煤化工的发展与应用

全球煤化工始于18世纪下半叶,19世纪形成了完整的煤化工体系。20世纪,许多以农林产品为基础的有机化学品大多由煤生产,煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战后,石油化学工业迅速发展,许多化学品的生产从煤炭转向石油和天然气,从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。进入21世纪后,随着全球石油市场的动荡和油价的上涨,煤炭作为一种储量巨大、有可能替代石油的资源越来越受到人们的关注。煤中有机质的化学结构是以芳香稠环为单元核心,通过桥和各种官能团相互连接的大分子结构。通过热处理和催化处理,煤可以转化为各种燃料和化学产品。

世界上生产的煤主要用作发电站和工业锅炉的燃料;用于煤化工的占一定比例,主要是炼焦和气化用煤。20世纪80年代,世界焦炭和煤焦油年产量分别约为340Mt和16Mt(从中提取的萘约为1Mt)。煤焦油加工产品广泛用于制造塑料、染料、香料、杀虫剂、药物、溶剂、防腐剂、粘合剂、橡胶和碳制品。1981年,世界合成氨总产量为9530万吨,主要来源于石油和天然气。煤制氨仅占10%左右;煤合成甲醇的比例也很小,仅占甲醇总产量的1%左右。

美国煤化工1984美国煤炭使用717.7Mt,其中5.5%用于炼焦,达到39.5 mt,炼焦副产物苯占苯总产量的9%,电石和乙炔生产的醋酸乙烯占苯总产量的8%。1984年在美国建成了褐煤气化甲烷化生产高热值城市煤气的工厂,日处理褐煤22kt,产气能力3.89Mm,同时在煤气化、液化方面进行了多项新的工艺试验。

联邦德国煤化工1984联邦德国使用的煤为84.8Mt(不含褐煤),炼焦煤占32.6%,为27.6Mt,煤焦油年产量约为1.4 mt,全国钢铁企业焦炉生产的煤焦油集中在五个焦油加工厂加工,生产500多种化学品。电石和乙炔的化学工业有了很大的发展,目前在技术上仍有改进。煤的加压气化和直接液化研究也取得了一些新进展。

日本煤化工1984日本* * *用煤106.9Mt。因为其钢铁工业非常发达,炼铁等冶金焦需求量很大,所以炼焦煤占66%,为70.5 mt,煤焦油年产量达到2.4Mt,提供了萘的全部工业来源。由电石和乙炔生产的醋酸乙烯酯占其总产量的23%。

南非的煤化工南非是世界上仍有煤间接液化厂的地区。有三个合成液体燃料厂,沙索-I、沙索-II和沙索-III,每年加工约3300万吨煤,生产数百万吨汽油、柴油和喷气燃料,并产生数十万吨副产品,如气态烃、乙醇、氨和硫。

集中发展

煤炭能源作为中国能源结构的重要组成部分,在保障中国能源供应安全方面发挥着至关重要的作用。煤化工作为实现煤炭资源高效利用的有力手段,直接关系到国家能源战略发展规划。因此,根据世界煤化工行业分析师的分析,我们必须充分认识中国煤化工行业的发展现状,明确煤化工行业的发展趋势,即在确保煤炭资源高效清洁利用的基础上,推进煤化工行业的规模化和集约化发展。

“十二五”期间,国内经济结构将延续重化工业发展的趋势,国民经济对能源消费的需求将继续稳定增长。预计国内以煤炭为主的能源消费格局短期内难以改变,煤炭消费将与国民经济增长基本保持同步。

发展新型煤化工可以部分替代石化产品,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。中国石油天然气对外依存度日益提高,石油进口比例已超过50%,国家能源安全问题日益突出。

报道称,随着国内石油和天然气供应日益紧张,国内化学工业有向煤化工倾斜的趋势。国家在内蒙古、山西、宁夏、河南等地开展了一系列支持新型煤化工发展的示范工程。其中,内蒙古是中国煤化工发展最快的地区之一,部分煤化工技术走在全国前列。

