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煤化工技术

煤化工技术

煤化工技术范文第1篇

我国最具代表性的煤化工产业是焦化工业,同时,焦化工业也是冶金工业、机械工业铸造、高炉炼铁等行业最主要的辅助产业。目前,全世界的焦炭工业所直接消耗的原料精煤大约为4.5亿t/a,而全世界的焦炭产量大约是3.2~3.4亿t/a,机械化发达的国家受到世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术的发展、生产成本增高以及环境保护的因素的影响,这些国家的炼焦能力处在收缩状态。我国目前有各类机械化焦炉大约750座以上,交谈年产量大约是1.2亿t/a,在世界上位居第一,直接消耗的原料煤占据全国煤炭消费总量的14%,年设计炼焦能力约9000万t/a,我国煤气净化技术在世界上已处于先进水平,焦炭的质量也得到了较大的提高。上世纪80年代,我国煤炭行业的炼焦技术得到发展,一些地区建成了专门输送人工煤气的工厂,也有以焦炭为主要产品的工厂。焦炭是我国的主要出口产品之一,每年的出口量也在逐年增加,目前是世界上焦炭出口量最多的国家。但煤炭行业的焦化也存在一些问题,其中普遍存在的问题是:焦炉炉型小、受矿区产煤品种限制、调整焦炭质量的难度较大、烟尘处理技术的缺乏等,造成国内大多数焦化行业与国外同行业产生较大的差距。

二、煤气化

煤化工产业化发展过程中最重要的单元技术就是煤气化技术。煤气化技术目前在我国广泛应用的领域有:化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业,近二十几年,由于我国引进了加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉等用于生产合成氨、甲醇或城市煤气等。随着社会的发展,科技的日新月异,煤气化技术的发展和作用也引起了国内煤炭行业的关注,“九五”期间,兖矿集团与科研机构、国内高校合作后开发并完成22t/d多喷嘴水煤浆气化炉中试装置。这一成果标志着我国在自主开发气化的技术上取得了突破性进展。

三、煤气化合成氨

目前我国有800多家中小型化肥厂。我国化肥生产的主要方式是以煤为原料,采用煤气化合成氨技术,采用水煤气工艺,每年消费的原料煤炭以及焦炭都会超过4000多万吨。与我国不同的是,国外生产化肥以煤炭为原料的工厂很少,国外企业和工厂一般都以石油或者天然气为主要原料,而中国因为技术和市场的关系,煤气化合成氨工厂和企业不能与国外相比之。

四、煤气化合成液体燃料

随着中国经济的发展,国内各项事业对能源的质量和用量的要求也越来越高,而由于我国对油品的消费每年都在增加,国内的资源能源并非取之不尽用之不竭,所以从国外进口原油成为我国煤化工业发展的必然趋势。20世纪50年代开始,中国就开展了间接液化技术的开发和研究,到80年代,由铁基催化剂托合成生产汽油技术的实验获得成功,这一技术得到进一步发展,同时,2000t/a规模的煤基合成汽油工业实验也获得成功。90年代开始,在对钴基催化剂合成工艺的开发方面开展了系统的研究和开发工作,并在这一阶段中取得令人瞩目的有效成果,由此开发出了3种型号的合成柴油钴基催化剂。“十五”期间,针对新型浆态床合成工艺的催化剂、反应器等小型试验得到立项,并在这一阶段中研制了工业级煤基合成油工艺软件包。

五、煤气化其他产品合成技术

不同的合成技术能合成制成不同的化学品,国外对使用煤通过气化制出合成气的相关技术也已进入研发、开发以及某些商业运作上。甲醇这种化工原料在煤化工行业中占据着重要地位,世界甲醇的生产能力约为3500万t/a,其中,总产量约为2900万t/a。在国内,甲醇的生产企业大概有100多家,这些企业当中,有一半以上是以煤为原料的工艺制作,而我国甲醇的生产能力约为300万t/a。但是我国的生产技术与国外相比,甲醇装置规模较小,生产工艺相较于国外也比较落后,尤其是在我国以煤为原来哦的工艺,生产过程复杂而成品偏高,因此在与世界上其他大国相比,我国的甲醇生产缺乏较强的竞争能力。此外,作为另外一种代用液体燃料,二甲醚的生产技术也受到各方关注。世界二甲醚产量约为15万t/a,主要利用甲醇脱水工艺制成,有相关研究人员认为,二甲醚可以作为车用柴油代替燃料,也可以为民用燃料。

