煤化工及主要产品介绍.ppt

1,煤化工主要产品简介,甲醇 醋酸 醋酐 醋酸酯 二醋丝束 聚甲醛 DMF 甲烷氯化物 甲醇转乙烯、丙稀,2,3,煤化工技术核心煤气化,煤气化生产合成气是煤化工的核心。煤气化技术始于20世纪30年代。气化的方法达7080种，目前各国还在不断研发新的煤气化技术。按时代划分，包括第一代和第二代煤气化技术 第一代煤气化技术以鲁奇炉、温克勒炉和KT炉为代表，以鲁奇炉应用范围最广，但由于第一代气化炉技术缺陷，70年代第二代煤气化技术逐渐取代了第一代煤气化技术 第二代煤气化技术是六十年代末至70年代初开发的。其代表炉型为德士古水煤浆气化炉、壳牌粉煤气化炉、GSP气化炉、鲁奇MARK-IV型气化炉。U-GAS气化炉、PRENFLO炉等。第二代气化炉在各种煤的适应性、热效率的提高、单台炉能力的增加、环境污染的减少等方面均有很大的进展 国内的水煤浆多喷嘴对置气化炉已经实现产业化进程。,4,一、甲醇,甲醇是重要的基础化工原料。甲醇广泛用于生产塑料、合成纤维、合成橡胶、染料、涂料、香料、医药和农药等。目前甲醇主要下游产品有甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚（MTBE）、甲胺类、氯甲烷类、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲醚等 。 2002年全世界甲醇的总生产能力为3714万吨/年，总能力的80%是以天然气为原料。其中南中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力的21.8%。预计，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4300-4500万吨/年。世界最大甲醇生产厂家是加拿大的Methanex公司，其甲醇的生产能力占世界总量的17%左右。 2002年，世界甲醇的消费量为3118.8万吨。亚洲已经成为世界最大的甲醇消费地区，消费量占世界总量的30.7%。 甲醛是最大的消费领域，占总消费量的35.2%，其次是MTBE，占23.7%，第三是醋酸/醋酸，占9.1%。在2002-2007年间，全世界范围内甲醇需求仍将保持一定程度的增长，到2007年总需求量将达到3460万吨，年均增长率为2.1%。,5,国内外甲醇生产能力、产量、消费量 （单位：万吨）,6,近年来国际市场甲醇价格走势,7,甲醇生产工艺,目前世界上甲醇合成有高压（30MPa）、中压（10M15MPa）和低压 （5M8MPa）3种工艺。七十年代后国外新建的大中型甲醇装置全部采用中压、低压法。低压法的代表流程主要有英国ICI、德国Lurgi、丹麦Topse、德国Linder、日本三菱瓦斯等；中低压工艺已经成为甲醇合成主流技术。甲醇生产的核心技术是反应器结构与形式、催化剂和热量的转移与利用。,各种甲醇工艺过程类似，主要区别在于反应器的设计、反应热的移走及回收利用方式的不同，另外所用催化剂亦有差异。,甲醇合成系统包括合成气压缩（等压合成除外）、甲醇合成、热量回收、甲醇分离等。,目前先进的合成塔主要有多段冷激式甲醇合成塔、管壳式甲醇合成塔、绕管式合成塔、多段径向甲醇合成塔、双套管甲醇合成塔、绝热式甲醇合成塔、Casale轴径向混合流合成塔、JW低压均温型合成塔。,8,甲醇生产工艺,甲醇精馏 甲醇装置精馏工艺有两塔流程和三塔流程之分 两塔和三塔流程的工艺指标基本相当，主要区别在于热量的消耗。三塔流程由于采用双效精馏，因而降低了冷却水和热能的消耗，但设备投资较高且操作相对较复杂。两塔流程采用单效流程，冷却水和热能的消耗较高，但设备投资较低，操作简单，此两种工艺各有优缺点。三塔流程产品纯度高，能耗只有两塔流程的6070%，而投资只比其高15%左右,9,国内甲醇生产,2004年中国甲醇生产能力已达600万吨/年以上，生产装置近200套。目前上海焦化年产35万吨、四川维尼纶30万吨等。