大型煤化工主要技术工艺路线图

1、 煤化工技术工艺路线图 煤制甲醇典型工艺路线图渣驰放气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/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol CO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO+CO2)2.052.10，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

2、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（%）COH2CO2CH4水煤气37.350.06.50.3甲醇合成气29.9067.6429.900.1 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)2.052.10，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

3、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/mol CH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/mol CH4+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类气体组分（%）COH2CO2CH4天然气-3.296.2甲醇合成气29.9067.6429.900.1 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Methanol-to-Olefin (甲醇制低碳烯烃)以天然气（或煤炭）为原料的MTP技术流程 煤

4、炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。煤直接液化技术研究始于上世纪初的德国，1927年在Leuna建成世界上第一个10万吨年直接液化厂。19361943年间

5、，德国先后建成11套直接液化装置，1944年总生产能力达到400万吨年，为德国在第二次世界大战中提供了近三分之二的航空燃料和50的汽车及装甲车用油。第二次世界大战结束，美国、日本、法国、意大利及前苏联等国相继开展了煤直接液化技术研究。50年代后期，中东地区廉价石油的大量开发，使煤直接液化技术的发展处于停滞状态。1973年，爆发石油危机，煤炭液化技术重新活跃起来。德国、美国及日本在原有技术基础上开发出一些煤直接液化新工艺，其中研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低液化油生产成本的目的。目前不少国家已经完成了中间放大试验，为建立商业化示范厂奠定了基础。世界上有代表性的煤直接液化工艺是德国

6、的新液化（IGOR）工艺，美国的HTI工艺和日本的NEDOL工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反应条件比老液化工艺大为缓和，生产成本有所降低，中间放大试验已经完成。目前还未出现工业化生产厂，主要原因是生产成本仍竞争不过廉价石油。今后的发展趋势是通过开发活性更高的催化剂和对煤进行顶处理以降低煤的灰分和惰性组分，进一步降低生产成本。德国IGOR工艺1981年，德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法进行了改进，建成日处理煤200吨的半工业试验装置，操作压力由原来的70兆帕降至30兆帕，反应温度450480摄氏度；固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢

7、的沥青烯留在残渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50。工艺特点：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失，并在固定床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的损失量降到最小。投资可节约20左右，并提高了能量效率。美国HTI工艺该工艺是在两段催化液化法和HCOAL工艺基础上发展起来的，采用近十年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂。工艺特点：反应条件比较缓和，反应温度420450摄氏度，反应压力17兆帕；采用特殊的液体循环沸腾床反应器，达到全返混反应器模式；催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂，

8、用量少；在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度回收重质油，从而大幅度提高了液化油回收率。日本的NEDOL工艺19781983年，在日本政府的倡导下，日本钢管公司、住友金属工业公司和三菱重工业公司分别开发了三种直接液化工艺。所有的项目是由新能源产业技术机构（NEDO）负责实施的。1983年，所有的液化工艺以日产0.12.4t不同的规模进行了试验。新能源产业技术机构不再对每个工艺单独支持，相反将这三种工艺合并成NEDOL液化工艺，主要对次烟煤和低阶烟煤进行液化。有20家公司合并组成了日本煤油有限公司，负责设计、建造和经

9、营一座250吨/天规模的小型试验厂。但是，该项目于1987年由于资金问题*搁置。一座1t/d的工艺支持单元（PSU）按计划于1988年安装投产，项目总投资3000万美元，由于各种原因该项目进展的断断续续。1988年，该项目被重新规划，中试规模液化厂的生产能力被重新设计为150t/d。新厂于1991年10月在鹿岛开工，于1996年初完工。 从1997年3月1998年12月，日本又建成了5座液化厂。这5座液化厂对三种不同品种的煤（印度尼西亚的Tanito Harum煤和Adaro煤以及日本的Ikeshima煤）进行了液化，没有太大问题。液化过程获得了许多数据和结果，如80天连续加煤成功运转，液化油的收率达到58wt%（干基无灰煤），煤浆的浓度达50%，累计生产时间为6200小时。俄罗斯FFI工艺俄罗斯煤加氢液化工艺的特点为：一是采用了自行开发的瞬间涡流仓煤粉干燥技术，使煤发生热粉碎和气孔破裂，水分在很短的时间内降到1.52，并使煤的比表面积增加了数倍，有利于改善反应活性。该技术主要适用于对含内在水分较高的褐煤进行干燥。二是采用了先进高效的钼催化剂，即钼酸铵和三氧化二钼。催化剂添加量为0.020.05，而且这种催化