煤化工产业现状及发展前景ppt课件.ppt

煤化工现状及发展前景 2014年7月23日 内容概要 1 煤的用途及煤化工概念2 世界及中国能源状况3 发展煤化工的必要性4 现代煤化工技术5 煤化工分类6 现代煤化工模式 煤的用途 煤的化工利用 化工利用 煤化工的概念 煤化工 是以煤为原料 经过化学加工方法使煤转化气体 液体和固体产品或半成品 而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业 煤的焦化 最早煤化工 同时副产煤气和焦油煤气化 液化和合成化学品等煤气化 发电 化工的多联产煤气化经甲醇制取烯烃煤制天然气 合成油 乙二醇等煤气化 龙头 世界能源状况及发展趋势 世界化石能源储量及消费量1 煤炭是世界上储量最大的矿物资源占64 1 石油18 1 天然气17 8 2 2000年消费煤炭32 5亿吨 占28 石油35亿吨 折标准煤50亿吨 占44 天然气2 4万亿M3 折标准煤32亿吨 占28 3 2010年世界消费煤炭51 71亿吨 占30 石油40 28亿吨 折标准煤57 54亿吨 占34 天然气2 8万亿M3 折标准煤39亿吨 占24 4 2010年中国一次能源消费量为22 75亿吨标油 折合标煤32 5亿吨 占世界能源消费总量的20 3 其中煤炭70 6 石油17 8 天然气4 5 2012年我国一次能源消费量36 2亿吨标煤 单位GDP能耗是世界平均水平的2 5倍 美国的3 3倍 同时高于巴西 墨西哥等发展中国家 我国每消耗1吨标煤的能源 仅能创造1万4千元人民币的GDP 而全球平均水平是 消耗1吨标煤创造2万5千元GDP 我国的能源消耗高 但能效极低 世界能源发展趋势1 在2020年以前仍然以化石资源为主2 随着石油 天然气资源减少 洁净煤及煤炭液化技术将大发展 世界化石能源储量图 中国能源结构 煤炭在中国能源和经济发展中的重要地位煤能源生产和消费大国 2000年的20亿吨 年 2010年的32 5亿吨 年 2012年36 2亿吨 年煤炭消费在一次能源比重 65 75 2012年中国煤炭消费量比上年增长2 5 原油消费量增长6 0 天然气消费量增长10 2 电力消费量增长5 5 统计局中国化石能源剩余可采储量2000米以上煤炭地质储量55597亿吨 探明储量10176亿吨 可采余量煤炭3245亿吨 116年 石油地质资源940亿吨 可采资源140亿吨 可采储量59亿吨 可采余量33亿吨 20年 天然气地址资源总量38万亿立方米 探明储量2 3万亿立方米 探明可采储量1 48万亿立方米 49年 发展煤化工必要性 煤的角色 我国当前能源的主体我国是典型的富煤 贫油少气国家 现能源总储量结构为 原煤58 8 原油3 4 天然气1 3 水能36 5 现每年消耗煤炭35 36亿吨 直接燃烧达到18亿吨 2002 中国能源生产总量 以标准煤计 16 03亿吨 38 2 43 8亿吨 2003 2020 13 9亿吨 煤炭占65 煤炭占67 煤炭占59 4 63 2 发展煤化工必要性 中国能源消费预测 发展煤化工必要性 当前的能源形势 2005年进口1 24亿吨 2010年进口2 39亿吨 自产1 856亿吨 2012年 生产原油2 0748亿吨 同比增长1 9 进口原油2 7109亿吨 同比增长7 3 2013年全年中国累计进口原油2 82亿吨 2004年中国为世界第二大原油消费国 2010年已经超过美国成为能源第一消费大国 