(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)摘要综述了我国现代煤化工行业的现状，着重介绍了煤制天然气、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚和煤制烯烃产业的工艺流程、技术特点、装备状况和发展前景，分析、比较了主要产业的环境承载力，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。关键词煤化工煤制天然气煤制油煤制甲醇煤制二甲醚煤制烯烃中图分类号TQ54文献标识码A文章编号0254-6094(2012)

2、03-0257-09我国石油、天然气资源较为贫乏，而煤炭储备、1煤制石化产品生产和消费均居世界前列，但其热值利用率又低于1．1煤制天然气20%，部分煤炭被烧掉，这不仅浪费煤炭资源，而且1．1．1工艺流程造成对大气的污染。因此，充分利用煤炭资源，发煤制天然气技术的主要工艺流程是:煤气化展现代煤化工，特别是研发、生产煤制能源产品势生产合成气，合成气通过CO变换和净化后，经甲［1］在必行。只有这样，才能实现煤炭的综合利用和深烷化反应生成天然气。近年来，也出现了直接加工，提高煤炭的经济效益，使其热值利用率提高合成天然气技术，是将煤气化和甲烷化合并为

3、一到原来的3倍，即达到美国的热值利用水平，同时个单元直接由煤生产富甲烷气体。与直接合成天也能节约煤炭资源并减少大气污染。然气技术相比，煤气化转化投资较高，但技术已经目前，我国现代煤化工仍处于示范建设阶段，成熟，是煤制天然气中的主流工艺。由于现代煤化工技术具有装置规模大、技术集成煤制天然气的气化工艺可分为蒸汽－纯氧气度高和资源利用优于传统煤化工的特点，各地规化、加氢气化和催化蒸汽气化3种工艺。划拟建的项目很多。为了使现代煤化工这一新兴蒸汽－纯氧气化工艺如图1所示，是传统的煤产业从一开始就步入科学、有序、健康的发展轨气化工艺。煤伴随着蒸汽和氧气

4、进入气化炉内部道，国家出台了相应政策，明确了把煤制天然气、发生气化反应，生成的气化气中主要含有CO、H2、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚和煤制烯烃作为现CO2、甲烷和高级烃类(乙烷和丙烷)。气化气的组代煤化工的代表领域。为此，笔者在对以上领域成取决于气化条件，如温度和压力。目前最经济、的工艺流程、技术特点、装备状况和产业前景进行最成熟的也是蒸汽－纯氧气化工艺。世界唯一工综述性评介的基础上，分析、比较了主要产业的环业化的美国大平原煤制天然气项目就是采用此工境承载力，以期掌握现代煤化工的发展现状。艺。图1蒸汽－纯氧气化工艺流程框图*张明，男，19

5、61年2月生，高级工程师，董事长。辽宁省阜新市，123000。258化工机械2012年加氢气化工艺是用H2将煤气化生成甲烷。间;合成气转化率高;回收过程能耗低，可充分利用气化反应所需H2可以通过甲烷蒸汽重整制取或甲烷化反应放出的热量，生产高中压过热蒸汽产其他外部方式获取。在甲烷蒸汽重整装置中，加品;MCR-2X催化剂寿命长、活性高、副反应少，使氢气化反应生成的甲烷转换为CO和H2。加氢用温度范围250～700℃，循环气量仅为其他工艺的［2］气化法制天然气工艺流程如图2所示。1/10;合成天然气品质高，甲烷体积分数可达到394%～96%，高位

6、热值达37．26～38．10MJ/m，满足了国家天然气标准和管道输送的要求。但是，该工艺投资大，技术复杂度高，需要具有一定的生产规模才能产生较好的经济效益。Lurgi工艺投资成本低，单线生产能力大，转化率高，可操作性强，生产的合成天然气品质高，副产品种类多，技术成熟度高，经过商业化规模的验证运行稳定。但是，由于此工艺采用的是Lurgi图2加氢气化工艺流程框图气化+绝热循环稀释甲烷化技术，气化效率不高，催化蒸汽气化工艺的主要特点是在催化剂存绝热循环稀释要消耗大量的能量，相当于甲烷化在的条件下煤气化和甲烷化在同一个反应装置中反应产生的50%的能

7、量，不能做到自身的能量平进行。衡，所以此工艺的能效较低［6］。蒸汽－纯氧气化技术是目前最经济、最成熟1．1．3装备状况的工业化技术，而加氢气化和蒸汽催化气化技术煤制天然气技术的关键设备有煤气化炉、甲是在研究开发阶段的新技术。目前国内在建和开烷化反应器和废热锅炉。煤气化炉的主要类型有展前期研究的煤制天然气项目均采用第一种成熟移动床、流化床和气流床3类。甲烷化反应器主的工艺技术，对于后两种技术，美国、日本和澳大要使用固定床反应器和流化床反应器，其中固定利亚都在进行积极的研究。［7］床甲烷化技术比较成熟，应用也更加广泛，催1．1．2技术特点化剂以

8、镍系催化剂为主。煤制天然气的核心技术是甲烷化工艺。目前煤制天然气项目有大量的高温余热，通过废使用的甲烷化技术主要是英国Davy公司的甲烷热锅炉回收产生高中压蒸汽，可用于驱动空分透