煤化工产业工艺路线与技术水平
煤化工产业工艺路线与技术水平
煤化工产业工艺路线与技术水平煤化工产业是指以煤为原料，经过一系列化学反应制成化工产品的产业领域，主要包括煤焦化、煤炭气化、炼焦化学、煤制气、煤制甲醇、煤制合成氨、煤炭加氢制油、煤基新材料等多个分支。
自20世纪50年代开始，我国煤化工产业发展进入了高速发展的阶段，煤化工产品的种类也逐渐增多。
本文将就煤化工产业工艺路线与技术水平进行简要介绍。
1、煤焦化煤焦化是将煤在高温下分解成焦炭、煤气和煤焦油的过程。
煤焦化是冶金工业中生产高质量焦炭的主要途径之一。
随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，煤焦化除了冶金工业外，也逐渐在化工、能源领域得到了广泛应用。
2、煤炭气化煤炭气化是以煤为原料，在氧气和水蒸气的存在下进行的化学反应，产生的气体主要成分是一氧化碳和氢气，包括氮气、二氧化碳等。
煤炭气化在我国的实践中主要用于煤制氢、煤制甲醇和煤制合成氨等领域。
煤炭气化技术的成熟和发展，不仅可以增加煤的利用率，同时也可以减少煤炭的消耗。
3、炼焦化学炼焦是将煤炭在高温下进行反应而得到的高质量固态碳基材料。
炼焦是煤焦化行业中最基本和原始的工艺，可分为手工炼焦、半机械化炼焦和全自动化炼焦三种类型。
炼焦化学产物主要是焦炭、焦炭气和焦油等。
4、煤制气煤制气是将煤炭在高温下和适量氧气或蒸汽在气化炉内反应，产生一氧化碳和氢气，再经过净化、调质等工艺制成高质量的合成气。
合成气中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、一氯甲烷等气体成分。
煤制气技术在工业、能源和化工领域中有着广泛的应用，如制备合成氨、甲醇、合成烃等。
5、煤制甲醇煤制甲醇是通过煤炭、天然气、石油、生物质材料等作为原料，通过现代化技术路线，经过气化、合成、精制等多环节的反应，生产出高纯度的甲醇。
煤制甲醇可以用于工业、化工、能源等各个领域，也是目前较为成熟和广泛发展的煤化工领域。
6、煤制合成氨煤制合成氨是将一氧化碳、二氧化碳、氢气等气体经过高压、高温的反应，制得氨气的过程。
煤制氨广泛应用于农业、化工和能源领域，是我国工业发展中非常重要的领域之一。
现代煤化工工艺路线总图
现代煤化工工艺路线总图煤化工工艺路线图煤制甲醇典型工艺路线图1、合成甲醇的化学反应方程式：（1）主反应：CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol（2）副反应2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 KJ/molCO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/molCO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。
3、CO变换反应CO+H2O(g)=CO2+H2 （放热反应）4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比气体种类气体组分（%）CO H2CO2CH4水煤气37.350.0 6.50.3甲醇合成29.9067.6429.900.1气天然气制甲醇工艺流程图1、合成甲醇的化学反应方程式：CH4+H2O=CH3OH+H22、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。
由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。
3、蒸汽转化反应CH4+H2O(g)=CO+H2（强吸热反应）4、纯氧部分氧化反应2CH4+O2=2CO+4H2+35.6kJ/molCH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/molCH4+O2=CO2+H2O+802.3 kJ/mol5、天然气组分与甲醇合成气组分对比气体种气体组分（%）类CO H2CO2CH4天然气----------- 3.296.2甲醇合29.9067.6429.900.1成气石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃）以天然气（或煤气）为原料的MTO技术流程煤制烯烃主要工艺流程以天然气（或煤炭）为原料的MTP技术流程煤液化是把固体煤通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。