石油对外依赖度已经从2009年以来 连续三年大于50 2012年依存度56 42 2013年依存度达到57 39 目前经济发展对原油的依赖度越来越高原油价格居高不下 85 110美元 桶 在2008年7月11日纽约油价盘中创每桶147 27美元历史最高纪录 发展煤化工必要性 中国的能源消耗量 中国的能源消费2010年32 5亿吨标煤 2013年36 1亿吨标煤 英国石油公司世界能源年度统计报告指出 2010年中国占世界能源需求量的20 3 而美国的能源消费占世界能源需求量的19 同期 原煤占中国能源消耗总量的比重达70 3 发展煤化工必要性 中国能源结构 2000 2010年中国一次能源消费量及构成 2010年 我国能源消费总量为32 5亿吨标准煤 2013年36 1亿吨 我国未来能源结构政策的基本方略是 煤为基础 多元发展 维持以煤炭为主体 电力为中心 油气 新能源全面发展的一次能源结构 优化二次能源结构 特别是提高煤炭利用效率和清洁性 发展煤化工必要性 中国能源消费预测 2050年中国一次能源供需预测 发展煤化工必要性 煤炭利用现状 2010年中国煤炭消费量及构成 2012年煤炭消费量36 2亿吨 其中发电耗煤占41 3 发电用煤以每年3 6 的速度增长随着油 气价格上涨 化工用煤有较大增长居民生活燃煤逐年减少 煤炭作为动力用煤所占比例仍将保持60 70 左右 发展煤化工必要性 煤炭利用存在的问题 2010年中国主要工业产品能耗与国际比较 标准煤 综合利用效率低 约为32 能耗高 节能潜力大 万元GDP能耗为1 84tec煤炭生产效率低 成本高环境污染严重 发展煤化工必要性 石油生产 消费和进口 单位 亿吨 年 发展煤化工必要性 石油供应与需求 发展煤化工必要性 能源强度比较 中国与国外能源强度比较 2004年单位国民生产总值耗能 中国能源发展的必然途径 中国社会经济发展的需求 中国煤炭企业在市场经济中的选择 中国现代工业的新领域 煤化工技术是出路 以焦化 焦油加工 焦炭造气 块煤造气 型煤造气为主要方式 以高效煤气化 煤炭液化 煤制甲醇等碳一化工 煤电化多联产 煤制取石油化工产品为标志 传统煤化工 新型煤化工 煤化工分类 产品 以洁净能源和可替代石油化工产品为主技术系统 采用高新技术并优化集成产业规模 建设大型联产企业和产业基地煤炭资源的有效 合理利用经济最优化清洁生产与环境友好 新型煤化工特点 煤 制浆 气化 加氢液化 提质加工 提质加工 FT合成 产品 新型煤化工系统 制粉 发电 动力 加氢 煤气化 煤化工重要单元技术煤气化分类 按照化学工程特征分类 按照煤气用途分类 按照煤气成因分类 按照气化剂分类 按照供热方式 按照排渣方式 按照操作压力分类按照化学工程特征分类 固定床 流化床 气流床 熔融床固定床 移动床 M型 W G型 U G I 鲁奇加压流化床 沸腾床 常压温克勒 高温温克勒HTW 循环流化床CFB 灰熔聚流化床气化炉 恩德粉煤流化床气流床 德士古炉 K T炉 壳牌炉 GSP EAGLE DESTEC PRENFLO 航天炉 多元料浆 四喷嘴 清华炉 东方炉等熔融床 熔渣床 熔盐床 容铁床 CO H2 合成物 分馏 离 提质加工 汽油 柴油 石脑油 乙烯 丙稀 含氧类蜡类 燃料气等 催化剂 温度 压力 气化 煤 煤 加热加压催化 制氢 液化油 汽油 柴油 航空煤油 LPG 酚类 苯类 氨类等 气化 提质加工 间接液化 直接液化 煤液化 煤焦化 煤在隔绝空气条件下加热形成气态 液态 