10-20万吨/年规模的有14套，510万吨/年的有17套；2006年底全国甲醇能力将超过1000万吨； 目前甲醇作为车用替代燃料在国内部分地区已经开始在一定范围内推广，甲醇汽油作为汽车燃料的推广可以在一定程度上缓解我国原油短缺，特别是在原油资源馈乏日四川、山西等地随着甲醇和二甲醚作为替代燃料的快速普及和推广，甲醇的需求量将会有质的飞跃； 由于国内甲醇市场发展较快，利润较高，使投资者对大型甲醇项目十分关注，特别是煤产地和天然气产地，在积极研究建设大型甲醇项目的可能，有的已经开展开工建设，如泸天化、中海油、内蒙等地。,10,甲醇消费结构,2003年消费量达的434万吨，9803年均增长15%。2003年进口达140万吨，占总消费量的32.2%； 2003年甲醇衍生物的消费量约占总消费量的65.5%。其余主要为溶剂和燃料； 我国甲醇年均增长10.6%。其中衍生物占61.5%。,11,二、醋酸,醋酸是重要的有机原料，主要用于生产醋酸乙烯、醋酐、对苯二甲酸、聚乙烯醇、醋酸酯、氯乙酸、醋酸纤维素等。醋酸也用于医药、农药、染料、涂料、合成纤维、塑料和粘合剂等行业 1999-2003年间全球醋酸生产能力、产量年均增长率分别为3.8%和3.1%，2003年生产能力和产量分别达到956.2万吨/年、850万吨。世界主要醋酸生产商为Celanese、BP、Daicel、Acetex和Millennium Chemical等五大公司，占世界总生产能力的80%。 目前世界醋酸生产向大型化、规模化方向发展，最大的单套醋酸生产装置已达100万吨/年。 2003年全球醋酸的消费量约860万吨，醋酸乙烯占36.0%。PTA占18%，醋酐占17.7%，醋酸酯类占12.5%。 预计至2008年全球醋酸的消费量将达到1010万吨，年均消费量增长率为3.3%。,12,醋酸,目前我国有90多套醋酸生产装置，2003年生产能力达到136万吨/年，产量约为92.5万吨。其中甲醇羰基合成工艺生产能力占37%，乙烯乙醛法工艺占38%，其余25%为乙醇乙醛法。最大装置为扬子乙酰20万吨/年。2003年我国醋酸表观消费量达到142.8万吨，国内产量占64.78%。目前国内在建和拟建的醋酸能力为150万吨。 2003年我国醋酸消费量143万吨，2008年将达到225万吨，年均增长9.5%。其中增长最快的领域为PTA和醋酸纤维素。 到2008年，如果新增能力在100万吨左右，则供需基本平衡。,13,醋酸消费结构,14,三、醋酐,醋酐是最重要的精细化工原料之一，化学性质非常活泼，主要用作乙酰化剂，也作脱水剂、溶剂。醋酐主要用于生产醋酸纤维素，其次是用作医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂； 目前，世界主要国家或地区的醋酐生产能力为211万吨/年，美国是世界最大的醋酐生产国，生产能力占世界总生产能力的59%左右。世界主要生产商有Eastman化学、Celanese公司、BP公司、大赛珞化学等。其中Eastman化学生产能力位居榜首，约占世界生产能力的35%； 2002年世界主要国家或地区生产醋酐147.8万吨，装置开工率为70%。同年消耗醋酐141.4万吨，其中美国是世界醋酐最大的消费国家，占总消费量的55%，其次是西欧和日本，分别占28%和16.8%； 醋酸纤维素是世界醋酐的主要消费领域，其他方面还包括医药、TAED等方面。今后几年由于醋酸纤维素需求的下降将导致醋酐需求的萎缩，需要年均增长率为-0.5%。,15,醋酐,目前我国醋酐生产能力约10万吨/年，产量约7万吨/年，如加上作为醋酸纤维素中间产品的醋酐，则我国醋酐生产能力为18万吨/年，产量约11.6万吨。 国内醋酐的生产有两种工艺：醋酸裂解乙烯酮路线和乙醛氧化路线，其中醋酸裂解法占醋酐总生产能力的95%左右，除上海化学试剂总厂采用乙醛氧化法，其余均采用烯酮法。目前最具竞争力的醋酐生产工艺为甲醇CO羰基合成的醋酸醋酐联产法，甲醇和醋酸的CO羰基合成法具有流程短、产品质量好、消耗低、三废排放少等优点，该法代表目前醋酐生产的先进技术水平。 