六、煤炭直接液化

煤化工技术范文第2篇

[关键词]GE水煤浆;配煤;技术经济;研究

贵州赤天化桐梓化工有限公司设计年产30万吨合成氨、30万吨甲醇和52万吨尿素。气化装置采用GE公司水煤浆气化工艺技术,配置3台气化炉,每台设计煤浆量为62m3/h,最大煤浆量为72m3/h。根据GE水煤浆工艺技术特点,煤炭原料主要以低灰分、高挥发分的烟煤为主。但是,由于该项目地处贵州省桐梓县,而当地主要生产高灰分、低挥发分的无烟煤。虽然烟煤对GE水煤浆工艺具有良好的适应性,但是产地主要分布在西北一带,运输路途遥远,价格相对较高。而桐梓本地煤虽然运输路途近,价格相对较低,但是对GE水煤浆的适应性差,碳转化率低。因此,研究GE水煤浆工艺配煤的技术经济性,即通过工程技术试验,寻找配煤技术经济性规律,建立数学模型,研究煤炭价格变化与最佳经济性配比的数学关系。

1配煤试验

1.1试验方案

1.1.1试验对象和范围

以气化炉作为研究对象,通过研究桐梓本地煤和北方烟煤的5种配比分别对公司产品煤耗、产品煤成本、产量经济效益的影响,推导最佳配煤比及计算方法,确定某种煤价条件下的最佳配比。

1.1.2数据收集、计算和分析

根据GE水煤浆工艺特点,在稳定煤仓和煤浆槽料位前提下(控制在70%~80%),主要对气化炉煤仓进口原料煤量、煤质及煤浆的组分,气化炉产水煤气的气量和组分,排出的粗细渣量和组分,合成氨和粗甲醇产量、碳洗塔出口水煤气温度和压力等数据进行采集。通过上述采集数据,计算有效气量,粗甲醇折算氨产品计算吨氨煤耗,千方有效气煤耗,千方有效气耗氧,产渣率和碳转化率。通过采集和计算数据,进行对比分析,结合煤质变化,分析造成差异的主要原因。

1.1.3配煤精准度管理

校验频率由每月1次改为每周1次,精准度要达到千分之三。自动采样器每隔30分钟进行取样1次,并将一个班的样进行混合均匀后,再进行分析,避免了以往随机取样造成样品代表性差的问题。将煤场各种煤进行了标识和分类管理,提高配煤人员操作的准确性,安排专职人员日常到煤场进行监督管理,检查物料部配煤台帐,精确到各煤种的每班配量,每周五定时对各种煤进行盘库。

1.2数据收集、统计和计算

2016年5月25日——2016年6月24日,共采集了本地无烟煤和北方烟煤的配煤比(质量比)分别为7︰3、6︰4、5︰5、4︰6和3︰7五种数据,根据生产工艺数据和分析数据,作了数据统计、分析、计算和对比。

1.3主要数据分析

1.3.1耗煤量分析

根据图1,除配煤比为5︰5以外,吨氨煤耗随桐梓本地煤占比增大与增加,且大多数点都在拟合的直线上下。虽然各种配比的转化率相差不大,但是实际获得水煤气中CO、H2量相差较大。北方烟煤中挥发分含量较无烟煤高20%左右,挥发分中主要含各种烷烃和芳香烃,碳活性较好。北方烟煤占比越高,有效气中CO、H2占比越高。桐梓本地无烟煤与北方烟煤的配比越高,煤耗越高。当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时,吨氨耗煤和千方有效气耗煤分别比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高6.81%和8.17%。当配比为5︰5时,由于煤浆浓度和挥发分含量达到一个较为理想的中间值,因此兼顾了北方煤和桐梓本地煤的优点,吨产品耗煤和有效气耗煤达到一个较低值。