固态产物 焦炉种类 鞍山焦耐院JNX型下喷复热式 新日铁M型 捣固型 考伯斯式 卡尔 斯蒂尔焦炭种类 气化焦 冶金焦 铸造焦 电石焦炼焦发展趋势 大型 高效 环保 煤资源广焦化化工 焦炉气 煤焦油 中国煤焦化 中国产量 2004年产量2 12亿吨 2005年2 43亿吨 占全球产量42 46 焦炭消费 冶金 75 机械 化工20 等 其它5 2003年出口1470万吨 价格350美元 吨 占世界贸易量57 2004年出口1103万吨 238 吨 2005年1267万吨 183 吨 煤化工多联产系统的特点 以煤基清洁燃料和化工产品为主 通过资源优化配置 公用工程共享减少建设投入 通过调整合成气循环比提高单元设备的效率 灵活调整产品品种和产量 尾气 废渣循环利用 以减少投入 降低折旧 提高效率 单台设备产量提高 废弃物利用达到经济效益最优化 案例1能源 化工联产 一 煤炭 联合发电 合成气生产 F T合成 空分 甲醇合成 气化炉 灰渣利用 氮气等 燃油化工品 热 硫磺 甲醇 电 建材 案例2能源 化工联产 二 备煤 焦化化产 炼焦 膜分离 煤气压缩 直接液化 氢压缩 提质加工 残渣热解 联合发电 油品 电力 化产 焦炭 案例3能源 化工联产 三 备煤 合成气生产 F T合成 空分 甲醇合成 燃油化工品 硫磺 甲醇 焦油产品 产品分离 甲醇精馏 案例4能源 化工联产 四 CO分离 气化 低温甲醇洗 甲醇合成 燃气轮机 醋酸合成 发电机 醋酸 甲醇 电 煤 脱硫 蒸气轮机 废热锅炉 蒸气 氧气蒸气 煤化工的模式一 1 Synthol反应器 2 脱除CO2 3 深冷分离 4 C2 C3提纯 5 烯烃齐聚 6 H2回收 7 甲烷重整 8 精馏 9 异构化 10 催化重整 11 馏出物加氢处理 12 化学品加工 南非SasolF T合成模式 1 12 11 8 2 7 10 9 5 3 4 6 煤炭气化 合成气 H2 乙烯 丙烯 LPG 馏出物 汽油 醇 醛 酮 送污水处理 煤化工的模式一 50年代初开始间接液化工业化建设 至今形成7Mt a燃料油和化工产品生产能力 形成以煤为原料的大型煤化学工厂 现有职工2 5万 设煤炭 化工 合成燃料 技术服务 国际股权 炼油6个子公司 总部位于南非约堡 年产原煤约5000万t 加工约4500万t 产品711万t 70 为燃料油 提供南非全国油料消耗的28 其它产品有烯烃 醇类 酮类 硬蜡 燃料气等 产品销往世界90多个国家 沙索二厂 三厂共有40 2座鲁奇加压气化炉 8 2座低温甲醇洗涤塔 8 2台循环流化床反应器 目前改造为4 2台直径为10m 高约38m的新型反应器 采用F T合成技术 南非SasolF T合成模式 煤化工的模式一 产品燃料油成本约为16 17美元 桶 2000年工厂获得良好的经济效益 6mm煤用于气化 占原料70 煤质为 灰分24 5 内水4 6 挥发分22 7 硫1 1 固定碳48 2 南非SasolF T合成模式 煤化工的模式一 南非SasolF T合成模式 煤化工的模式一 使用块煤 破碎工作量小高灰煤可用高灰熔点煤冷煤气效率较高氧耗低高附加值产品 如焦油 H2 CO 1 7 2 0 适合FT合成 南非SasolF T合成模式 煤化工的模式一 南非SasolF T合成模式 主要气化炉的尺寸和处理能力 煤化工的模式一 F T合成工艺 煤化工的模式一 南非SasolF T合成模式 煤化工的模式一 每标准立方米合成气 CO H2 可以生产烃类150 