2003年我国醋酐的消费量为17万吨。预计2008年我国的醋酐需求量达到32万吨以上，其中需求增长较快的是医药、染料、醋酸纤维素、PTMEG等领域的应用。,16,醋酐,17,四、醋酸酯,醋酸酯是重要的有机溶剂，用于涂料、油墨、粘合剂、医药等领域。作为高档溶剂，醋酸乙酯可以代替甲乙酮，醋酸丁酯可以代替甲基异丁基酮、芳烃溶剂等。 2001年，国外醋酸乙酯生产能力约150万吨/年，消费量约120万吨，醋酸丁酯生产能力约110万吨/年，消费量约85万吨。 美国、西欧和日本是主要消费国家和地区。预计今后几年醋酸酯消费年均增长1-2%。 醋酸丁酯主要用于涂料生产，约占总消费量的75-85%，其次是油墨、粘合剂。各国醋酸乙酯的消费结构有所不同，主要是西欧和日本醋酸乙酯有相当大的比重消费于油墨生产。,18,醋酸酯,世界醋酸酯消费结构 %,19,醋酸酯,2003年，我国醋酸乙酯生产能力43万吨/年，醋酸丁酯生产能力27万吨/年，二者合计达70万吨/年(由于装置能切换生产，醋酸乙酯和醋酸丁酯的能力会有变化)。2003年我国醋酸乙酯产量约33万吨，醋酸丁酯产量约22万吨，二者合计约55万吨。主要生产企业有：金沂蒙集团公司(10/2万吨)、南昌市赣江溶剂厂(5/3万吨) 、江门谦信化工发展有限公司(7万吨),扬子乙酰化工公司(8万吨)。 我国醋酸乙酯的消费量由1997年的10.5万吨增长到2003年的36万吨，年均消费增长率达22.5%。我国醋酸丁酯的消费量由1997年的9.6万吨增长到2003年的28万吨，年均消费增长率达18.7%。 预计2002-2007年，我国醋酸乙酯年均消费增长率约8.1%，需求量达42.7万吨；醋酸丁酯年均消费增长率约8.7%，需求量达34.3万吨。,20,醋酸酯,2003年我国醋酸酯消费构成 万吨，%,21,五、二醋丝束,将纤维素用醋酐处理可制成不同酯化度的醋酸纤维素，其中二醋酸纤维素经抽丝可制成二醋酸纤维丝束，分为长丝和丝束，二醋酸纤维丝束大量用作香烟过滤嘴，另有部分长丝用于纺织品生产。 目前年世界二醋纤丝束总生产能力约65万吨，产量约60万吨。其中美国占总产量的42%、西欧占25%、日本占15%； 世界二醋丝束的生产被为数不多的几家公司所控制，Celanese占33%，Eastman占22%，Rhone-Poulenc占8%，Daicel占7%，Mitsubishi Rayon占6%； 目前世界二醋丝束消费量为57.8万吨，中国美国、西欧分别占世界总消费量的28%、19%和8.8%。 在未来510年内世界二醋酸纤维丝束消费总体增长率为1.0 1.5% ，发达国家消费量与目前持平或稍有增加；东欧增长率达到3%。预计到2008年世界二醋丝束消费量将达到65万吨左右。,22,二醋丝束,1989年以前，我国烟用二醋酸纤维丝束全部依赖进口。目前，国内共有4家二醋酸纤维丝束生产厂，生产能力总计5.9万吨/年，产量约6.2-6.3万吨。其中厂家是与中国烟草总公司与塞拉尼斯公司合资企业，另一家是与日本合资企业。 我国是香烟生产和消费大国，香烟产量居世界第一位。目前的丝束产量尚不能满足需求。为此，中国烟草总公司计划除扩产原有生产装置外，另计划新建一批二醋酸纤维丝束生产装置以满足需求。 作为世界卷烟生产和消费第一大国，近几年来我国滤嘴烟发展迅速。香烟消费年增长率达到了22%；2003年我国卷烟产量为3580.86万箱，二醋酸纤维丝束用量约13.816.1万吨。 2010年我国卷烟产量计划达到4000万箱。即便国家对香烟生产采取限产政策，估计今后几年我国卷烟生产仍将维持在36003700万箱左右。卷烟接嘴率将保持在98%以上，每万大箱用丝束量6070吨，因此每年烟用丝束需求量共22万吨左右，其中二醋丝束需求量可达到16万吨，所以今后在较长的一段时间内存在较大的市场缺口。,23,六、聚甲醛,聚甲醛是重要的通用型热塑性工程塑料品种，其生产能力仅次于聚酰胺（PA）和聚碳酸酯（PC）居第三位。 