煤化工技术的发展与新型煤化工技术
煤化工技术的发展与新型煤化工技术摘要：随着社会经济与科学技术发展速度不断加快，各领域生产经营建设对煤矿资源的需求量日渐提升，为切实保障煤化工生产水平，需要着重关注新型煤化技术的推广及应用，优化新型煤化工生产流程，增强新型煤化工质量水平。
基于此，本文提出煤化工技术发展现状，阐述新型煤化工技术种类以及促进新型煤化工技术发展的必要性，以供参考。
关键词：煤化工技术；新型煤化工技术；发展0、前言经过实际调查研究发现，煤炭能源依然在实现能源体系中占据重要地位，是化工生产期间的重要材料。
在煤炭资源实际应用及生产过程中，会对周边生态环境造成严重威胁，产生的雾霾现象使居民生活质量下降。
因此在煤化工生产过程中，企业需要严格遵循地区可持续发展要求，优化并促进新型煤化工技术发展，保障新型煤化工技术能够在控制环境污染、规避资源浪费问题时发挥出重要作用。
1.煤化工技术发展现状我国煤化工技术发展及应用的时间较晚，需要将当前重点放置在学习并引进发达国家煤化工技术中，需要做好技术自主开发以及引进之间的协调工作，借助组织队伍、分配投资、项目选择与管理方式优化煤化工技术方案。
随着社会经济与科学技术发展速度不断加快，国家及有关部门更加关注煤化工技术的应用与开发，并在煤化工技术的优化过程中投入充足的人力及物力[1]。
现阶段，我国煤化工技术水平日渐增强，生产期间的各项能力大幅度提高。
在煤炭资源发展计划实施期间，相关生产单位还自主研发出了新型高效的煤液化催化剂，并投入到实际生产过程中；不仅如此，现在的国内煤气净化技术应用效果不断增强，可以最大限度控制煤炭资源利用，避免煤炭资源开采与应用过程中对周边生态环境造成严重不利影响，确保污水处理、清洁、处理效果与预期目标相符，从根本上提升焦煤质量。
通过在焦煤中安装无烟装煤设施、装煤除尘车，最大限度控制焦煤生产期间的粉尘污染问题[2]。
通过安装生物脱氮装备，综合利用各类环保技术手段，使煤化工生产能够更好满足生态环保要求。
浅析现代煤化工产业发展路径
浅析现代煤化工产业发展路径发布时间：2022-09-04T06:16:53.428Z 来源：《科技新时代》2022年2月第3期作者：牛生亮[导读] 在全球生态环境急需保护,技术竞争日益激烈,化工市场竞争逐渐加剧,牛生亮山钢股份莱芜分公司焦化厂山东济南 271104摘要：在全球生态环境急需保护,技术竞争日益激烈,化工市场竞争逐渐加剧,不可再生资源相对紧张,可再生资源技术进步明显的大环境下,结合目前煤化工发展现状,从政策体系、行业标准、创新、绿色发展、多元化、高端化和低碳化等多个方面,对我国现代煤化工产业生态发展路径进行探讨和分析。
煤化工产业在我国能源战略发展规划占据着重要地位,应得到足够的重视,推动煤化工产业走高端、绿色、多元、融合的可持续发展之路。
关键词：煤化工；产业；现状引言中国是世界上最大的能源生产和消费国。
在社会经济长期快速发展过程中，我国形成了以煤炭为主体，电力为中心，石油、天然气、新能源和可再生能源全面发展的能源生产供应体系。
随着我国碳达峰碳中和战略决策的实施以及能源结构转型的不断加快，对煤炭清洁高效利用也提出更高要求。
２０２１年９月１３日，习近平总书记在榆林考察时强调，煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级。
相比传统煤炭利用方式，现代煤化工具有转化效率更高、产品附加值更高、污染物排放更少等优势，是煤炭清洁高效利用的主要方向之一，“十二五”以来，我国现代煤化工产业技术装备不断升级，规模迅速扩大，但同时也面临着产业定位不明、战略认识不够、煤基化学品科技创新力不足、生态环保与碳排放压力日益增大等问题和挑战。
新形势下探究现代煤化工产业创新、绿色、低碳的高质量发展对助推我国能源转型、实现“双碳”目标具有重要意义。