1.3.2产渣率分析、耗氧量、碳转化率和热值分析

通过几组数据对比分析,各种配比产渣量随着桐梓本地煤占比升高而增大,这与桐梓本地煤灰分较高相关。桐梓本地煤比例越高,有效气的耗氧量越高,增大了空分运行成本。根据数据表,当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时,千方有效气耗氧分比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高4.96%,即千方有效气多耗高压蒸汽0.05吨。以渣为计算依据,各种配比碳转化率相差很小,气化温度达到1350℃及以上温度时,煤中碳转化率均接近化学平衡。但是粗渣中残碳受煤种影响较大,尤其是桐梓本地煤占比越高,粗渣残碳越高。北方烟煤比例越高,混合煤的热值越低,主要原因是混合煤中固定碳含量较低。例如,收到基固定碳在桐梓煤与北方煤比例为7︰3时,比在桐梓煤与北方煤比例为3︰7时高3.5%。

1.3.3产硫量分析

桐梓本地煤与北方烟煤比值越大,混合后煤中总硫含量越高,因此,当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时,煤中硫含量比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高85%,即增加450m3/h硫化氢气体,每天可增大硫磺产量15.5吨。

2技术经济分析

2.1工艺最低消耗分析

根据试验数据,当桐梓本地煤:北方烟煤比例为3:7和5︰5时,吨产品耗入炉煤消耗最低,分别为1.422t/t和1.435t/t,有效气耗煤分别为0.674t/km3和0.702t/km3。

2.2现行煤价的成本分析

根据各种配比下吨氨和有效气的消耗数据,结合当前北方烟煤、桐梓本地煤的采购煤价和蒸汽价格(桐梓本地煤与北方烟煤采购均价分别为460元/吨和650元/吨,高压蒸汽价格为120元/吨),编制了吨氨耗煤和有效气耗煤的成本表。

2.3配比与煤价的关系式推导

2.3.1拟合直线

利用吨氨煤耗与配比拟合一条直线,如图1直线,根据上述氨煤耗和配比数据,计算方程式系数:a=0.058,b=1.392即得方程式:y=0.058x+1.392(1≥x≥0)式中y为吨氨煤耗,x为桐梓本地煤占入炉煤的比率。

2.4经济效益与配比的关系

根据产品价格、不同配比产量和消耗的关系建立经济效益关系式。因为合成氨涉及消耗原材料较多,本次只以吨氨耗煤计入消耗成本。具体关系式推导如下:效益=收入-消耗=产量×[产品单价-煤耗成本]根据各种配比的煤耗成本,可以计算经济效益。从最大经济效益中选择最大效益对应的配比作为最佳经济效益配比。通过计算,根据现行煤价和产品液氨销售价格,当桐梓本地煤与北方烟煤配比为5︰5和6︰4时,经济效益较高。

3结论

根据试验及运行数据,桐梓本地煤与北方烟煤配比越高时,吨氨消耗、产渣率、水煤气硫含量、灰分及残碳较高,有效气产率较低。其中,桐梓本地煤与北方煤比例为3︰7和5︰5,吨产品耗煤较低。根据试验数据和现行煤价,桐梓本地煤与北方煤比例为7︰3、6︰4和5︰5时,吨氨耗煤和有效气煤耗的成本较低。从经济效益来看,当桐梓本地煤与北方烟煤配比为5︰5和6︰4时,经济效益最高。通过数学分析,建立了水煤浆经济配比与煤耗成本的数学关系式,用于指导生产实际。

参考文献

[1]胡云凯,娄伦武.无烟煤在GE水煤浆气化装置的应用总结[J].氮肥技术,2014,35(4):24-26.

[2]蔡书琴,杜俊.水煤浆配煤试验研究与应用[J].化肥工业,2015,42(4):31-33.