190g 生产汽油和柴油115 130g 生产燃料油的同时 可以生产多达100多种化工产品 南非SasolF T合成模式 产品产量比例 煤化工的模式二 以煤为原料得到合成气 生产甲醇 再由甲醇经MTG过程合成汽油 可以根据市场对甲醇和汽油的需求情况和价格 调节两种产品的比例 新西兰Methanex模式 煤制备 煤气化 燃料级甲醇 化学级甲醇 LPG 燃料气 汽油 排放气作燃料 蒸汽 煤 洗涤 变换 除尘 灰 O2 石灰 粉煤 热煤气 脱酸性气体 硫回收 甲醇合成 冷煤气 合成气 CO2 H2S 放空 硫 丁烷 甲醇精制 合成汽油 甲醇干燥 煤化工的模式二 MethanexmethanolfacilityinPuntasArenas Chile 煤化工的模式三 德国Lurgi公司GTC MTP模式 煤气化 甲醇 聚丙烯 LPG 丙烯酸丁酯 汽油 2 乙基己基丙烯酸酯 合成气 CO H2 丙烯酸 MTP 丙烯 甲醇合成 MTP典型工艺过程 煤气化 聚丙烯 合成气 CO H2 MTP 丙烯 甲醇合成 丙烯 丙烯 丙烯酸 含氧醇 Bu 丙烯 2 EHOH丙烯 GTC典型工艺过程 煤化工的模式三 Lurgi的气化技术 煤化工的模式三 Coal basedMtSynfuelsBasicProcessFlowDiagram 煤化工的模式四 Shell合成气园 SyngasPark 模式 合成氨工厂 转化反应 空气分离 合成氨 煤制合成气 CCGT 甲醇厂 峰荷发电 GT 峰荷发电 甲醇 甲醛 醋酸 醋酐等 其他合成气用户 如SMDS 城市煤气网 工业用气 甲醛 醋酸 醋酐等 氮气 氧气 氩气 氢气 CO2 硫酸铵 硝酸铵 碳酸铵等 尿素 煤化工的模式四 Shell合成气园 ShellSyngasPark概念 系统特征从气化出发 发电 合成甲醇系列产品 化肥 气体制备 煤化工的模式四 煤化工的模式四 合成气的应用 煤化工的模式四 Shell气化技术的商业化过程 煤化工的模式四 采用Shell气化技术的BuggenumIGCC电厂 煤化工的模式四 洞庭的Shell气化炉 煤化工的模式四 洞庭的Shell气化炉 煤化工的模式四 Shell气化炉 煤化工的模式四 Shell在中国的气化工程 煤化工的模式五 煤炭 化工 冶金多联产模式 气化制合成气 铁矿 前处理系统 热风炉换热 气体净化 还原竖炉 化工产品生产系统 除尘 煤 氨及化肥 二甲醚 甲醇 海绵铁 高纯铁 用于电炉炼钢 煤化工的模式六 展望21世纪能源系统 高温高压气化炉 重整制氢氢气分离 高温燃料电池 煤 煤气 氧气分离 高温高压热交换器 先进循环 蒸汽 热水 空气 O2 O2 O2 CO2 去埋藏 污染物 H2S PM 碱金属 煤化工产品链 煤 气化 直接液化 低温干馏 炼焦 其它 煤气 净气 合成氨 尿素 三聚氰胺 硝酸 丙稀氰 DMF 己内酰胺 甲醇 MTBE 酚醛树脂 季戊四醇 醇醚燃料 醋酸 乙烯 丙稀等 燃料气 石蜡 柴油 汽油等化学品 乙炔化学品 醋酐 醋酸甲酯 醋酸乙烯 液体燃料 酚 冶金焦 液体燃料 化学品 沥青 碳素制品 城市煤气 萘 蒽 吡啶 酚 苯 甲苯 二甲苯 活性碳 碳分子筛 无烟燃料 还原剂 气化原料 甲醇 二甲醚 氨合成 甲醇合成 费托合成 醋酐合成 合成气 液化油 加工 粗苯 煤气 加工 分离 焦炉煤气 煤焦油 焦碳 电石炉 电石 石灰石 煤气 低温煤焦油 半焦 加工 加氢 煤化工项目建设概况 煤化工在我国新特点 在我国能源体系