煤化工产业现状及发展前景.ppt

,抓建设 争一流 创示范,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,全力打造现代煤化工基地,团结 效率 责任,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,团结 效率 责任,煤化工现状及发展前景,1,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,2,煤的用途,3,煤的化工利用,化工利用,4,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,5,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,6,世界化石能源储量图,7,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,8,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。,9,2002,中国能源生产总量（以标准煤计）,16.03,亿吨,38.243.8,亿吨,2003,2020,13.9,亿吨,煤炭占,65%,煤炭占,67%,煤炭占,59.463.2%,发展煤化工必要性,中国能源消费预测,10,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。,11,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%,。,12,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。,13,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,14,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,15,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,16,发展煤化工必要性,石油生产、消费和进口,17,年份,2002,2003,2004,2005,2010,2020,总消费,2.4,2.75,3.1,3.17,4.29,5.8,供应量,1.6,1.69,1.6,1.62,2.03,2.1,缺口,0.8,0.96,1.5,1.55,2.26,3.7,单位,:,亿吨,/,年,发展煤化工必要性,石油供应与需求,18,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,),19,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,20,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,21,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,22,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,23,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,24,CO,H,2,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,25,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,26,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；,27,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。,28,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,29,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,30,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,31,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,32,煤化工的模式一,1,Synthol,反应器；,2,脱除,CO,2,；,3,深冷分离；,4,C,2,、,C,3,提纯；,5,烯烃齐聚；,6,H,2,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,Sasol F-T,合成模式,1,12,11,8,2,7,10,9,5,3,4,6,煤炭气化,合成气,H,2,乙烯、丙烯,LPG,馏出物,汽油,醇、醛、酮,送污水处理,33,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,Sasol F-T,合成模式,34,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,Sasol F-T,合成模式,35,煤化工的模式一,南非,Sasol F-T,合成模式,36,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）,H,2,/CO=1.72.0(,适合,FT,合成）,南非,Sasol F-T,合成模式,37,煤化工的模式一,南非,Sasol F-T,合成模式,主要气化炉的尺寸和处理能力,38,煤化工的模式一,F-T,合成工艺,39,煤化工的模式一,南非,Sasol F-T,合成模式,40,煤化工的模式一,每标准立方米合成气（,CO,H,2,）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,Sasol F-T,合成模式,产品产量比例,41,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,O,2,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,CO,2,H,2,S,放空,硫,丁烷,甲醇精制,合成汽油,甲醇干燥,42,煤化工的模式二,Methanex methanol facility in Puntas Arenas,Chile,43,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+H,2,),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+H,2,),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,44,煤化工的模式三,Lurgi,的气化技术,45,煤化工的模式三,Coal-based MtSynfuels Basic Process Flow Diagram,46,煤化工的模式四,Shell,合成气园（,Syngas Park,）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,CO,2,硫酸铵,硝酸铵,碳酸铵等,尿素,47,煤化工的模式四,Shell,合成气园,48,气化,蒸汽轮机,燃气轮机,气体转化,甲醇系列,产品合成,尾气,煤,电,工业用气,城市煤气甲醇系列化学品,化肥,化肥合成,气体制备,Shell Syngas Park,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,煤化工的模式四,49,煤化工的模式四,合成气的应用,50,煤化工的模式四,Shell,气化技术的商业化过程,51,煤化工的模式四,采用,Shell,气化技术的,Buggenum IGCC,电厂,52,煤化工的模式四,洞庭的,Shell,气化炉,53,煤化工的模式四,洞庭的,Shell,气化炉,54,煤化工的模式四,Shell,气化炉,55,煤化工的模式四,Shell,在中国的气化工程,56,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）,57,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,O,2,O,2,O,2,CO,2,(,去埋藏,),，污染物,(H2S,PM,碱金属,),58,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,59,煤化工项目建设概况,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,煤化工在我国新特点,在我国能源体系中，石油资源紧缺且价格持续攀高；天然气资源有限，大多分布在中西部地区；而煤炭资源储量相对丰富，并且分布比较广泛。因此，煤炭在我国能源体系的位置越来越重要，煤化工也越来越多的被关注。,我国传统煤化工一直围绕合成氨和甲醇两条产业发展路线，其中煤制合成氨在我国已有多年发展历史，形成了很成熟的工业体系，在我国化肥生产中发挥了重要作用。煤制甲醇在我国也有很好的生产基础，目前占据我国甲醇生产能力的,60%,以上。甲醇传统的下游产品，如甲醛、聚甲醛、醋酸及其衍生产品脲醛树脂、酚醛树脂、,1,4-,丁二醇、醋酸酯和二醋酸纤维素等，经过近十几年的发展，逐渐形成产业，产品量不断增加，供求矛盾已不是很大。因此，这两年煤化工产业链不断向石油化工领域拓展延伸。尤其随着,MTO,、,MTP,、,MTG,等新技术取得了突破性进展，使以煤为原料生产乙烯、丙烯、合成油品等石油化工系列产品成为可能。,我国煤化工的发展表现出几个突出特点：资源相对丰富；气化技术发展快；产品领域更加开拓；相对于石油和天然气，煤炭价格对产品成本影响程度略小一些；下游产品市场需求量大。,我们应该理解和把握循环经济在煤化工的发展中呈现的五个特征：一，体现产业链关系；二，考虑外部配套条件，包括水、电、交通运输、周边城镇发展及环境要求等各个方面；三，一定要选择绿色工艺、污染小的产品；四，煤化工基地一定要有比较强的技术支持体系；五，不仅要使投资者得到好的经济效益，而且要给整个地区带来良好的经济效益和社会效益,73,74,75,76,