1现代煤化工产业发展现状1.1安全环保水平不断提高“十三五”以来,现代煤化工项目均按照最严格的大气污染物排放标准建设开工,部分项目率先执行了超低排放。
煤化工产业技术特点
煤化工产业工艺路线、技术水平及技术特点1 、煤化工产业工艺路线煤化工是指以煤炭为原料，经化学加工将煤炭转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的工业。
煤化工主要有煤焦化、煤气化和煤液化三条工艺路线，具体产品线如图6.1 所示。
图6.1 ：煤化工产业链示意图BDO （丁二醇）是一种重要的基本有机化工和精细化工原料；PVA （聚乙烯醇）是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物；PVC （聚氯乙烯）是氯乙烯的聚合物；DMF （二甲基甲酰胺）是一种优良有机溶剂及重要化工原料，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。
（1 ）煤焦化路线煤焦化路线又称煤炭高温干馏，即以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1,000 ℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得焦炉煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
煤焦化的主要产品是焦炭。
焦炭是一种常用的大宗商品，广泛应用于制造电石和冶金等领域。
焦炉煤气、粗苯和煤焦油是煤焦化的副产物。
焦炉煤气可以提取苯、甲苯、二甲苯，煤焦油可以提取萘、蒽醌和吡啶等芳香或稠环烃，也可以加氢生产燃料油品和石脑油。
焦炉煤气主要成分为一氧化碳，可以用来合成氨和甲醇等下游化工品。
（2 ）煤气化路线煤气化是指煤与载氧气化剂之间的一种部分氧化还原反应的过程，工业上称为合成气（“Syngas ”）。
该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等，可以用来合成甲醇以及各类氮肥、硝酸、联碱、二甲醚、烯烃和醋酸等。
煤气化路线的核心产品是甲醇、二甲醚及煤制烯烃等。
其中甲醇是重要的有机化工原料和溶剂，也可以应用于汽车燃料。
二甲醚与石油液化气具有相似的物理性质，可以替代液化气或者作为掺烧液化气的燃料，也可以替代柴油作为车用燃料。
烯烃（乙烯、丙烯）是消费量最大的化工产品，近年来甲醇生产烯烃的工艺技术和经济性产生一定突破，给甲醇带来较大的发展空间。
（3 ）煤液化路线煤液化路线是指将固体煤炭转变成液体燃料，用作石油基燃料的替代品。
煤化工行业龙头
中国煤化工产业的前三甲煤制油两条工艺路线-直接液化与间接液化煤制油是指将煤炭转化为汽油、柴油、石脑油等产品的工艺，其转化过程分为直接液化和间接液化。
煤直接液化是在粉煤浆中加入气态氢，通过催化剂作用，提高氢碳比，将固态的煤变成液态的直链烷坯燃料和化工原料。
煤间接液化是指先把煤炭气化，生成合成气，然后合成油（f-tl艺）；或者由合成气先合成甲醇，再由甲醇转化为汽油（mobill艺）。
重点公司有兖州煤业，中国神华。
煤制烯桂：也无大规模工业化的先例，目前还处于工业示范试验阶段，准备上马煤制烯坯的上市公司很多，但要想成功工业生产并保持连续顺利开车还是有一定的风险的。
煤制烯坯是近年发展起来的煤化工技术，其过程分为煤气化制合成气、合成气制取甲醇、甲醇制烯坯三个步骤。
目前的几种匚艺如环球石油公司（uop）的mto技术、德国鲁奇公司的mtp技术和大连化物所的dmto技术都完成中试，但大规模商业应用的案例不多，尼日利亚和伊朗都准备建设一座甲醇制烯坯工厂，产能分别为40万吨和10万吨。
而我国目前共有6个大型的甲醇制烯坯在建项目，烯坯产能合计325万吨，累计将消耗甲醇达996万吨。
重点公司如中煤能源，远兴能源。
作为替代汽、柴油和民用燃气的煤制甲醇、二甲醸在生产技术上是没有问题的，目前需要应用技术的突破和政策的支持，其发展取决于醇瞇燃料在全国的推广力度。
醇瞇行业是新型煤化工的代表，其工艺是先煤气化，生成合成气，再制取甲醇，然后转化为二甲瞇、烯坯等产品，用来替代传统的石化产品如汽油、柴油、乙烯等。
