煤化工知識簡要介紹

1、煤化工知識煤化工是指以煤為原料,經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程.主要包括煤的氣化、液化、干儲,以及焦油加工和電石乙怏化工等.簡介chemicalprocessingofcoal經(jīng)化學(xué)方法將煤炭轉(zhuǎn)換為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半產(chǎn)品,而后進一步加工成化工、能源產(chǎn)品的工業(yè).包括焦化、電石化學(xué)、煤氣化等.隨著世界石油資源不斷減少,煤化工有著廣闊的前景.以煤為原料,經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程.主要包括煤的氣化、液化、干儲,以及焦油加工和電石乙怏化工等.在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中,煉焦是應(yīng)用最早的工藝,并且至今仍然是化學(xué)工業(yè)的重要組成局部.煤的氣化在煤

2、化工中占有重要地位,用于生產(chǎn)各種氣體燃料,是潔凈的能源,有利于提升人民生活水平和環(huán)境保護;煤氣化生產(chǎn)的合成氣是合成液體燃料等多種產(chǎn)品的原料.煤直接液化,即煤高壓加氫液化,可以生產(chǎn)人造石油和化學(xué)產(chǎn)品.在石油短缺時,煤的液化產(chǎn)品將替代目前的天然石油.開展運用煤化工開始于18世紀后半葉,19世紀形成了完整的煤化工體系.進入20世紀,許多以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn),煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成局部.第二次世界大戰(zhàn)以后,石油化工開展迅速,很多化學(xué)品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油、天然氣為原料,從而削弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位.煤中有機質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu),是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心

3、,由橋鍵互相連接,并帶有各種官能團的大分子結(jié)構(gòu),通過熱加工和催化加工,可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品.焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭,同時副產(chǎn)煤氣和苯、甲苯、二甲苯、蔡等芳燒.煤氣化在煤化工中也占有重要的地位,用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣,也用于生產(chǎn)合成氣；煤低溫干儲、煤直接液化及煤間接液化等過程主要生產(chǎn)液體燃料.加工過程煤中有機質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu),是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心,由橋鍵互相連接,并帶有各種官能團的大分子結(jié)構(gòu)見煤化學(xué),通過熱加工和催化加工,可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品.在煤的各種化學(xué)加工過程中,焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目

4、的是制取冶金用焦炭,同時副產(chǎn)煤氣和苯、甲苯、二甲苯、蔡等芳烽；煤氣化在煤化工中也占有很重要的地位,用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣廣泛用于機械、建材等工業(yè),也用于生產(chǎn)合成氣作為合成氨、合成甲醇等的原料；煤低溫干儲、煤直接液化及煤間接液化等過程主要生產(chǎn)液體燃料,在20世紀上半葉曾得到開展,第二次世界大戰(zhàn)以后,由于其產(chǎn)品在經(jīng)濟上無法與天然石油相競爭而趨于停頓,當(dāng)前只有在南非仍有煤的間接液化工廠；煤的其他直接化學(xué)加工,那么生產(chǎn)褐煤蠟、磺化煤、腐植酸及活性炭等,仍有小規(guī)模的應(yīng)用.世界煤化工世界上生產(chǎn)的煤,主要用作電站和工業(yè)鍋爐燃料；用于煤化工的占一定比例,其中主要是煤的焦化和氣化.80年代世界焦炭年產(chǎn)量約

5、340Mt,煤焦油年產(chǎn)量約16Mt從中提煉的蔡約1Mt.煤焦油加工的產(chǎn)品廣泛用于制取塑料、染料、香料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、溶劑、防腐劑、膠粘劑、橡膠、碳素制品等.1981年,世界合成氨總產(chǎn)量95.3Mt,主要來源于石油和天然氣.以煤為原料生產(chǎn)的氨只約占10%;自煤制合成甲醇的比例也很小,僅占甲醇總產(chǎn)量約1%o美國煤化工1984年美國用煤717.7Mt,其中用于煉焦的占5.5%,達39.5Mt.煉焦副產(chǎn)的苯占苯總產(chǎn)量的9%,以電石乙怏為原料生產(chǎn)的醋酸乙烯在其總產(chǎn)量中占8%.1984年美國建成由褐煤氣化再甲烷化生產(chǎn)高熱值城市煤氣的工廠,日加工褐煤22kt,產(chǎn)氣3.89Mm.近年,又在煤氣化和液化方面,進行

