甲醇行业前景分析及煤气化技术.ppt

甲醇行业的前景分析,引言,面对动荡不安的世界，能源成为世界政治、经济关注的焦点。中国是资源和能源相对匮乏的国家，缺油、少气，煤炭资源相对丰富，而人口众多，人均能源消费增长较快，既是能源消费大国，同时又是能源进口大国，,但国家的经济力量有限，我国的经济发展必须建立在以煤为主的基础之上。煤炭因其储量大和价格相对稳定，成为中国动力生产的首选燃料。在本世纪前50年内，煤炭在中国一次能源构成中仍将占主导地位。,,据有关资料表明,中国2007年原油产量仅增长了1.6，达到1.8665亿吨。中国2007年全年进口原油1.63亿吨，较上年增长12.4；2007年全年进口成品油3,380万吨，较上年下降7.1。这样，2007年全年我国的石油进口量已经达到1.968亿吨。这个十分接近2亿吨的数字。,一项关于中国未来能源供需的报告曾预测，到2020年，中国石油供需缺口将达2.5亿吨，石油消费量将达4.5亿～6.1亿吨。但是，国内可以供应的量却只有1.8亿～2亿吨，缺口达2.5亿～4.3亿吨。2008年，中国煤炭产量完成27.16亿吨，同比增加1.93亿吨，同比增长7.65。其中，山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨，神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨，神东等13个大型煤炭基地产量超过了20亿吨。,,2009年上半年全国原煤产量累计完成13.56亿吨，同比增加1.08亿吨，增长8.7。10年来，中国煤炭产量占世界煤炭产量的比重由1998年的27.4％，上升到2007年的38.8％。,我国有1.1万亿吨的煤炭储量。占全国能源资源探明总储量的87.4％，这对于化工和石化，更是意味深长。化工工作者的任务，就是把煤转化为化肥、甲醇，然后变成油、烯烃、醇醚燃料等化工产品。,,,中国甲醇产量,1998年产量为148.87万吨，2000年为198.69万吨，2003年为326万吨，2004年达到440.65万吨，2005年达到569万吨，2006年达到762万吨。2007年产量在1076万吨。2008年我国甲醇产量1117万吨，开工率在50左右。近几年我国煤化工产业取得了比较快速的发展，甲醇燃料的预期使得甲醇产能与产量都在飞速增长。目前产能已经达到2000多万吨/年。在建及拟在建项目也还有2000万吨/年左右。,目前我国部分地区在试应用甲醇汽油用于汽车等方面，但全面使用甲醇汽油的时机还不成熟，尚有很多问题没有解决。同时近期海外，尤其是中东天然气甲醇的大量进入我国市场，二甲醚作为民用燃料的使用已经在国内开展起来。经过一段时间的应用，也存在着一些问题。,煤化工,煤化工是以煤为原料，生产化工产品的基础化学工业，它是以煤制备合成气（COH2）,然后转成化工产品的，煤的气化是现代化工的核心，其投资占整个产品投资的60％以上。因此选择煤的气化方法尤为重要。,煤的气化方法,纵观我国的各种煤气化方法，无论是上世纪初的间歇固定床，还是在七十年代引进的以块煤为原料的鲁奇公司的Lurgi气化炉，八十年代引进的德士古公司Texaco水煤浆气化技术及其国内相关的水煤浆气化开发技术，以及九十年代引进的壳牌公司的Shell冷壁炉，都存在着先进技术的掌握以及创新问题。,四种典型煤气化水煤气干气的成分,Texaco气化,为改变煤气化的原料路线，我国八十年代引进美国德士古公司水煤浆加压气化技术，并在兖矿鲁南化肥厂建设工业性示范装置。气化炉设计为一开一备，其配套设计生产能力为年产8万吨合成氨、13万吨尿素。1993年4月建成并顺利投入试生产，同年6月份通过国家技术鉴定，1995年全面达产。该装置是世界第五套、国内第一套水煤浆加压气化装置，国产率达90％以上。,,SHELL（谢尔）气化干煤粉进料，气化温度高，煤种适用广，从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化，对煤的灰融点范围比其它气化工艺更宽。