2003年，全世界聚甲醛的生产能力总计83.7万吨/年，其中美国、西欧和日本合计62.3万年/年，约占世界总生产能力的74%。聚甲醛生产技术难度较大，生产技术相对比较垄断，目前市场份额主要被Ticona、杜邦、三菱瓦斯、宝理公司等几家公司所占领。 目前共聚甲醛生产装置占全球聚甲醛生产装置总能力的80%以上。 2003年世界主要国家和地区聚甲醛的消费量为63.8万吨。美国、西欧和日本是主要的消费国家和地区，消费量为42万吨,约占世界总消费量的66%。汽车制造业和电子电器行业是国外聚甲醛最大的两个消费领域，各占聚甲醛总消费量的32%，机械制造占13%，其他领域为24%。 预计到2007年，世界主要国家和地区聚甲醛需求量年均增长率为4.7%，届时总需求量约达78万吨。,24,七、聚甲醛,近年来我国聚甲醛树脂需求增长较快，2004年进口量为18.9万吨，19982004年聚甲醛树脂进口量年均增长率高达20。而目前我国聚甲醛树脂生产厂家只有云天化一家，生产能力为1万吨/年，未来几年中计划将要建设的几套合资聚甲醛树脂生产装置均在华东地区。 2004年我国聚甲醛生产能力为3.2万吨/年，目前有两家生产企业，2004年产量达到2.4万吨。 国内在建和拟建的聚甲醛能力为11万吨。 2004年我国聚甲醛消费量达19.8万吨。2004年净进口量达17.4万吨。聚甲醛主要消费于电子电器占55%，日用消费品占20%，汽车工业占15%，工业机械占8%，其他领域占2%。 预计2010年我国聚甲醛需求量将达到30万吨。,25,八、DMF,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种性能优良的溶剂和各种气体的吸收剂,主要于聚氨酯、腈纶抽丝、医药、气体抽提、电子等。 2001年国外DMF的总生产能力达到40万吨/年，其中德国的BASF公司生产能力最大，达6万吨/年，其次是美国的DuPont公司、德国的UCB公司和韩国的三星公司各有一套5万吨/年的生产装置。2001年国外DMF产量约为28万吨，开工率近70%。DMF产量最大的是西欧10.1万吨，其次是日本和南韩分别为6万吨和5万吨。 美国、西欧DMF主要用于医药占总消费量的40%，合成革占10-15%，而亚太地区DMF以聚氨酯合成革为主，占消费总量的60%左右。 预计，国外DMF的需求仍然保持一定的增长，其中美国、西欧和日本等国家和地区DMF的市场已经成熟，其需求量仍保持现有水平。主要的增长推动力来自亚太地区，该地区对DMF需求的增长率达10%。,26,DMF,甲烷氯化物,甲基氯硅烷（有机规单体）,硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅,一氯甲烷,医药、农药、甲基纤维素和季胺化合物等,二氯甲烷,溶剂、清洗剂、发泡剂、感光胶片等,三氯甲烷（氯仿）,HCFC-22,医药萃取剂、麻醉剂、染料、农药,制冷剂,四氟乙烯,聚四氟乙烯,六氟丙烯等,四氯化碳,精细化工原料,九、甲 烷 氯 化 物,九、甲 烷 氯 化 物 2004年国内一氯甲烷表观消费量为8万吨，随着国内经济的快速发展，国内有机硅需求急剧增长，同时，医药、农药、甲基纤维素和季胺化合物对一氯甲烷需求也有一定的增长，预计到2010年有机硅产品对一氯甲烷的需求量将达到25万吨左右，2015年达到38万吨左右 近几年随着广东、浙江等沿海地区电子电气行业、聚氨脂发泡行业和金属清洗行业的迅速发展，二氯甲烷代替部分ODS物质在这些行业的用量急剧增加，今后一段时期，我国国民经济将继续保持较快的发展速度，感光材料、电子电气、金属脱脂、脱漆和医药仍将是国家重点发展的行业，对二氯甲烷的需求将继续保持增长势头，预计2010年国内二氯甲烷总需求量将达到22万吨左右，2015年达到28万吨左右 