6、了不少新工藝實驗.聯(lián)邦德國煤化工1984年聯(lián)邦德國用煤84.8Mt不包括褐煤,煉焦用煤占32.6%,為27.6Mt,煤焦油年產(chǎn)量約1.4Mt.全國鋼鐵等企業(yè)的焦爐生產(chǎn)的煤焦油集中到五個焦油加工廠進行加工,生產(chǎn)的化學(xué)品達500多種.電石乙怏化工方面曾有很大開展,當(dāng)前在技術(shù)上仍有改良.在煤的加壓氣化和直接液化研究方面也有一些新的進展.日本煤化工1984年日本共用煤106.9Mt,由于其鋼鐵工業(yè)很興旺,煉鐵等冶金用焦炭需要量很大,因此煉焦用煤占66%,為70.5Mto每年的煤焦油產(chǎn)量達2.4Mt,提供了全部蔡的工業(yè)來源.以電石乙怏為原料生產(chǎn)的醋酸乙烯在其總產(chǎn)量中占23%.南非煤化工南非是當(dāng)前世界上仍

7、擁有煤間接液化工廠的地區(qū),有SASOL-I、SASOL-n、SASOL-m三座合成液體燃料工廠,年加工煤共約33Mt,生產(chǎn)汽油、柴油、噴氣燃料等油品數(shù)百萬噸,副產(chǎn)氣態(tài)燒、乙醇、氨、硫等化學(xué)品數(shù)十萬噸.中國煤化工從總量上來看,2006年在建煤化工工程有30項,總投資達800多億元,新增產(chǎn)能為甲醇850萬噸,二甲醍90萬噸,烯燒100萬噸,煤制油124萬噸.而已備案的甲醇工程產(chǎn)能3400萬噸,烯燒300萬噸,煤制油300萬噸.2006年,國家發(fā)改委由臺了政策并利用各種渠道廣泛征求意見,以期標準和扶持煤化工產(chǎn)業(yè)的開展.2006年中國自主知識產(chǎn)權(quán)的煤化工技術(shù)也取得了很大的進展,開始從實驗室走向生產(chǎn).2

8、007年是中國煤化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步推進的一年,在國際油價一度沖擊百元大關(guān)、全球?qū)μ娲ぴ虾吞娲茉吹男枨笤桨l(fā)迫切的背景下,中國的煤化工行業(yè)以其領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化進度成為中國能源結(jié)構(gòu)的重要組成局部.煤化工行業(yè)的投資機遇仍然受到國際國內(nèi)投資者的高度關(guān)注,煤化工技術(shù)的工業(yè)放大不斷取得突破、大型煤制油和煤制烯燒裝置的建設(shè)進展順利、二甲醍等相關(guān)的產(chǎn)品標準相繼由臺.新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料甲醇、二甲醍等,它與能源、化工技術(shù)結(jié)合,可形成煤炭一一能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè).煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角

9、色,是今后20年的重要開展方向,這對于中國減輕燃煤造成的環(huán)境污染、降低中國對進口石油的依賴均有著重大意義.可以說,煤化工行業(yè)在中國面臨著新的市場需求和發(fā)展機遇.煤化工前景縱觀近百年化學(xué)工業(yè)的開展歷史,其間每次原料結(jié)構(gòu)的變化總伴隨著化學(xué)工業(yè)的巨大變革.1984年世界化石燃料探明的可采儲量,煤約占74%,而石油約12%、天然氣約10%,從資源角度看,煤將是潛在的化工主要原料.未來煤化工將在哪些領(lǐng)域,以什么速度開展,將取決于煤化工本身技術(shù)的進展以及石油供求狀況和價格的變化.從近期來看,鋼鐵等冶金工業(yè)所用的焦炭仍將依賴于煤的焦化,而煉焦化學(xué)品如蔡、惠等多環(huán)化合物仍是石油化工所較難替代的有機化工原料；煤