[3]邹杰,许玲玉.水煤浆浓度变化对煤气化工艺的能耗影响分析[J].煤化工,2016,44(2):50-53.

煤化工技术范文第3篇

【关键词】新型煤化工;技术现状;发展思路

0.前言

煤化工可分为传统煤化工和新型煤化工。传统的煤化工主要用来发电、炼焦和作为工业燃料以及合成氨、尿素、甲醇、甲醛、乙酸、电石和乙炔衍生物(氯乙烯、醋酸乙烯、1,4-丁二醇)等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气和煤制二甲醚[1]。

1.新型煤化工的技术现状

1.1煤制油的技术现状

煤液化技术在科学上称为煤基液体燃料合成技术,按合成工艺的不同,煤制油可以分为煤直接液化燃油和煤间接液化燃油2种。

(1)煤直接液化燃油:

煤直接液化燃油是指先将煤磨成煤粉,然后通过高温(400℃以上)、高压(10Mpa 以上),在催化剂的作用下加氢裂解,转化成液体燃油[2]。目前,国际上已开发出的煤加氢液化工艺有10多种,比较有代表性的有日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺、美国的HTI 工艺。3 种工艺中,比较成熟可靠的是德国的IGOR工艺,其转化率能达到97%[3]。神华集团在20世纪末开始开发煤直接液化工艺,该项目引进美国碳氢技术公司煤液化核心技术,并进一步进行了调整与改进,将储量丰富的神华优质煤按照国内的常规工艺直接转化了柴油。

(2)煤间接液化燃油煤间接液化燃油是指先将煤转化成合成气(CO和H2),然后在一定温度、压力及催化剂的作用下合成生产出的煤油。目前,已经工业化的煤间接液化技术只有南非SASOL的F-T合成技术和荷兰Shell公司的SMDS技术[4]。

1.2煤制烯烃的技术现状

煤基制烯烃工艺路线为:粉煤在高温、高压条件下气化成主要成分为CO和H2的粗合成气,再经过变换及净化工序合成粗甲醇,粗甲醇精制除去水、二甲醚、甲酸甲酯等轻于甲醇的低沸点物质得到精甲醇,最后将精甲醇转化为低碳烯烃。当前,国外开发研究比较成功的甲醇制烯烃工艺主要有美国环球石油公司和挪威海德鲁公司共同开发的甲醇制烯烃(MTO)技术以及德国Lurgi公司的甲醇制丙烯(MTP)技术,而国内主要有中国科学院大连化学物理研究所(简称大连化物所)的甲醇经二甲醚制低碳烯烃(DMTO)技术、中国石油化工股份有限公司的甲醇制烯烃(SMTO)技术以及清华大学循环流化床甲醇制丙(FMTP)技术。目前,国内已建成的煤制烯烃项目主要有神华包头煤化工有限公司煤制聚烯烃项目、大唐国际发电股份有限公司煤制聚丙烯项目和神华宁夏煤业集团煤制聚丙烯项目[5]。

1.3煤制乙二醇的技术现状

煤制乙二醇技术是将煤制成合成气,再以合成气中的一氧化碳(CO)和氢气(H2)为原料制取乙二醇。目前,我国在世界上已率先实现了煤制乙二醇(CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇)成套技术的工业化应用。而国外技术未能实现工业化,其原因在于没能获得核心催化剂的关键制备技术和工业一氧化碳深度脱氢净化等系列关键工艺和技术,以及关键单元的技术集成[6]。

1.4煤制天然气的技术现状

煤制天然气的主要工艺流程为:煤气化生产合成气,合成气通过一氧化碳变换和净化后,经过甲烷化反应生产天然气。整个工艺在技术上是成熟的,现在国内外有关学者和公司将研发重心放到了气化技术的革新上[7]。煤制天然气的气化工艺[8]可分为蒸汽- 纯氧气化,加氢气化和催化蒸汽气化三种工艺。煤制天然气的另一核心技术是甲烷化工艺。目前国内还没有掌握大型合成气甲烷化工艺,主要技术要向国外公司购买。目前使用的甲烷化技术主要是托普索甲烷化循环工艺技术和DAVY 公司的甲烷化技术[9]。

