煤化工發(fā)展方向

1、煤化工發(fā)展方向煤化工有四個(gè)重要的方向：煤基多聯(lián)產(chǎn)；煤的直接液化；煤制化學(xué)品；費(fèi)托合成；1。所謂的煤基多聯(lián)產(chǎn)，IGCC這是一個(gè)系統(tǒng)工程，主要的目的是解決煤利用（包括作為能源，特別是發(fā)電）過(guò)程中的污染問(wèn)題。第一步制成水煤漿，然后利用德士古等氣化工藝對(duì)煤進(jìn)行氣化處理，制成富含氫氣和一氧化碳的合成氣。這一步中，煤的能量90％轉(zhuǎn)移到所制成的合成氣當(dāng)中，如果計(jì)算該氣化工藝中所產(chǎn)生的中壓蒸汽等，能量損失更小。第二步合成氣脫硫。這是煤基多聯(lián)產(chǎn)的根本意義

2、所在。如果煤直接燃燒火力發(fā)電，能量利用率可能更高，但固體形態(tài)的煤脫硫率只能做到一定程度，大量的煤直接燃燒，即使有脫硫劑，也將產(chǎn)生大量的污染。脫硫工藝可以是低溫甲醇洗工藝，非常成熟。然而低溫甲醇洗要求把合成氣的溫度降下來(lái)，不可避免損失能量，因此本領(lǐng)域最具吸引力和挑戰(zhàn)力的技術(shù)是高溫下，合成氣的脫硫。第三步多聯(lián)產(chǎn)。一部分可供應(yīng)城市煤氣；一部分可制成化學(xué)品，如甲醇等；一部分可以發(fā)電。目前，國(guó)家投入大量的人力物力在IGCC上，這方面的工作剛剛起步

3、，應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)有潛力的金礦.國(guó)外煤直接液化工藝IG、HTI、NEDOL和FFI煤炭直接液化是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體燃料，煤直接液化的操作條件苛刻，對(duì)煤種的依賴(lài)性強(qiáng)。典型的煤直接液化技術(shù)是在400攝氏度、150個(gè)大氣壓左右將合適的煤催化加氫液化，產(chǎn)出的油品芳烴含量高，硫氮等雜質(zhì)需要經(jīng)過(guò)后續(xù)深度加氫精制才能達(dá)到目前石油產(chǎn)品的等級(jí)。一般情況下，一噸無(wú)水無(wú)灰煤能轉(zhuǎn)化成半噸以上的液化油。煤直接液化油可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)汽油、柴油和航空燃料。但是適合于大噸位

4、生產(chǎn)的直接液化工藝目前尚沒(méi)有商業(yè)化，主要的原因是由于煤種要求特殊，反應(yīng)條件較苛刻，大型化設(shè)備生產(chǎn)難度較大，使產(chǎn)品成本偏高。煤直接液化技術(shù)研究始于上世紀(jì)初的德國(guó)，1927年在Leuna建成世界上第一個(gè)10萬(wàn)噸／年直接液化廠。1936～1943年間，德國(guó)先后建成11套直接液化裝置，1944年總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬(wàn)噸／年，為德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)中提供了近三分之二的航空燃料和50％的汽車(chē)及裝甲車(chē)用油。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，美國(guó)、日本、法國(guó)、意大利

5、及前蘇聯(lián)等國(guó)相繼開(kāi)展了煤直接液化技術(shù)研究。50年代后期，中東地區(qū)廉價(jià)石油的大量開(kāi)發(fā)，使煤直接液化技術(shù)的發(fā)展處于停滯狀態(tài)。1973年，爆發(fā)石油危機(jī)，煤炭液化技術(shù)重新活躍起來(lái)。德國(guó)、美國(guó)及日本在原有技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一些煤直接液化新工藝，其中研究工作重點(diǎn)是降低反應(yīng)條件的苛刻度，從而達(dá)到降低液化油生產(chǎn)成本的目的。目前不少?lài)?guó)家已經(jīng)完成了中間放大試驗(yàn)，為建立商業(yè)化示范廠奠定了基礎(chǔ)。世界上有代表性的煤直接液化工藝是德國(guó)的新液化（IG）工藝，美國(guó)的HT

