毕业设计(论文)论我国煤化工发展前景.doc
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1、毕业设计(论文)-论我国煤化工发展前景 克拉玛依职业技术学院毕业论文题 目论我国煤化工发展前景 班 级 石化0831班 姓 名 张明磊 指导老师 徐雪松 完成日期 2011年5月9日 克拉玛依职业技术学院制二零一一年四月摘要 在国际油价急剧震荡和对替代化工原料替代能源的需求越发迫切的背景下节能减排已成大势所趋在已经上报国务院待批的新兴能源产业规划中洁净煤利用成为十个新兴能源产业之一在诸多上市公司积极介入煤化工领域的背景下煤化工产业发展前景备受关注 近年来我国主要煤化工产品产量保持较快增长2009年我国甲醇产量达到11334万吨今年上半年甲醇产量达到811万吨同比增长5332009年合成氨总产量
2、达到5136万吨今年上半年合成氨总量26491万吨同比增长46此外还有大批在建扩产项目以及规划建设的煤化工项目煤化工产业结构调整步伐加快传统煤化工竞争激烈目前我国基础煤化工产品总体产能过剩竞争激烈产业结构有待优化2009年全国焦化行业关停淘汰落后小老焦炉产量近2300万吨新建投产焦炉产能约3700万吨实现了以自动化大型化清洁环保化的大中型焦炉产能对落后产能的置换 关键词节能减排 自动化 产业结构 优势 领域 目 录摘要- 1 -前言- 1 -1我国煤化工的发展历史- 2 -2我国煤化工行业概况- 2 -21 煤炭焦化- 2 -22 煤气化及其合成技术- 3 -com- 3 -com 煤气化合成
3、氨- 3 -com 煤气化合成液体燃料 间接液化 - 4 -com 煤气化其他产品合成技术- 4 -3煤化工行业发展特点特点及前景- 5 -31煤化工行业发展特点- 5 -32煤化工行业发展前景- 6 -com和石油供应的不稳定性催生煤化工的发展- 6 -com量丰富是我国发展煤化工的现实基础- 6 -com策和现实技术条件的成熟推动煤化工行业发展- 6 -4煤化工产业发展产品的需求- 7 -41煤制发动机燃料油- 7 -42煤制乙烯丙烯类产品- 7 -43甲醇二甲醚产品- 8 -44焦碳产品- 8 -5煤炭企业发展煤化工技术的问题分析- 9 -51煤炭液化- 9 -52煤炭汽化- 10 -5
4、3煤炭焦化- 11 -54煤化工多联产- 11 -6煤化工可持续发展中存在的问题- 12 -61严峻的环境形势- 12 -62法制松弛监管不力- 12 -63切实加强煤化工污染的防治- 13 -参考文献- 14 -致 谢- 15 -前言概述了煤化工中煤焦化气化液化煤气化联合循环发电和多联产技术系统国内外发展的现状分析了煤化工产业面临的发展机遇认为通过煤化工技术将煤转化为新的洁净高效的能源将成为今后研究开发的方向规模大技术先进将是煤化工产业发展的趋势煤炭是我国最主要的能源资源它不仅是重要的工业燃料还是重要的化工原料并有化工之母之美称但除冶金工业和化肥工业中煤的焦化和用于合成氨的煤气化之外煤的其他
5、深度化学转化由于种种原因一直未实现商业运营进入21世纪环境保护受到前所未有的重视洁净能源安全稳定的供应也成为一个国家经济持续发展的重要条件这些都为煤炭化学加工提供了难得的发展机遇加快煤化工产业的发展已成为煤炭工业可持续发展的重要组成部分为让广大读者较全面地了解我国煤化工产业的现状组织了这期煤化工产业的专题文章旨在加快煤化工产业的发展进一步延伸煤炭产业链为国民经济的快速健康发展奉献洁净高效可靠的能源煤化学加工包括煤的焦化气化和液化主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业随着社会经济的不断发展它们将进一步得到发展同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化煤基代用液体燃料煤
6、气化发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义1我国煤化工的发展历史中国是使用煤最早的国家之一早在公元前就用煤冶炼铜矿石烧陶瓷至明代以用焦炭冶铁但煤作为化学工业的原料加以利用并逐步形成工业体系则是近代工业革命后煤中有机质的基本结构单元是以芳香族稠环为核心周围连有杂环及各种官能团的大分子这种特定的分子结构是它在隔绝空气的条件下通过热加工的催化加工能获得固体产品如焦炭或半焦同时还可得到大量的煤气以及具有经济价值的化学品和液体燃料如烃类醇类氨苯甲苯二甲苯萘酚吡啶等因此煤化工的发展包含着能源和化学