1.5煤制二甲醚的技术现状

二甲醚的生产工艺路线很多,目前工业上应用的主要是甲醇脱水工艺和合成气直接合成二甲醚工艺。甲醇脱水法先由合成气制得甲醇,然后甲醇在固体催化剂作用下脱水制得二甲醚,甲醇脱水法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法;合成气一步法以合成气( CO+H2)为原料,合成甲醇和甲醇脱水反应在同一反应器中完成,同时伴随CO的变换反应,一步法多采用双功能催化剂[10]。

甲醇气相催化脱水法是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法。合成气一步法合成二甲醚工艺主要有日本NKK 公司的液相一步法新工艺、大连化学物理研究所的固相新工艺、美国空气化学品公司浆态床一步法合成二甲醚工艺等。

2.新型煤化工产业发展思路

新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头,以碳—化工技术为基础,合成、制取各种化工产品(和燃料油)的煤炭洁净利用技术。我国新型煤化工发展的总体思路与重点发展新型煤化工,应坚持与传统煤化工结构调整相结合,坚持提高效益与节能减排相结合[11]。

2.1 以清洁能源为主要产品

新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如汽油、柴油、液化石油气、航空煤油、聚丙烯原料、乙烯原料、电力、替代燃料(甲醇、二甲醚)、热力等,以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。

2.2 推进煤-电-热-化一体化发展

新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,我们要切实扭转煤化工项目生产单一产品的单纯煤化工发展模式,着力发展煤-电-化-热一体化,实现煤化工与电力、热力联产和负荷的双向调节。紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,探索煤化工产品、副产物的综合利用, 如二氧化碳制绿藻、煤渣制氧化铝、合成油产品综合利用等,形成煤炭—能源化工一体化的新兴产业。

2.3 建设大型企业和产业基地

新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业[12]。 [科]

【参考文献】

[1]杨卫兰.我国新型煤化工发展现状及前景分析[J].石油化工技术与经济,2012,28(5):22-26.

[2]郝剑虹,高海洋,张富兴.煤制油技术在我国的发展现状[J].北京汽车,2010(2): 43-46.

[3]钱伯章,朱建芳.对中国煤制油的冷静思考[J].炼油技术与工程,2006(7):5-9.

[4]张玉卓.中国煤炭液化技术发展前景[J].煤炭科学技术,2006(1):19-22.

[5]李丽英,田广华.煤基甲醇制烯烃技术及产业发展现状[J].合成树脂及塑料,2013,30(4):75-79.

[6]钱伯章.煤制乙二醇技术与应用[J].精细化工原料及中间体,2012(10 ):35-41.

[7]苗兴旺,吴枫,张数义.煤制天然气技术发展现状[J].氮肥技术,2010,31(1):6-8.

[8]MunishChandel,EricWilliams.SyntheticNaturalGas(SNG):Technology,Environ

mental Implications,and EconomicsClimate Change Policy Partnership Duke University,January,2009.

[9]刘志光,龚华俊,余黎明.我国煤制天然气发展的探讨[J].煤化工,2009,14(2):1-5.

[10]田广华,宋彩霞.煤化工产品工艺路线[J].现代化工,2012,32(2):6-8.