国内氯仿主要用于生产HCFC-22，每年用于这一领域的氯仿量约占总消费量的70%，根据“蒙特利尔议定书”规定，我国从2016年起将HCFC-22制冷剂消费冻结在2015年水平，至2040年削减100%，预计HCFC-22在2030年以前仍将以价格低廉而保持其应有的致冷剂市场占有率，在2016年之前其消费仍将呈增长势头；在化工生产中HCFC-22主要用作生产四氟乙烯)等氟化物，这方面的消费不受任何限制，预计国内氯仿需求仍将稳步增长，2010年将达到35万吨左右，2015年达到50万吨左右 根据“蒙特利尔议定书”规定，四氯化碳在制冷剂和溶剂行业将完全被淘汰，四氯化碳将只用做部分精细化工产品的原料,甲 烷 氯 化 物 从近年来国内甲烷氯化物供需情况分析，2005年前后，国内甲烷氯化物生产能力和产量有较大幅度的提高，市场竞争比较激烈，规模小、技术落后、产品质量差的企业受到激烈的冲击，没有下游产品装置配套的企业的利润空间也在逐步缩小 因此，国内新建甲烷氯化物装置应达到一定的经济规模，同时配套合理的有机硅或有机氟下游装置，以降低市场风险，提高产品附加值，提高项目的综合竞争能力,30,十、甲醇制烯烃-MTO,20世纪80年代初，Mobil公司在研究MTG（甲醇制汽油）过程时，发现通过改变操作条件，用ZSM-5催化剂可以生产烯烃，烯烃的收率为6%左右。1980年UCC发现采用SAPO-34（磷酸硅铝分子筛）可以有效地将甲醇转化为低碳烯烃。而后UCC将相关技术转让给了UOP公司。 1995年UOP/HYDRO公司在挪威建成了一套甲醇加工能力为0.75 t/d的中试装置。甲醇转化率近100%，乙烯和丙烯选择性分别在45%和37%左右，通过改变反应条件，乙烯与丙烯之比可在1.510.751之间变化。 中科院大连化学物理研究所在20世纪80年代初开展MTO工作。“七五”期间完成0.71.0t/d 中试，甲醇的转化率为100%，乙烯到丁烯的选择性为86%，达到同期国际先进水平。 目前中科院大连化学物理研究所推出的DO123催化剂，与UOP的MTO-100催化剂相当，缺点是催化剂的用量大，但价格仅为UOP的15%。正在与陕西省新兴煤化工有限责任公司合作在榆林进行万吨级MTO工业试验装置的建设。在此基础上陕西将与香港益业等投资155亿，建设240万吨甲醇、制80万吨烯烃的MTO项目。,31,十一、甲醇制丙烯-MTP,甲醇制丙烯（MTP）工艺是Lurgi公司于20世纪90年代末开发成功的Lurgi公司于2001年夏季在挪威的Tjldbergolden的Statoil工厂建设了一套示范装置，示范装置于2002年1月开车，已运行超过9000小时。 Lurgi公司已经与伊朗国家石化公司（NPC）旗下的子公司扎格罗斯（Zagros）石化公司签署了价值1.99亿美元的合同。由Lurgi公司负责在伊朗的Bandar Assaluye建设一座5000吨/日的甲醇厂，并确认正在与扎格罗斯（Zagros）石化公司商谈利用甲醇产品，建设一套52万吨/年的甲醇制丙烯（MTP）生产装置。 我国内蒙古蒙西高新技术集团公司计划建设天然气经甲醇制丙烯（MTP）项目。该项目是由美国Euclid国际金融公司、蒙西高新技术集团公司和德国Lurgi油气化公司共同投资。 MTP工艺采用固定床反应器，易于放大、风险小，并能降低投资。MTP工艺本身要副产液化气和汽油，这对于富煤缺油少气的地区得到能源产品有很好的现实意义，但大量的液化气和汽油也阻碍了下游产品的发展和附加值的提高。,32,十二、甲醇制二甲醚,一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程，与两步法相比，其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提高。因此，一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法工艺有：丹麦Topse工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工