總量控制 科學(xué)發(fā)展煤化工

1、總量控制總量控制科學(xué)發(fā)展煤化工科學(xué)發(fā)展煤化工來(lái)源:中國(guó)化工信息網(wǎng)2009年1月15日1.發(fā)展現(xiàn)代煤化工實(shí)施能源替代戰(zhàn)略近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源消費(fèi)逐年大幅增長(zhǎng)。2005～2007年國(guó)內(nèi)能源產(chǎn)量見(jiàn)表1。表12005～2007年國(guó)內(nèi)能源產(chǎn)量?jī)|t年份原煤石油天然氣億Nm3發(fā)電量?jī)|kWh200521.61.810500.024747200623.801.837585.528344200725.231.866693.132559在

2、我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占70%左右。實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈、高效、經(jīng)濟(jì)和合理的利用，尤其是煤化工利用具有重大的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。從國(guó)家安全和能源戰(zhàn)略角度出發(fā)，研究開(kāi)發(fā)以碳一資源替代石油為原料的新化學(xué)生產(chǎn)工藝，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)煤多、油少、甲烷資源不豐富的國(guó)家，有著極其重要的意義。煤化工涉及領(lǐng)域廣泛，可生產(chǎn)幾乎所有種類(lèi)的石油化工產(chǎn)品。目前我國(guó)油品短缺與原油儲(chǔ)量及開(kāi)采不足的矛盾已凸現(xiàn)出來(lái)，因此在二十一世紀(jì)前期，我國(guó)煤化工的發(fā)展直接關(guān)系著國(guó)家能源戰(zhàn)略安全和基

3、本化工產(chǎn)品的供給，其經(jīng)濟(jì)意義不可估量。由此可見(jiàn)，煤炭是我國(guó)的主要能源和重要工業(yè)原料。煤炭產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展和國(guó)家的能源安全。最近公布的國(guó)家煤炭政策明確指出：“在水資源充足、煤炭資源富集地區(qū)適度發(fā)展煤化工，限制在煤炭調(diào)入?yún)^(qū)和水資源匱乏地區(qū)發(fā)展煤化工，禁止在環(huán)境容量不足地區(qū)發(fā)展煤化工。國(guó)家對(duì)特殊和稀缺煤種實(shí)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)，限制高硫、高灰煤炭資源開(kāi)發(fā)”；“鼓勵(lì)大型煤炭企業(yè)參與冶金、化工、建材、

4、交通運(yùn)輸企業(yè)聯(lián)營(yíng)……”總的來(lái)說(shuō)，“發(fā)展現(xiàn)代煤化工有利于我國(guó)石油替代能源戰(zhàn)略的實(shí)施，有利于我國(guó)化學(xué)工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，有利于滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。能源需求的快速增長(zhǎng)，把我國(guó)帶入發(fā)展現(xiàn)代煤化工的新階段?！泵簾N轉(zhuǎn)換系數(shù)對(duì)煤化工發(fā)展具有指導(dǎo)意義煤化工的效率高低和有序發(fā)展問(wèn)題，已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)高層學(xué)者的深切關(guān)注。煤化工效率的實(shí)質(zhì)是用煤作原料來(lái)生產(chǎn)化工產(chǎn)品是否合適，由于存在“明顯合適”與“明顯不合適”兩種觀點(diǎn)，因此這個(gè)問(wèn)題的結(jié)論還不能肯定或否定。煤烴轉(zhuǎn)換

5、系數(shù)已經(jīng)包括電、蒸汽、染料等其他形勢(shì)的消耗，這些數(shù)據(jù)要從整個(gè)工程設(shè)計(jì)中得到，是宏觀的定量數(shù)據(jù)。煤烴轉(zhuǎn)換系數(shù)是非常有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)，對(duì)指導(dǎo)煤化工的發(fā)展有積極的意義。多種煤化工工藝煤烴轉(zhuǎn)換系數(shù)見(jiàn)表2。表2煤烴轉(zhuǎn)換系數(shù)(噸標(biāo)煤轉(zhuǎn)化為噸產(chǎn)品)FT合成煤液化MTPMTOMTG合成甲烷4.53.85.13.5從工程設(shè)計(jì)的角度看來(lái)，噸產(chǎn)品的能耗是與煤烴轉(zhuǎn)化具有同一性，但是角度不同，也是整個(gè)工程的宏觀數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3。隨著催化劑的不斷改進(jìn)，裝置規(guī)模的不斷擴(kuò)