煤化工技术范文第4篇

关键词:新型洁净煤化工 新型煤化工 多联产系统

众所周知,中国是一个幅员辽阔,地广物博的文明古国。在已发现的142种矿物中,煤炭占有特别重要的位量,资源丰富,分布广泛,煤田面积约55万平方公里,居世界产煤国家之前列。煤炭成为经济生产活动和人们如常生活中不可缺失的主要原料和燃料。据悉,我国的煤炭生产和消费占一次能源构成的 75%。然而,对经济繁荣的向往,使得人类能源的需求日益增加,以化石燃料为代表的传统能源由于其的不可再生性,同能源需求产生了严重的供需矛盾。

一、新型洁净煤化工技术

由于环保意识的增加,新型洁净煤化工技术在当前颇受关注。其是指在煤炭开发和利用过程中,尽可能减少污染和提高效率能源,即将最大限度的开发煤能源的潜能,且将煤释放的污染控制在最低水平, 从而达到能源开发与环境保护相协调的状态,图1 给出了煤化工经济示意图。目前有下列3种新型煤化工技术路线:其一是煤气化技术,它是煤化工产业发展过程中最重要的单元技术,主要以“鲁奇”、“德士古”、“壳牌”等炉型最为普遍,我国生产合成气和化工产品时曾先后引进了上述炉型;其二是以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。据不完全统计,当前国外的甲醇生产主要以天然气为主;其三是以煤为原料合成烃类。我国多年来一直致力于对甲醇裂解制烯烃的研究工作,积累了许多宝贵的经验,为中国科学院大连化学物理研究所达到世界领先水平奠定了扎实的基础,其甲醇转化率高达到100%,而对烯烃的选择性高达85%~90%。 图1 煤化工经济示意图

二、新型煤化工的核心技术

1.煤液化技术

1.1技术

煤直接液化技术的开发可追溯至20世纪20年代。20世纪30-40年代德国率先将该技术应用于工业化生产之中;到了20世纪70年代,国外的优秀科学家们历经30多年,终于完成了对该技术的的改进、创新工作。在煤化工领域,煤直接液化称得上是当前最先进的技术发明了。通过将煤制成油煤浆,放置在 450℃左右和10~30MPa压力的环境中,进行催化加氢,可获得液化油,还能够将其进一步加工成汽油、柴油及其他化工产品。尽管没有大规模工业化应用实例,但对新技术的应用已经是大势所趋,我国神华集团正在引进国外核心技术建设示范工厂。此外,我国有关研发机构在跟踪研究20多年的基础上,正致力于研发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺及专用高效催化剂等关键技术。煤液化技术的前景一片明朗。

1.2煤间接液化技术

煤间接液化也是目前市场上较为先进的能源转化技术。它是通过气化煤制得合成气(CO、H2),然后通过F-T合成,得到发动机嫩料油和其他化工产品的过程。据需,南非于20世纪50年代便开始投入大量资金建设商业化工厂,由于经验丰富,时至今日南非已形成了年产高达700万吨产品的生产链。目光回转国内,我国对科技的重视日益显现。对间接液化技术我们也有着20多年经验积累,而目前科学界正调整重心,积极开发浆态床低温合成工艺及专用催化剂。此外,立足之身科研外,我国还引进了不少国外技术建设工业示范厂的前期研究。

2.煤气化技术

在煤化工所有技术中,煤气化占据着举足轻重的地位。它对投资和成本都有较大影响。当前,我国双管齐下,不仅重视引进国外先进技术、消化吸收,还致力于自主开发等多种途径,在解决煤气化技术升级的问题上取得不少实质性突破。俗话说,事有轻重缓急。考虑到国家经济发展的需要,目前我国将重点支持推广水煤浆气化技术、碎煤加压气化技术,常压灰熔聚流化床气化技术,恩德炉粉煤气化技术;研究干煤粉气化,加压灰熔聚流化床气化技术,加压碎煤熔渣气化技术及气体净化技术;建设加压粉煤气化等第二代煤气国产化炉;水煤浆气化和固定床加压气化发展方向是降低投资、大型化、提高煤种适应性、节能降耗;粉煤气化和灰熔聚气化还需要在工业运行和放大方面做大量工作;煤制天然气将得到快速发展。

3.一步法合成二甲醚技术

二甲醚在化工领域具有重要作用。它既可以代替柴油作为发动机燃料,又可以替代LPG作为民用燃料。在制取方法上,当前最受关注的莫过于“一步法”了。传统的制取方法是以甲醉为原料分两步合成,而一步法,则是以合成气为原料合成二甲醚,该技术具有效率高、工艺环节少、生产成本低的优点,成为我国当前重点研究的方向之一。

