煤炭液化论文
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煤液化多联产技术概述
摘要:简单介绍了直接液化、煤间接液化、多联产等技术以及多联产技术在煤的两种液化中的应用与生产模式,并简单介绍了我国煤液化多联产技术的发展状况。关键词:煤直接液化、煤间接液化、多联产、生产模式
General introduction of co-production system for coal
liquefaction
Abstract:Give a simple introduction to direct coal liquefaction and indirect coal liquefaction, and multi-combinative production, and the application of the technology of multi-combinative production in coal liquefaction and its types of produce,and its development in China. Key word:direct coal liquefaction; indirect coal liquefaction; multi-combinative production; types of produce.
据有关资料统计,2010年,中国消耗煤炭总量33亿t,消耗石油4.2亿t,其
中本国生产石油1.81亿t,从国外进口2.39亿t,即54%的石油依赖进口,进口量已超过国内总需求的一半,预计到2020年,石油的对外依存度有可能接近70%,如此大规模的石油进口,增加了我国对国外资源的依赖程度,国际市场的波动和变化将直接影响到国内经济乃至政治的安全与稳定。
而煤炭是我国最丰富的能源资源。全国累计探明的储量超过1000 Gt,经济
开采储量114.5 Gt,位列美国、俄罗斯之后。煤通过液化技术可以制油,其工
艺包括直接液化技术和间接液化技术,是解决我国石油资源短缺的一条重要途径。但是我国是能源消耗大国,如果只是简单的把煤炭转化为石油,能源利用率是很低的。鉴于此,在本论文中,作者简单介绍了煤的液化及多联产技术,以及现有
的几种生产模式与国内的发展状况,供业内人员作为简单的参考。
1 煤炭液化技术简介
煤炭液化是通过化学加工将固体的煤炭转化为液体的化学产品,有直接液化和间接液化两种液化方式。
1.1 煤炭直接液化
煤炭直接液化是指对煤进行高压加氢直接转化成液体化学产品。
煤炭直接液化工艺特征是将煤制成煤浆,在高温高压下,通过
催化加氢裂化,同时包括热裂解、溶剂萃取、非催化液化,将煤降解、加氢转化为液体烃类,然后再通过加氢精制等过程,脱除煤中氮、氧、硫等杂原子并提高油的品质。煤直接液化过程包括煤浆制备、反应、分离和加氢提质等单元。基本工艺流程如图1。
1.2 煤炭间接液化
煤炭间接液化是指先将煤炭通过气化工艺生产合成气(CO+H2),再用合成气为原料合成柴油、汽油等液态化学产品。
间接液化工艺包括:煤的气化、F—T合成反应、油品加工等3个步骤。气化
装置产出的煤气进入合成反应器后,在一定温度、压力及催化剂作用下,CO和H2转化为直链烃类、水以及少量的含氧有机化合物生成物经三相分离、提取、深加工得到合格的油品及多种化工产品。间接液化工艺流程如图2。
2 多联产技术简介
2.1 多联产技术的基本定义
目前国内对多联产还没有统一的定义,但是基本观点是相似的。
有人把多联产技术定义为通过多种煤转化、利用技术的有机集成,制得多种洁净的二次能源,以及多种高附加值的化工产品。简而言之,煤炭多联产系统是煤气化、动力生产、燃料生产系统的集成(技术群)。能源专家们(包括发改委能源所)则认为“多联产技术”是指利用各种气源(煤制合成气、生物质制合成气、天然气、煤层气)生产电力、热能、清洁液体燃料和化学品等适用技术的总称,被称为是减少石油进口的最为经济有效及环境友好的方法。
从严格意义上来说,多联产技术是指利用从单一的设备(气化炉)中产生的合
成气(主要成分为C0+H2)来进行跨行业、跨部门的生产,以得制多种具有高附加值的化工产品、液体燃料(甲醇、F_T合成燃料、二甲醉、城市煤气、氢气)、以及用于工艺过程的热能和进行发电等。多联产技术能够从系统的高度出发,结合各种生产技术路线的优越性,使生产过程耦合到一起,彼此取长补短,从而达到能源的高利用效率、低能耗、低投资和运行成本、以及最少的垒生命周期污染物排放。
2.2煤液化多联产技术的重要性
纵观国内外研发进展,跨行业联产是煤液化技术特别是费托合成技术发展的趋势,系统集成是实现“联产优势效应”的关键环节。某研究结果表明,现阶段如果在我国西部某省建设一座以生产中间化学品(直链烃)为主、油品为辅的单纯煤基间接液化厂,生产规模160 万,采用国外成熟固定流化床工艺,项目投资约为145亿元(其中:气化部分约为60 亿元,公用工程约为15.8亿元,项约占总投资的52.8% ),项目享受国家的税收优惠政策,内部收益率可以达到11.45% 。
同样,如果在我国西部某省建设一座以生产油品为主、中间化学品(环烷烃、芳烃)为辅的煤直接液化厂,生产规模 250万,直接液化工艺采用国外某工艺,项目投资约为 160亿元(其中:煤气化制氢部分约为35.2 亿元,公用工程约为10.4亿元,2项约占总投资的32.3% ),也享受国家的税收优惠政策,内部收益率可以达到 12.8%。由此可见,尽管可比基础数据不尽相同,但基本可以反应单纯直接液化工艺的表观经济效益明显优于单纯间接液化工艺。
如果在我国的东部某省建设一座以生产中间化学品(直链烃)为主、油品、甲醇及电为辅的煤液化多联产厂,生产规模150万,其中合成也采用相同的国外成熟固定流化床工艺,项目总投资约为102亿元(其中:气化部分约为35.7亿元,公用工程约为6.8亿元,2项约占总投资的41.7% ),在不享受国家税收优惠政策