6、大，工程設(shè)計(jì)中能量利用水平不斷提高，同一工藝的能量轉(zhuǎn)化效率也在不斷提高。例如，按照目前最新的催化劑能力來(lái)估算，F(xiàn)T合成的能量轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到40%。主要產(chǎn)品是柴油，同時(shí)也得到少量其他油品，如石腦油和液化氣。FT合成、直接液化、MTG是目前看好的3種煤制油方法，它們的產(chǎn)品各不相同，前兩者主要是柴油，MTG主要是汽油。見(jiàn)表4。表4三種煤制油方法全裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)%產(chǎn)品FT合成直接液化MTG柴油7567—汽油——88石腦油2023—LPG5101

7、2煤制油的產(chǎn)品以柴油為主、汽油為輔，與國(guó)家需求相關(guān)。這3種煤制油產(chǎn)品不能與石油產(chǎn)品一一對(duì)應(yīng)，直接用于目前的內(nèi)燃機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)是不理想的。按照目前的概念，將其與石油煉制產(chǎn)品勾兌是比較理想的辦法。盡管直接液化的能耗最低，但直接液化的產(chǎn)品柴油品位較低，主要表現(xiàn)在十六烷值太低、含硫量高、芳烴含量太高、不含烯烴，因此不受歡迎。見(jiàn)表5。表5直接液化和FT合成柴油餾分組成與性質(zhì)%生成物直接液化餾分油FT合成餾分油烷烴165烯烴025環(huán)烷烴71芳烴600極

8、性化合物247瀝青烯80合計(jì)100100十六烷值20①65～70注：①據(jù)稱(chēng)，國(guó)內(nèi)對(duì)直接液化產(chǎn)品做了改進(jìn)，十六烷值可以達(dá)到40。煤制油裝置會(huì)副產(chǎn)一部分石腦油，這部分產(chǎn)品的利用比較困難。有人主張用它裂解制烯烴的辦法代替現(xiàn)有的石油化工裂解工藝，理由是煤制石腦油轉(zhuǎn)化得到烯烴的消耗定額(2.5:1)比石油來(lái)源的石腦油(3.2:1)小。這種觀點(diǎn)在規(guī)劃部門(mén)受到重視，甚至主張擴(kuò)大FT合成后石腦油轉(zhuǎn)化烯烴的比例，把煤制油工廠(chǎng)變成煤制烯烴的工廠(chǎng)，盡量多出石

9、腦油，并認(rèn)為這是煤代油的一個(gè)理想途徑。這個(gè)主張的動(dòng)機(jī)很好，但是不盡合理。4.5t標(biāo)煤制成1t石腦油，2.5t石腦油制成1t烯烴，合計(jì)為11.7t標(biāo)煤制成1t烯烴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)MTPMTO5.1t標(biāo)煤制成1t烯烴的消耗定額。這是由碳鏈的連接與打斷的步驟太多引起的，每一個(gè)步驟都有損耗，綜合起來(lái)后損耗太大。因此，F(xiàn)T合成油應(yīng)該盡量主攻柴油產(chǎn)品，通過(guò)煉油行業(yè)的轉(zhuǎn)化和加工辦法，盡量少產(chǎn)石腦油而多產(chǎn)柴油，或轉(zhuǎn)化成其他有用的油品。這一原則也適合直接液化和

10、MTG。也就是說(shuō)，煤制油企業(yè)應(yīng)該以主攻產(chǎn)品油的最大化為目標(biāo)。在大規(guī)模的煤制油企業(yè)中，例如500萬(wàn)ta規(guī)模，可以得到75%的柴油，此外有一定數(shù)量的石腦油(大約有20%)，其中C7～C9餾分經(jīng)過(guò)重整得到車(chē)用汽油，C5～C6餾分經(jīng)過(guò)異構(gòu)化得到辛烷值較高的汽油餾分作為調(diào)和用。另外5%的液化氣可以作為燃料使用。這樣的工廠(chǎng)是名副其實(shí)的煤制油工廠(chǎng)，也是煤制油的優(yōu)化方案。近來(lái)，針對(duì)國(guó)內(nèi)褐煤數(shù)量比較多的問(wèn)題，有學(xué)者提出先將褐煤低溫焦化，得到焦油進(jìn)行加氫得