4.煤化工联产系统

煤化工联产系统是当前在化工领域重点建设的项目,也是新型煤化工发展的重要方向。其致力于通过利用不同技术途径的优势和互补性,将不同工艺优化集成,达到资源、能源的综合利用,减少工程建设投资,降低生产成本,减少污染物或废弃物排放。例如,F-T合成与甲醉合成联产、煤焦化与直接液化联产等。这在一定程度上同新型洁净煤化工的技术所提倡的目标交相辉映。

煤化工技术范文第5篇

关键词:煤化工技术;能源;节能降耗;新型

引言

煤在历史上相当长时间内都是一种重要的能源化工资源,随着科学技术的进步,逐渐发展出一套完整的以汽化、液化和干馏的物理或电石乙炔化的化学加工为技术手段的成熟煤化工产业链条,特别是弱化煤的能源属性之后,更加强调把煤作为一种化工原料,通过与材料科学、工程科学的交叉融合逐渐形成了众多新型煤化工技术。

1传统与新型煤化工技术发展现状

我国资源现状是贫油少气、煤炭资源丰富,煤炭消费占比超70%,其中绝大多数用于发电和燃料用途,化工利用率不到10%。同时另一种能源,石油依赖进口占用整个石油消费的比值达45%以上并呈上升趋势。这种颠倒趋势会威胁我国能源安全[1]。因此,从战略意义上考虑,在我国丰富的煤炭资源基础上,应以深度、清洁和高效的洁净能源和化学品作为目标产品,研发高新技术和进行产业整顿,走新型工业化道路。1)煤焦化技术煤焦化又称煤炭高温干馏,在隔绝空气条件下,将煤加热到950℃再干馏生产出焦炭,用于冶金或产出其他化学产品[2]。据统计,我国炼焦煤资源总量占世界炼焦煤总量11.33%,可采储量占15.78%。尽管有可观的采用资源,但因产业难以集中,单产量小,同时整个环境又产能过剩。针对这些问题,从2004年之后我国出台政策法规调整产业,遏制无竞争力厂家发展数量,推广新型工艺技术和倡导使用高端装备,全面突破了煤焦炭技术的深加工和综合利用率,同时起到节能降耗作用。考虑到政策走向和成本预算,建设焦炉大型化装备才是上上之策,与煤焦化密切相关技术都需重点利用以及进行深加工处理,尤其需要研发新型焦化技术,采取有目标有侧重的扶持相关熄焦、半焦及后续综合利用技术和废水处理技术。从而实现扩张现代化煤焦化生产工艺的目标,获得煤炭资源焦化利用率的最大化和集成化格局[3]。2)煤气化技术煤化工技术各式各样,所需条件各不相同,其使用价值也有主次之分,煤气化技术是主干技术之一。其需在高温高压条件下通过氧气、二氧化碳等气化剂,把煤转化为气体,得到粗制水煤气后,经过净化和加工得到所需精致气体。气化技术可以说千差万别,需高熔手段的有熔浴床气化,需施压的有鲁奇加压气化,需独特气流处理的有Texaco气流床气化和K-T气流床气化等,不同方法的区分主要在于气化炉内煤料与气化剂的接触方式。目前,我国主要采用水煤浆加压气化法、粉煤气化法和灰熔聚气化法等。在我国最为成熟的气化技术当中,无论其设备、施工、生产等方面经验都颇为丰富的要数水煤浆加压气化法,但是除国产设备其它关键设备仍需进口供应[4]。由于所需气体产品不同需采用不同气化技术,因此选择合适的气化设备尤为重要。如现行的煤粉气化技术主要来自国外的壳牌公司煤粉气化炉设备,国内较好的研发设备主要有二段煤粉气化炉、HT-L炉,它们都是用于新近开发的干粉煤气化技术。在我国,相应厂家的发展目标更多指向低投资、集约型、大型化的规模化道路,扩大煤种适应性,节约能源降低能耗,最终实现高产能的发展目标,因此煤气化技术的选取各不相同,集中于水煤浆气化技术、固定床加压气化技术、粉煤气化和灰熔聚气化技术。3)煤液化技术煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为烃类燃料、醇类燃料、化工原料和产品的净煤技术。