甲醇和二甲瞇(dme)都属于基础化工产品，生产工艺比较成熟，进入门槛低。
甲醇的传统用途是用来生产甲醛、醋酸、甲基叔丁基醛(mtbe).甲胺等，而二甲瞇则主要作为气雾剂的抛射剂、麻醉剂、塑料产品发泡剂以及代替氟利昂作致冷剂，部分用做精细化工原料。
重点公司如远兴能源，中煤能源，兰花科创。
在煤-焦碳-电石、煤气化合成氨等传统煤化工领域：那些缺乏资源、技术含量低、规模小、污染大的小企业将会因为环保和成本的压力逐渐丧失竞争力，我们看好业内具备煤炭、盐、焦炭、电石等原材料资源优势，同时具备规模的完整循环工艺路线的龙头企业。
我国新型煤化工产业发展现状及趋势
14少气贫油富煤是我国能源消费结构一大特点，国内煤炭市场低迷，国际油价高位运行，再加上环境污染严重等因素，大力推动煤化工、尤其是新型煤化工快速发展。
随着技术不断突破、产业快速兴起，我国新型煤化工发展整体处于世界领先地位。
但近期，由于新冠肺炎疫情影响及国际油价下跌，导致整个行业遭遇历史以来最强冲击，但从保障我国能源安全角度来讲，恰恰体现出煤炭及相关产业的地位和作用，作为煤炭清洁高效利用的主要方向之一，新型煤化工确有发展的必要性和重要性。
一、产业发展现状1.技术路线新型煤化工是以煤为原料，采用先进技术和加工手段制取石油、天然气，以及代替石油天然气、石油制取烯烃、乙二醇、二甲醚等下游产品，新型煤化工产业链如下：图1 新型煤化工产业链2.间接液化、直接液化工艺间接液化是将煤气化并制得合成气，然后通过费托合成法合成，得到燃料油和其他化工产品的过程，工艺流程见图3.直接液化是将煤制成油煤浆，于450℃和10-30MPa压力下催化加氢，获得液化油，并进一步加工成汽油。
柴油机其他化工产品。
图2.间接液化流程图图3.直接液化流程图我国新型煤化工产业发展现状及趋势刘凌云1 周 明2 1.毕节市能源发展技术中心；2.七星关区生态环境保护综合行政执法大队【摘 要】本文阐述了我国新型煤化工产业发展现状，包括工艺技术、产业概况，及产业发展趋势以及所面临挑战，并结合实际情况提出建议对策。
【关键词】新型煤化工；现状；挑战；对策3.产业不断壮大2017年3月22日发布的《现代煤化工产业创新发展布局方案》(以下简称《方案》)首次提出了现代煤化工产业示范区规划布局方案，即“十三五”期间规划布局内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区，推动产业集聚发展，打造世界一流的现代煤化工产业示范区。
《方案》要求这四个示范区“十三五”期间新增煤炭转化量总量须控制在2000万吨以内(不含煤制油、煤制气等煤制燃料)。
截至2019年，我国已建成煤制油项目8个，总产能达878万吨;煤制烯烃项目18个和甲醇制烯烃项目16个，合计产能达1669万吨;建成煤制天然气项目5个，总产能64.4亿立方米;煤制乙醇项目7个，合计产能85.5万吨/年，煤基甲醇、二甲醚、乙二醇、醋酸乙酯产能分别达到7620万吨(含焦炉煤气制甲醇)、750万吨、806万吨和292万吨，规模稳居全球首位。
煤化工工艺技术
1 煤化工的发展及历史演变煤化工的发展始于18 世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化学工业体系。
进入20 世纪，许多有机化学品多以煤为原料生产，煤化学工业成为化学工业的重要组成部分。
18 世纪中叶，由于工业革命的进展，炼铁用焦炭的需要量大增，炼焦化学工业应运而生19 世纪70 年代建成有化学产品回收的炼焦化学厂。
1925 年中国在石家庄建成了中国第一座炼焦化学厂。
18 世纪末，开始由煤生产民用煤气。
当时用烟煤干馏法，生产的干馏煤气首先用于欧洲城市的街道照明。
1840 年由焦炭制发生炉煤气，用于炼铁。
1875 年使用增热水煤气作为城市煤气。
1920—1930年间，煤的低温干馏发展较快，所得半焦可作为民用无烟燃料，低温干馏焦油进一步加氢生产液体燃料。
1934 年在上海建成立式炉和增热水煤气炉的煤气厂，生产城市煤气。
二次世界大战前夕和战期，煤化学工业取得了全面迅速发展。
纳粹德国为了战争，开展了由煤制取液体燃料的研究和工业生产。