6、I工藝和日本的NEDOL工藝。這些新液化工藝的共同特點(diǎn)是煤炭液化的反應(yīng)條件比老液化工藝大為緩和，生產(chǎn)成本有所降低，中間放大試驗(yàn)已經(jīng)完成。目前還未出現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)廠，主要原因是生產(chǎn)成本仍競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)廉價(jià)石油。今后的發(fā)展趨勢(shì)是通過(guò)開(kāi)發(fā)活性更高的催化劑和對(duì)煤進(jìn)行頂處理以降低煤的灰分和惰性組分，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。德國(guó)IG工藝1981年，德國(guó)魯爾煤礦公司和費(fèi)巴石油公司對(duì)最早開(kāi)發(fā)的煤加氫裂解為液體燃料的柏吉斯法進(jìn)行了改進(jìn)，建成日處理煤200噸的半工業(yè)試

7、驗(yàn)裝置，操作壓力由原來(lái)的70兆帕降至30兆帕，反應(yīng)溫度450～480攝氏度；固液分離改過(guò)濾、離心為真空閃蒸方法，將難以加氫的瀝青烯留在殘?jiān)袣饣茪?，輕油和中油產(chǎn)率可達(dá)50％。工藝特點(diǎn)：把循環(huán)溶劑加氫和液化油提質(zhì)加工與煤的直接液化串聯(lián)在一套高壓系統(tǒng)中，避免了分立流程物料降溫降壓又升溫升壓帶來(lái)的能量損失，并在固定床催化劑上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的損失量降到最小。投資可節(jié)約20％左右，并提高了能量效率。美國(guó)HTI工藝該工藝是在兩段

8、催化液化法和H－COAL工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，采用近十年來(lái)開(kāi)發(fā)的懸浮床反應(yīng)器和HTI擁有專(zhuān)利的鐵基催化劑。工藝特點(diǎn)：反應(yīng)條件比較緩和，反應(yīng)溫度420～450攝氏度，反應(yīng)壓力17兆帕；采用特殊的液體循環(huán)沸騰床反應(yīng)器，達(dá)到全返混反應(yīng)器模式；催化劑是采用HTI專(zhuān)利技術(shù)制備的鐵系膠狀高活性催化劑，用量少；在高溫分離器后面串聯(lián)有在線加氫固定床反應(yīng)器，對(duì)液化油進(jìn)行加氫精制；固液分離采用臨界溶劑萃取的方法，從液化殘?jiān)凶畲笙薅然厥罩刭|(zhì)油，從而大幅度提

9、高了液化油回收率。日本的NEDOL工藝1978~1983年，在日本政府的倡導(dǎo)下，日本鋼管公司、住友金屬工業(yè)公司和三菱重工業(yè)公司分別開(kāi)發(fā)了三種直接液化工藝。所有的項(xiàng)目是由新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)（NEDO）負(fù)責(zé)實(shí)施的。1983年，所有的液化工藝以日產(chǎn)0.1~2.4t不同的規(guī)模進(jìn)行了試驗(yàn)。新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)不再對(duì)每個(gè)工藝單獨(dú)支持，相反將這三種工藝合并成NEDOL液化工藝，主要對(duì)次煙煤和低階煙煤進(jìn)行液化。有20家公司合并組成了日本煤油有限公司，負(fù)責(zé)

10、設(shè)計(jì)、建造和經(jīng)營(yíng)一座250噸天規(guī)模的小型試驗(yàn)廠。但是，該項(xiàng)目于1987年由于資金問(wèn)題被迫擱置。一座1td的工藝支持單元（PSU）按計(jì)劃于1988年安裝投產(chǎn)，項(xiàng)目總投資3000萬(wàn)美元，由于各種原因該項(xiàng)目進(jìn)展的斷斷續(xù)續(xù)。1988年，該項(xiàng)目被重新規(guī)劃，中試規(guī)模液化廠的生產(chǎn)能力被重新設(shè)計(jì)為150td。新廠于1991年10月在鹿島開(kāi)工，于1996年初完工。從1997年3月~1998年12月，日本又建成了5座液化廠。這5座液化廠對(duì)三種不同品種的煤（

11、印度尼西亞的TanitoHarum煤和Adaro煤以及日本的Ikeshima煤）進(jìn)行了液化，沒(méi)有太大問(wèn)題。液化過(guò)程獲得了許多數(shù)據(jù)和結(jié)果，如80天連續(xù)加煤成功運(yùn)轉(zhuǎn)，液化油的收率達(dá)到58wt%（干基無(wú)灰煤），煤漿的濃度達(dá)50%，累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間為6200小時(shí)。俄羅斯FFI工藝俄羅斯煤加氫液化工藝的特點(diǎn)為：一是采用了自行開(kāi)發(fā)的瞬間渦流倉(cāng)煤粉干燥技術(shù)，使煤發(fā)生熱粉碎和氣孔破裂，水分在很短的時(shí)間內(nèi)降到1.5～2％，并使煤的比表面積增加了數(shù)倍，有利于改