最早开发煤液化技术并使用直接液化技术的是德国,不过煤直接液化技术需要特殊煤种,极度标准和高难度的反应条件,对于低成本、规模化、大型化的生产要求难以实现。目前,我国在煤直接液化技术方面已经卓有成效,于2008年投入使用百万t级煤炭直接液化工程,并成功产出所需合格产品。这是世界上首次成功使用百万t级煤炭直接液化关键技术,成为我国引以为豪的煤化工技术之一。煤液化除了直接液化,还有一种是间接液化技术,这项技术在全国范围内仍处于试验调试阶段,但已经实现5000t级低温实验装置配备,不久之后,万t级高温实验装置将建成投入使用。尽管成绩傲人,但无论是直接液化技术还是间接液化技术都有一个最大的缺点,就是需要耗费大量原水,这就导致了原水加工使用过程中产生的高能耗问题。因此,低水耗、低能耗是今后需要攻克的难关,同时仍需保持自主研发的态势毫不放松,完善上述已有的直接和间接液化的装备技术,大幅度提高我国煤炭液化产量。4)合成氨技术合成氨的原料选择范围相对于其他化学合成产品更为宽广,不仅仅限于煤和煤炭,还有气体原料天然气、焦炉气,液体原料石脑油和重质油。其原理是应用上述原料,加温加压到特定程度,通过催化剂的将氮和氢混合压缩最后合成氨,如图1所示。解放前,我国合成氨厂仅普通规模2家,建国后合成氨工业迅速发展,从最初0.62万t产量上升到八十年代的1020.96万t,中国也由此上升为世界上高产国家之一。氨作为无机化工产品占据着国民经济的重要地位,其80%产量用于农业施工,其余用作化工产品原料。氨作为农业施工原料主要用于制造尿素、硝酸铵、磷酸铵等氮肥和复合肥料。氨在工农产业上占据世界产量一半以上的用量,因此继续提高合成氨产量尤为重要,特别是将煤作为原料生产合成氨大有可为,淘汰低产能工矿企业,建立大型集成煤气化合成氨技术生产基地。5)煤化工联产技术煤化工联产技术是煤化工技术的的系统工程,其操作方式更为复杂。需要集成上述多种煤气化技术,整合优势,互补所缺,因此是煤化工技术转变新型发展道路的主要方向。煤化工联产技术要求综合利用各项资源和能源,不断优化工艺。这种方式可大大降低建设、生产成本,并在环保作用上具有重要意义。最为普遍的方式如F-T合成与甲醇合成技术联产等。由此可见,我国更应加快生产单位试验步骤,尽早成立专门机构,统筹规划,动员各方面力量,开发新型单联产或多联产煤化工技术,阶梯式的利用煤炭资源,从而创造更高价值,实现经济效益最大化、环境更友好的目标。6)其他新型煤化工技术还包括了二甲醚合成、甲醇合成及甲醇制烯烃技术等,这些都是生产工艺再度优化的技术成果,有效拉长整个工业链,能够将煤炭资源利用更完备,获取更多更符合市场使用需求的目标产品。

2结语

综上所述,随着传统煤化工技术的长效开发工作不断推进,新型煤化工技术开发的必要性也日益凸显,这样才能打造多元化化工原料格局,使得工业供给源源不断。在不久的将来大型煤化工技术产业基地的建成能起到卓越的示范作用,为国民经济增长再次助力。

参考文献:

[1]何绪文,王春荣.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].煤炭科学技术,2015,43(1):120-124.

[2]陈乐,李立,马越.新型煤化工产业技术及经济性分析[J].现代化工,2015,35(1):6-10.

[3]郭宁.新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J].工程技术:引文版,2016,43(1):00254.