1932 年发明由一氧化碳加氢合成液体燃料的费托(Fischer-Tropsch) 合成法，1933 年实现工业生产，1938 年产量已达59 万t 。
1931年，柏吉斯(Bergius) 成功地由煤直接液化制取液体燃料，获得了诺贝尔化学奖。
这种用煤高压加氢液化的方法制取液体燃料到1939 年产量已达到110 万t 。
在此期间，德国还建立了大型低温干馏工厂，所得半焦用于造气，经费托合成制取液体燃料；低温干馏焦油经简单处理后作为海军船用燃料，或经高压加氢制取汽油或柴油。
1944年底低温焦油年产量达到94.5 万t 。
第二次世界大战末期，德国用加氢液化法由煤及焦油生产的液体燃料总量已达到每年480 万t 。
与此同时，工业上还从煤焦油中提取各种芳烃及杂环有机化学晶，作为染料、炸药等的原料。
二次世界大战后，由于大量廉价石油、天然气的开采，除了炼焦化学工业随钢铁工业的发展而不断发展外，工业上大规模由煤制取液体燃料的生产暂时中断。
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煤化工产业工艺路线、技术水平及技术特点
1 、煤化工产业工艺路线煤化工是指以煤炭为原料，经化学加工将煤炭转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的工业。
煤化工主要有煤焦化、煤气化和煤液化三条工艺路线,具体产品线如图6.1 所示。
图6.１:煤化工产业链示意图
BDＯ（丁二醇)是一种重要的基本有机化工和精细化工原料;PVＡ（聚乙烯醇）是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物；ＰVＣ(聚氯乙烯）是氯乙烯的聚合物;DMF (二甲基甲酰胺)是一种优良有机溶剂及重要化工原料，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。
（1 )煤焦化路线煤焦化路线又称煤炭高温干馏,即以煤为原料,在隔绝空气条件下，加热到1,０00 ℃左右,经高温
干馏生产焦炭，同时获得焦炉煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
煤焦化的主要产品是焦炭。
焦炭是一种常用的大宗商品,广泛应用于制造电石和冶金等领域。
焦炉煤气、粗苯和煤焦油是煤焦化的副产物。
焦炉煤气可以提取苯、甲苯、二甲苯,煤焦油可以提取萘、蒽醌和吡啶等芳香或稠环烃，也可以加氢生产燃料油品和石脑油。
焦炉煤气主要成分为一氧化碳,可以用来合成氨和甲醇等下游化工品。
（2 )煤气化路线煤气化是指煤与载氧气化剂之间的一种部分氧化还原反应的过程,工业上称为合成气（“Syngas ”）。
该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等,可以用来合成甲醇以及各类氮肥、硝酸、联碱、二甲醚、烯烃和醋酸等。
煤气化路线的核心产品是甲醇、二甲醚及煤制烯烃等。
其中甲醇是重要的有机化工原料和溶剂,也可以应用于汽车燃料。
二甲醚与石油液化气具有相似的物理性质，可以替代液化气或者作为掺烧液化气的燃料，也可以替代柴油作为车用燃料。
烯烃（乙烯、丙烯)是消费量最大的化工产品，近年来甲醇生产烯烃的工艺技术和经济性产生一定突破,给甲醇带来较大的发展空间。
（3 )煤液化路线煤液化路线是指将固体煤炭转变成液体燃料，用作石油基燃料的替代品。
煤液化方法有直接液化和间接液化两种方法。
国内煤制油目前处于商业示范阶段。
2 、国际煤化工行业现状及发展趋势据国际煤气化技术委员会年会统计,目前全球有１17 家以大型煤气化为龙头的现代煤化工能源一体化工厂，共有3８５座大型现代气化炉。
生产产品３7% 为各类化工产品,３6% 为间接法合成油,19% 为电力。
以煤气化为核心的现代煤化工产能年增长率达5% ,高于全球化工产能年增长率。
（数据来源:隆众石化商务网) 国际煤化工行业的发展趋势将主要表现为：（1 ）机动车用燃料成为煤化工产业化重点由于全球机动车的存量大而且数量增加较快,机动车用燃料的消耗量很大，而近年来石油价格高位运行,为替代能源的发展提供了巨大的空间。
以煤为原料生产。