对于高灰分、高水分、高含硫量的煤种也同样适用。气化温度约1400～1600℃，碳转化率高达99％以上，产品气体相对洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（COH2）高达90％以上。,LURGI（鲁奇）气化,鲁奇碎煤加压气化的特点鲁奇炉采用碎煤入炉，入炉煤的处理费用较低，可以使用高水分、高灰融点和高灰含量的非强粘结性煤，尤其是对劣质的贫煤能稳定、可靠和高效的气化。净煤气成分中含有10～15％的甲烷成分，不仅可以降低煤气化的耗氧量，而且特别适宜于联产城市煤气。,恩德气化技术,恩德气化技术是在温克勒气化炉基础上经过改进逐步形成的，恩德气化炉为常压循环硫化床技术，设备较庞大，占地面积较大。,,煤种适应性较宽适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤，对煤的活性和灰熔点有一定的要求，活性65％，T31250℃，与固定层造气炉比较煤的适应性较宽。气化效率高气化效率高达76％，但比德士古和壳牌低，高于固定层气化炉，与鲁奇炉相当。,鲁奇碎煤加压气化和德士古水煤浆加压气化法同属第二代煤气化技术，而谢尔干粉煤气化则属于第三代煤气化技术，均广泛应用于城市煤气、代用天然气、代用燃料、IGCC发电、合成氨、醇及含氧有机化合物。由上表还可以看出SHELL工艺有明显的技术发展前景，但设备投资较大，在国内还没有成熟的应用技术经验。,LURGI工艺、TEXACO工艺现已在合成氨生产中找到使用场合，在国内也有工业化装置，技术成熟，运行可靠，国产化率高。但LURGI鲁奇煤气化工艺明显存在许多缺陷，导致合成工艺流程复杂，废水处理困难，环境污染严重。相比之下TEXACO工艺具有明显的优势，而且水冷激流程特别适用于合成氨、甲醇生产工艺相匹配，是目前合成氨、甲醇生产厂家优选工艺。SHELL煤气化工艺在运行周期、单炉产能、变负荷能力、碳的转化率和有效气体成份等方面优点明显，而且在环保和资源综合利用方面具有优势，粉煤气化将在煤气化技术应用中占有一席之地。,但该技术的引进消化吸收需要大量投资、时间和过程。中国石化集团公司和壳牌公司合作投资1.36亿美元，采用壳牌粉煤气化技术在岳阳洞庭化肥厂建设日耗煤2000吨的煤气化厂，实现以煤代油，顶替石脑油原料生产合成氨（30万吨/年）。,,因此德士古水煤浆加压气化在我国目前的技术经济条件下为优选的气化方法。使用恩德气化炉改造固定层造气炉，改变原料路线，是也可作为选用的气化技术，但水资源应丰富价廉。,煤气的净化,煤的气化方法在一定程度上决定了其净化流程。众所周知净化工艺以物理吸收法能耗最低，按照吸收温度的不同，物理吸收一般分为冷法和热法。冷法为低温甲醇洗为代表，热法以NHD法为典型。,甲醇系统生产要求净化气含硫低，NHD溶剂脱硫性能好，并可同时脱除有机硫，NHD脱碳后净化气中总硫含量小于0.110-6，若再加设精脱硫，可使总硫含量小于0.0510-6，完全满足甲醇生产的要求。,低温甲醇洗和NHD净化工艺对净化装置而言，均能满足气体净化要求。不同的吸收剂决定了系统的操作参数和运行成本，低温甲醇洗在低温下操作，为了有效回收冷量，工艺流程较为复杂，且对设备材质要求较高，且低温甲醇洗的溶剂有毒，在设计和操作中应充分考虑其危害性。,一般地年产25万吨甲醇以下的装置，可用一般的氧化法脱硫，配以NHD法脱碳。年产30万吨甲醇以上的生产装置采用低温甲醇洗。,低压甲醇合成,低压法3.09.8MPa中压法9.819.6MPa高压法19.629.4MPa低压法有ICI、鲁奇、卡萨里、均温型、管壳式等反应器。,我们采用卡萨利合成塔，合成压力9.0MPa。合成塔DN3800。,我厂甲醇精馏为国产单系列三塔连续精馏。三塔的作用应分别为预塔是除去粗甲醇中溶解的轻组分（各种气体，低沸点物质）。加压塔是采用加压精馏，增加粗甲醇的挥发度，采出部分精甲醇。常压塔是除去粗甲醇中的重组分（如杂醇、水）。同时采出一部分精甲醇。生产美国AA级的精甲醇，特别适用于生产醋酸等产品。,