煤化工的发展和煤制甲醇工艺设计

轻工职业技术学院

毕业论文

关于煤化工的发展和煤制甲醇工艺

教学系轻工化工系

专业班级煤化工生产技术0831

学生腾

指导教师美琴

轻工职业技术学院

二零一一年四月三十号

关于煤化工的发展和煤制甲醇工艺

摘要

煤化工的发展概况和产业背景以及煤制甲醇的工艺,甲醇的用途等等. 关键词: 煤化工,煤制甲醇,气化技术,甲醇合成技术

目录

1.关于煤化工的发展和煤制甲醇工艺------------------------------ 3

2.煤化工发展应首选煤制甲醇------------------------------------ 3

3.煤制甲醇工艺和发展现状-------------------------------------- 6

4.甲醇下游产品开发-------------------------------------------- 13

5.总结----------------------------------------------------- 16

1煤化工的发展概况和产业背景

煤是最早使用的化工和固体燃料原料，随着石油化工的兴起，逐渐被石油和天然气替代。20世纪世界出现三次石油危机，警醒了世界对煤原料路线的重视,德国和美国等西方国家重新开始煤化工技术的研发。自20世纪80年代以来，世界石油价格波动很大，从保障能源安全出发，世界各国加紧了大型工业化煤化工技术的开发。进入21世纪，油价不断攀升，煤化工进入新一轮的发展时期。

我国自20世纪90年代以来对石油能源的需求已进入快速增长期。1991年以后，年均递增6%；近两年来，进一步增长达8.2%。我国目前已成为全球第二大石油消费国和进口国。2006年进口原油1.45亿吨，同比增长14.2%，对外依存度达43%；预测2020年，原油对外的依存度将超过60%，国家的能源形势将更加严峻。

我国的资源状况是石油、天然气资源短缺，煤炭资源相对丰富。据测算，我国煤炭资源的地质理论资源量高达5万亿吨，探明保有储量约为1万亿吨，在可承受的环境容量围，我国煤炭资源的年开采规模可在当前产量基础上继续扩大，达到22亿吨～23亿吨。

进入21世纪以后，国际石油价格持续上涨和长期高位运行，我国石油对外依存度不断提高，在这种双重压力下催生了国煤制甲醇、煤制烯烃和煤制油品等以石油替代为目标的现代煤化工产业。2004年8月，国第一套煤液化项目开工建设，大型煤制烯烃项目开始规划，煤制甲醇、二甲醚、甲醇羰基合成制醋酸等煤化工项目成为投资热点，煤化工产业进入了一个新的发展时期。现代煤化工产业主要产品包括煤制甲醇、二甲醚、

甲醇制烯烃、煤制油品、甲醇制醋酸及下游产品等。

2煤化工发展应首选煤制甲醇

“无论投资的安全性、碳转化率、环境友好性、原子经济性还是技术的成熟可靠性，煤基醇醚燃料都是首选的石油替代品，值得大力推广。”在近期举行的2010全国甲醇合成技术交流研讨会上，专家们表达了上述观点。

华东理工大学教授房鼎业认为，从原子经济性角度看，无论煤制甲醇还是煤制烯烃，首先都必须将煤转化成合成气(CO+H2)，再由CO与H2合成甲醇或烃类。但CO+H2合成甲醇可一步完成，而费托合成烃类，第一步是向合成气中引入氧原子，生产甲醇，再去掉甲醇中的氧原子，分离大量副产水分后才能获得烯烃。显而易见，煤制烯烃的原子经济性不如煤制甲醇。

从项目投资的经济性看，煤制甲醇优于煤制油。国外的统计数据显示，吨煤制油的固定资产投入一般高达1.2万元，而吨甲醇的固定资产投入只需0.4万元。由于固定资产投资太大，煤制油项目的财务及管理费用居高不下，盈利能力差。按当前的石油和煤炭价格计算，年产百万吨以下的煤制油是很难盈利的，但采用现代气化技术建设的30万～60万吨/年煤制甲醇项目，是绝对可以盈利的。

从技术的成熟可靠性看，煤制醇醚燃料的技术国外已经成熟，国产甲醇、二甲醚合成分离与提纯成套技术，均已广泛应用，并向大型化方向发展。3～5年，采用国产技术建设的100万～300万吨醇醚装置将会涌现，规模效益将更加突出。但煤制油技术，国尚无能达到煤制油最低经济规模的100万吨/年煤间接液化项目投产，工程的放大有待时日，并伴有一定的风险。煤直接制油方面同样不容乐观：国外目前还没有大型工业

化示装置运行，国鄂尔多斯百万吨煤直接制油项目虽然已经投产，但还需要从装置安全稳定运行、投入产出比、能源资源利用率、环境保护等多方面进行进一步验证。

“煤制天然气的技术可行性与经济合理性同样需要冷静思考。”房鼎业提醒。他说，煤制天然气过程不仅要消耗大量煤，还要排放大量二氧化碳，无论从经济上还是生态上都是不划算的。另外，就装置的安全性而言，煤制天然气过程是强烈的放热反应，操作条件十分苛刻，项目选址必须远离人口居住区。

即便被大家最看好的煤制乙二醇，在房鼎业看来，仍有诸多问题需要攻克和解决。一是与乙烯路线相比，煤制乙二醇的质量明显逊色，如果煤炭价格大幅上涨，将没有竞争优势；二是加氢催化剂寿命短的问题还需花大力气解决，否则煤制乙二醇的成本将很难降下来；三是合成草酸酯反应催化剂中贵金属组分含量与反应过程中热点控制仍是难题；四是包括一氧化碳脱氢反应器、催化耦联羰基化反应器、亚硝酸酯再生反应器、加氢反应器的工程放大目前还是一大难题；五是各反应步骤的副反应多，乙二醇总收率偏低的问题短期难以解决。这些都制约着煤制乙二醇的发展，也使其装置的安全稳定性、项目的经济可行性存在较大风险。

“目前新能源汽车产业，如氢能和太阳能，看起来很环保，但如果算上制造这些产品时消耗的能源和排放的二氧化碳，它们的整个生命周期并不比醇醚燃料环保。”醇醚燃料及醇醚汽车专委会副秘书长降连葆说。“如果通过政策引导，使更多企业采用焦炉煤气、电石炉尾气和难以利用的褐煤生产醇醚燃料，不仅可以获得清洁廉价的石油替代品，而且实现了废物的资源化利用，既节约了资源，又保护了环境。整个过程比氢能源和太阳能还要节能环保。”