煤化工装备行业课题组分析认为,随着西北地区煤化工行业投资热情的高涨,煤化工装备需求即将爆发,为行业相关企业创造了巨大的发展机遇,新型煤化工将在“十二五”期间获得新一轮大发展。

从总量上看,2006年在建煤化工项目30个,总投资800多亿元,新增产能甲醇850万吨,二甲醚90万吨,烯烃654.38+0万吨,煤制油654.38+0.24万吨。注册甲醇项目产能3400万吨,烯烃300万吨,煤制油300万吨。2006年,国家发展和改革委员会(NDRC)发布政策并通过各种渠道征求意见,以规范和支持煤化工产业的发展。2006年,我国具有自主知识产权的煤化工技术也取得了很大进展,开始从实验室走向生产。

2007年,中国煤化工产业稳步推进。在国际油价一度冲击百元大关,全球对替代化工原料和替代能源的需求越来越迫切的背景下,中国煤化工以领先的工业化进程成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机会仍然受到国际和国内投资者的高度关注。煤化工技术的工业规模化不断取得突破,大型煤制油和煤制烯烃装置建设进展顺利,二甲醚等相关产品标准陆续发布。

新型煤化工主要生产清洁能源和可以替代石化工业的产品,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等。可与能源化工技术相结合,形成集煤炭、能源、化工于一体的新型产业。煤能源化工将在我国能源可持续利用中发挥重要作用,是未来20年的重要发展方向,对我国减少燃煤造成的环境污染、降低我国对进口石油的依赖具有重要意义。可以说,煤化工产业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。

中国煤炭资源丰富,煤种齐全。发展煤炭液化、气化等现代煤炭转化技术,对于发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口具有现实和长远意义。国家“十五”能源科技和能源建设计划充分重视煤化工产业的发展,我国煤化工产业面临新的市场需求和发展机遇。根据国内外煤化工的发展特点,提出了“新型煤化工”的概念。与传统煤化工不同,新型煤化工将形成具有中国特色的新型煤能化工,是中国煤炭工业结构调整和可持续发展的战略方向,并将对未来能源建设和能源技术发展产生重要影响。

纵观近百年来化学工业的发展历史,每一次原料结构的变化,总是伴随着化学工业的巨大变革。1984年全球化石燃料探明可采储量约74%,石油约12%,天然气约10%。从资源角度看,煤炭将是潜在的主要化工原料。未来煤化工在哪些领域,以什么速度发展,要看煤化工本身的技术进步,石油的供需情况,价格的变化。但钢铁等冶金行业使用的焦炭仍将依赖煤的焦化,萘、蒽等多环化合物等焦化化学品在石化行业仍难以替代。随着新型气化技术的开发和应用,煤气化仍将是煤化工的一个主要方面;由煤气化制合成气,然后通过碳化学合成一系列有机化工产品的研究开发是一个进展迅速、引人注目的领域。煤制取液体燃料是采用低温干馏、直接液化还是间接液化,取决于技术经济评价。自21世纪初以来,国际能源价格迅速上涨。其中,原油、天然气价格大幅上涨,煤炭价格涨幅相对较小,与石油、天然气的价差不断扩大。按照2011的价格,统一热值后的煤炭价格(CIF日本)只相当于原油价格的24%,天然气价格的26%。2012下半年以来,随着煤炭价格的快速下跌,原油与煤炭的比价进一步扩大。煤炭与原油的价格表现差异推动了煤炭作为原料的成本优势,煤化工经济逐渐显现。中国独特的能源结构进一步增强了发展煤化工的必然性。未来,中国煤化工尤其是新型煤化工有望迎来快速发展。石油和天然气的进口往往受战争、地缘政治等因素影响波动较大,因此石油和天然气的过度对外依存度给中国的能源安全带来很大隐患。由于石油是生产大部分化工产品的原料,石油资源的匮乏使得我国很多化工原料依赖进口,成本居高不下,因此需要寻找替代能源。煤化工和石油化工是相互替代的。例如,煤化工生产的烯烃和精制油是石化工业的主要产品。发展新型煤化工可以很好地补充石化工业,具有很强的战略意义。