7、品生产两个方面两者相辅相成促进煤炭综合利用技术的发展2我国煤化工行业概况改革开放以来我国的经济快速发展为煤化工产业提供了前所未有的发展机遇随着国民经济的发展我国煤化工产品需求量大幅度增加为煤化工产业的发展提供了广阔的销售市场随着经济实力的增强科学技术的进步大力发展煤化工产业是大势所趋是煤炭企业往纵深发展的必由之路21 煤炭焦化焦化工业是发展最成熟最具代表性的煤化工产业也是冶金工业高炉炼铁机械工业铸造最主要的辅助产业目前全世界的焦炭产量大约为3234亿ta直接消耗原料精煤约45亿ta 受世界钢铁产量调整高炉喷吹技术发展环境保护以及生产成本增高等原因影响工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态焦炭
8、国际贸易目前为2500万t a目前我国焦炭产量约12亿ta居世界第一直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的 14全国有各类机械化焦炉约750座以上年设计炼焦能力约9000万ta其中炭化室高度为4m55m以上的大中型焦炉产量约占80中国大容积焦炉炭化室高6m已实现国产化煤气净化技术已达世界先进水平干熄焦地面烟尘处理站污水处理等已进入实用化阶段焦炭质量显著提高其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平焦炭成为我国的主要出口产品之一出口量逐年上升2000年达到1500ta已成为全球最大的焦炭出口国从20世纪80年代起煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂
9、有的以焦炭为主要产品煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是焦炉炉型小以中小型焦炉为主受矿区产煤品种限制焦炭质量调整提高难度较大采用干法熄焦烟尘集中处理等新技术少大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距22 煤气化及其合成技术com煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台额定产气量446106Nm3d前10名的气化厂使用鲁奇德士古壳牌3种炉型原料是煤渣油天然气产品是F-T合成油电或甲醇等煤气化技术在我国被广泛应用于化工冶金机械建材等工业行业和生产城市煤气的企业各种气化炉大约有9000多台其中以固定床气化炉为主近20年来我国引进的加压鲁
10、奇炉德士古水煤浆气化炉主要用于生产合成氨甲醇或城市煤气煤气化技术的发展和作用引起国内煤炭行业的关注九五期间兖矿集团与国内高校科研机构合作开发完成了22td多喷嘴水煤浆气化炉中试装置并进行了考核试验结果表明有效气体成分达83碳转化率 98分别比相同条件下的德士古生产装置高152 23比煤耗比氧耗均低于德士古7该成果标志我国自主开发的先进气化技术取得突破性进展com 煤气化合成氨以煤为原料采用煤气化合成氨技术是我国化肥生产的主要方式目前我国有800多家中小型化肥厂采用水煤气工艺共计约4000台气化炉每年消费原料煤或焦炭4000多万t 合成氨产量约占全国产量的60化肥用气化炉的炉型以UGI型和前苏联
11、的型为主直径由 com该类炉型老化技术落后加压鲁奇炉德士古炉是近年来引进用于合成氨生产的主要炉型国外以煤为原料生产化肥的很少一般都以石油或天然气为原料国内由于行业分隔的原因以及煤制合成氨近年来市场的起伏仅有少数煤炭集团有煤气化合成氨化肥企业或生产线com 煤气化合成液体燃料 间接液化 20世纪50年代南非SASOL公司开始建设煤气化合成燃料油的SASOLI工厂70年代末80 年代初相继建成SASOLIISASOLIII厂形成目前世界上最大的煤气化合成液体燃料企业SASOL公司加工原料煤约4500万ta获合成产品约760万ta其中60为燃料油我国从20世纪50年代就进行了间接液化技术的开发研究8
12、0年代开始中国科学院山西煤化所系统地进行了铁基催化剂费托合成生产汽油的技术开发并完成了2000ta规模的煤基合成汽油工业实验在钴基催化剂合成工艺开发方面于90年代开始进行了系统的研究与开发工作并取得阶段性结果开发出3种型号合成柴油钴基催化剂针对新型浆态床合成工艺的催化剂反应器等进行了小型试验十五期间已立项正在进行1000ta级间接液化装置的开发和试验并研制工业级煤基合成油工艺软件包在技术开发的同时国内煤炭企业对引进成熟技术建设煤间接液化工厂做了大量工作平顶山煤业集团宁夏太西集团就建设间接液化商业化示范工厂进行了煤种评价试验和建厂预可行性研究并就引进技术投融资立项等做了大量前期工作目前项目正在论