10、的氣化隨著氣化新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,仍將是煤化工的一個主要方面；將煤氣化制成合成氣,然后通過碳一化學(xué)合成一系列有機化工產(chǎn)品的開發(fā)研究,是近年來進展較快,且引起關(guān)注的領(lǐng)域；從煤制取液體燃料,無論是采用低溫干儲、直接液化或間接液化,都不得不取決于技術(shù)經(jīng)濟的評價.開展條件豐富、廉價的煤炭資源一是煤炭資源豐富；二是煤炭廉價.有很多地方,煤炭資源豐而不富,如資源分布廣而散,小礦多,大礦少,雞窩礦多.這會導(dǎo)致煤炭供給數(shù)量的不穩(wěn)定；成分上不穩(wěn)定.化工生產(chǎn)是要長周期穩(wěn)定運行的,原料數(shù)量和質(zhì)量不穩(wěn)定,化工生產(chǎn)就無法正常操作.一般地講,一個像樣的煤化工工程,一年要消耗幾百萬噸煤炭,要保持煤化工企業(yè)運行幾十年,考慮到開

11、采率等問題,沒有幾十億噸的儲量是難以滿足煤化工企業(yè)的要求的.如果當(dāng)?shù)孛禾抠Y源儲量不大,成分不穩(wěn)定,或者灰粉太高,熱值不高,那么,就不必要硬去搞煤化工,還是把這些煤用作燃料為好.煤炭價格是開展煤化工的另一個重要因素.煤價過高,就使得煤化工企業(yè)沒有競爭力.相對于石油化工和天然氣化工而言,煤化工單位產(chǎn)品投資大,財務(wù)費用高.煤價過高,單位產(chǎn)品本錢就必然高,表達不由煤化工的優(yōu)勢.2004年美國一家煤化工公司的到廠煤價為20美元/bbl.在工作中遇到很多煤化工工程,有的原料煤價格很廉價,在100元/t以下,工程效益很好,如陜北、內(nèi)蒙古等地；而有的地方雖然有煤炭資源,但煤價很高,有的煙煤甚至到達400元/t

12、以上,有些山西無煙塊煤到廠價到達700多元/t甚至還要高,工程競爭力很弱.充足的水源耗水量大是煤化工的一大特點.很多地方煤資源豐富,水資源卻短缺.中國北方和沿海大局部地區(qū)都屬于這種情況.有許多煤化工企業(yè)受缺水的困擾,常常由現(xiàn)煤化工企業(yè)與農(nóng)業(yè)或其他工業(yè)爭水現(xiàn)象.要保持煤化工企業(yè)正常運行,起碼要保證每小時上千噸新鮮水的供給.真正上規(guī)模的煤化工企業(yè),2000-3000t/h的用水量也是必要的.同時,煤化工企業(yè)對水價也比擬敏感.全國各地水價相差很大,一般南方靠近江河的地方水價廉價,新鮮水價格0.2-0.3元/t,水資源費0.02-0.03元/t,大局部地區(qū)水價格在0.4-0.5元/t.然而,有的地方要

13、從很遠地方調(diào)水,有些工業(yè)園區(qū)水價很高,到達1.5元/t,企業(yè)難以承受.個別沿海缺水地區(qū),選用海水淡化,水價至少到達5元/t,假設(shè)煤化工企業(yè)用就承受不起.交通便利煤化工企業(yè)產(chǎn)品和原料運輸量大,交通運輸顯得十分重要,最好是靠近鐵路或水運方便的地方.鐵路、水運和汽運比擬起來,一是鐵路和水運在數(shù)量上可以很方便地滿足要求,數(shù)量大了,汽運組織起來很麻煩；二是鐵路和水運價格大大低于汽車運輸價格.目前鐵路運價一般為0.15元/(t?km)(指國鐵),水運價格為0.10元/(t?km),而汽運價格為0.32元/(t?km),相差甚大.三是汽車運輸損耗大.當(dāng)然,煤化工企業(yè)坐在煤田上,靠皮帶運輸,可以大大減少原料煤的運輸量.但產(chǎn)品還要運生去,還是有鐵路好.國外的經(jīng)驗也是這樣的.目前國內(nèi)也有很多小型煤化工企業(yè)不靠鐵路運輸,開展受到限制.有一定的環(huán)境容量中國煤炭資源豐富,但總體上說,煤含硫高,開發(fā)利用的環(huán)保要求高.2003年中國SO2排放和CO2排放分別占世界第一和第二,其中90%的SO2的排放來自煤的使用煤化工企業(yè)排污是不可防止的,即使經(jīng)處理到達排放規(guī)范,總還是有三廢要排放的.這是不可回避的問題.中國南方煤質(zhì)含硫量高,很多地方環(huán)境容量已經(jīng)飽