新型煤化工产业发展近况与思考

新型煤化工产业发展近况与思考

程宗泽;张十川

【摘要】我国煤化工行业经过几十年的发展,已在化学工业中占有及其重要的地位.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.

【期刊名称】《煤》

【年(卷),期】2009(018)006

【总页数】4页(P39-42)

【关键词】煤炭;煤化工;煤气化;多联产系统

【作者】程宗泽;张十川

【作者单位】郑州煤炭工业集团有限责任公司,河南,郑州,450006;郑州煤炭工业集

团有限责任公司,河南,郑州,450006

【正文语种】中文

【中图分类】TQ53

煤炭是我国的主要化石能源，我国目前能源生产结构中煤炭产量约占3/4，在目前能源消耗结构中煤炭占消耗总量约2/3。在全球对替代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下，煤炭能源化工产业在我国能源的可持续利用中扮演愈发重要的角色。煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品的工业化过程。煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。煤的焦化、气化、液化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。

新型煤化工以碳一化工技术为基础，煤气化为龙头，组合应用催化合成、分离、生物化工等先进的化工技术生产可替代石油的洁净能源和各类化工产品如：成品油、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等。进而发展以煤气化技术为核心的多联产系统，最终形成煤炭→能源→化工一体化的新型煤化工产业。

1.1 煤制油

1.1.1 煤直接液化制油

煤的直接液化技术是指在高温(450 ℃)和高压(20～30 MPa)下，通过加氢使煤中

复杂的有机化学结构直接转化成为液体燃料的技术。其典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制，以及液化残渣气化制取氢气等部分，特点是对煤种要求较为严格，投资规模巨大，但热效率高，液体产品收率高。一般情况下，1 t 无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油，加上制氢用煤约 3～4 t 原料产 1 t 成品油，液化油在进行提质加工后可

生产洁净优质的汽油、柴油和航空燃料等。

世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL 工艺、德国的IGOR 工艺和美

国的HTI 工艺。国内，神华集团与中国煤科院北京煤化所共同开发了并具有我国

自主知识产权的“中国神华煤直接液化工艺” (CDCL液化技术)，设计年油品

108万t，年用煤量345万t。目前，神华集团煤直接液化一期工程的商业化示范生产线已进入工程建设末期。

1.1.2 煤间接液化合成油

煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气，然后以煤基合成气(一氧化碳和氢气)为原料，在一定温度和压力下，将其催化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺，包括煤炭气化制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等过程。约5～7 t 煤产 1 t 油。煤炭间接液化技术主要有3 种，即南非的萨索尔( Sasol) 费托合成法、美国的莫比尔法( Mobil) 和正在开发的直接合成法。

在国外只有南非SASOL公司进行大规模工业化生产。该公司1999年至2006年8年的运行数据显示，1999年油价最低时，平均每桶约为10.5美元，每吨合成油的平均营业利润仍然达到42美元，营业利润率达到21.9%。2006年(2005年6月31日至2006年6月31日)公司经营情况最好时，煤制油部门产品价格折合原油价在57.5美元/桶，每吨成品油营业利润为281美元。

间接液化技术在国内还处于中间试验后的产业化示范阶段。

2004年11月，山东兖矿集团自主研发的万吨级低温费托合成煤间接液化和100 t/a费托合成催化剂中试成功。兖矿集团率先自主研发建设了年产100万t的间接液化项目(兖矿榆林100万t/a煤间接液化制油工业示范项目)数据报道已获“突破性”进展。

中国科学院山西煤炭化学研究所目前具有年产16万t的工艺技术，分别与山西潞安矿业集团、内蒙古伊泰集团合作建设了煤制油项目。其中，潞安集团在山西的16万t煤基合成油(煤炭间接液化)工程，已于2008年12月正式“出油”。该示范项目是我国煤间接液化自主技术产业化的第一个项目，标志着我国“煤制油”产业化试验取得了阶段性成果和重大突破。

1.2 煤气化制甲醇

煤气化制甲醇是以煤为原料通过气化转化生成甲醇，其中煤气化技术是关键。大型煤制甲醇的典型流程是由煤经煤气化制取合成气，再由合成气在铜基催化剂条件下经合成装置生成甲醇。煤制甲醇所运用的煤气化技术按气化炉的形式来划分，主

要有固定床、流化床和气流床。从技术先进性、能耗、环保等方面考虑，对于大

型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜。有代表性的气流床气化方法有：德士古水煤浆和壳牌干粉等。德士古水煤浆气化技术的应用较早，技术较成熟，国内外的工业化装置较多，但其气化效率不高，而氧耗很高。壳牌干粉气流床气化技术由于热效率高、煤种适应范围宽，最近两年在国内应用比较多，已有10 多个煤化工

项目采用，但投资相对较高。不同原料的煤气化技术路线，见图1。

1.3 煤制合成气生产二甲醚、烯烃

该方向的主要工艺过程包括：煤气化制合成气；合成甲醇或二甲醚; 甲醇脱水制二甲醚；甲醇或二甲醚催化合成烃类产物(MTO,MTP)。

1.3.1 煤→甲醇→烯烃产业链

以煤制甲醇为原料，引进鲁奇公司甲醇制丙烯、UOP公司甲醇制乙烯等关键技术，重点发展乙烯、丙烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸及酯、丁辛醇等下游加工产品，形成甲醇-烯烃煤化工产业链。根据河南省煤化工产业发展现状及“十一五“发展规划，到2010年，形成年产140万t丙烯及下游产品的生产能力，年消耗甲醇160万t，转化煤炭约400万t，实现销售收入75亿元。煤为原料生产二甲醚、乙烯、丙烯的工艺流程，见图2、图3、图4。

煤为原料生产二甲醚的工艺流程图：

在我国由大连化物所、中石化洛阳石化工程公司及陕西新兴煤化工科技发展有限公司共同研发的甲醇制低碳烯烃DMTO技术于2006年8月取得了重大的突破，在日处理能力甲醇50 t的工业化装置上实现了接近100%的甲醇转化率，乙烯选择