13、证阶段com 煤气化其他产品合成技术煤通过气化制得合成气后合成不同专用化学品取决于合成技术国内外对该类技术都有较多研究开发有的已进入商业化运行甲醇是重要的化工原料也可作为发动机代用燃料世界甲醇生产能力3500万ta产量约2900万ta我国甲醇生产能力约为300万 ta生产企业约140多家其中50 以上为以煤为原料的工艺与国外相比国内甲醇装置规模小生产工艺落后特别是以煤为原料的工艺较复杂成本偏高因此缺乏竞争能力山西晋中地区对甲醇汽车已做了多年的示范工作二甲醚作为另外一种代用液体燃料其技术发展受到关注有关研究者认为二甲醚可以作为车用柴油替代燃料也可以替代LPG作为民用燃料世界二甲醚产量约15万ta
14、 主要由甲醇脱水工艺制得近期技术发展是将合成原料气在一定条件下用一步法合成二甲醚3煤化工行业发展特点特点及前景31煤化工行业发展特点 众多的研究者认为世界已进入能源和化工原料多元化的时代不同国家或地区应根据资源和经济发展的需求选择现实优质的原料和技术以煤炭为原料生产化学品和通过转化生成高效洁净能源电力燃料油等的技术将与石油和天然气化工形成并列竞争的趋势煤化工在各成熟单项技术的支撑下面临新的发展机遇我国煤化工产业的发展将以发挥资源优势为基础以优化能源结构特别是以优化终端能源结构为方向通过洁净高效的途径为国民经济发展和社会进步提供优质能源保障其未来发展具有以下主要特点1除发展传统的产品型煤化工炼焦
15、合成氨以外将以市场为导向发展以能源转化型为主的煤化工产业建设能源转化型和产品联产型的综合煤化工厂如煤炭液化煤气化合成燃料与化工产品或电力热力联产等2规模大型化采用先进技术以全球经济一体化为背景培育世界级煤化工大型企业建立具有国际竞争能力的大型工厂如百万t级产品的大型煤化工厂采用国内外先进技术和现代装备清洁生产和提供清洁产品如现代液化工程先进的合成反应工程等3在新的煤化工产业发展中企业将成为新技术发展的主体企业投资开发先进技术用于技术更新和技术进步同时注重新技术在国内外市场上的商品化4有利于煤炭工业的产业结构调整促进相关行业的技术联合从而可拉动内需为就业提供条件具备先进技术的煤化工产业将获优先发
16、展32煤化工行业发展前景com和石油供应的不稳定性催生煤化工的发展 进入2l世纪石油可采资源不断减少国际原油价格在近几年持续走高廉价石油时代已经结束石油价格居高不下对外依存度高且危及安全煤化工代油呼声极高为煤制油醇醚燃料生物柴油的发展创造了机会高位油价也使石油化学品价格居高不下目前煤制化学品中某些产品已具有经济优势在这样的背景下站在国家能源安全的战略高度出发发展适合我国国情的替代性能源就成为了保证国家经济持续发展不可回避的一个重要课题而煤化工替代性能源就是在这样的背景下推出的 但应清醒的看到近几十年煤制油还只能是辅助并不能完全替代com量丰富是我国发展煤化工的现实基础 我国煤炭储量丰富煤化工行
17、业未来发展前景相当可观而政策所铸起的高壁垒也无疑为已经能够规模化投产煤化工产品的公司创造了宽松的发展环境提供了一条持续高速发展的道路煤制油和醇醚燃料是未来发展的方向 首先从应用领域来说我国主要的耗能行业是交通领域这里集中了大约40左右的油品消耗量而目前的其它替代性能源如生物质能风能太阳能等都不具备大规模替代交通领域油品消耗的潜力从目前的技术成熟度和产业化可行性的角度上来说煤制油甲醇二甲醚就具备很好的车用油替代性尤其是甲醇二甲醚生产工艺相对简单生产成本较低已经具备大规模产业化的基础 其次从现实条件来说丰富的煤炭储量为我国煤化工行业的发展提供了丰富的物质基础我国的煤炭储量极为丰富在世界已探明的储量
18、当中我国的煤炭储量占到大约15而石油储量才占到27左右这就造成了我国一次性能源中以煤为主的事实而丰富的煤炭储量无疑为煤制油甲醇二甲醚烯烃等煤化工产品提供了足够的原材料来源 com策和现实技术条件的成熟推动煤化工行业发展 国家发改委制定的煤化工产业中长期发展规划提出我国计划打造7大煤化工产业区分别是黄河中下游内蒙古东部黑东苏鲁豫皖中原云贵和新疆而为了解决这些地区的煤化工产品的运输问题规划修建4大管线分别是蒙东至锦西宁东至京津唐港伊宁至独山子多伦至北京的管线 在十一五规划中也提到发展煤化工开发煤基液体燃料有序推动煤炭液化示范工程建设促进煤炭深度加工转化煤化工产业中长期发展规划对我国的煤化工发展起到
19、了推动作用引发了各地纷纷上煤化工项目但是发改委等在规划煤化工行业发展的时候也提出了规模化的要求强调不能一哄而上这就为已经进入的龙头型企业提供了宽松良好的发展空间 从技术支撑产业发展的角度上来说 我国这几年的煤化工发展相当迅速主要是一些煤气化和煤液化的工艺技术得到一些较大突破煤制油和煤制甲醇二甲醚目前都已经具备了足够成熟的商业化运营条件神华集团和兖煤集团等都在建设百万吨级以上的煤制油项目也有煤制天然气烯烃项目在建设4煤化工产业发展产品的需求41煤制发动机燃料油发动机燃料油主要指汽油柴油和航空煤油2002年我国进口石油中原油约占87汽油和柴油为净出口航空煤油和燃料油为净进口2003年我国油品净进口
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