神华集团的煤炭洁净转化战略

神华集团的煤炭海净特化战略张玉卓(神华集团有限责任公司,北京市东城区安定门，10011)摘要介绍了神华煤直接液化项目的工艺及其工程进展状况,并对目前国内外煤间接液化工艺技术现状和神华煤间接液化项目的相关情况作了介绍;最后展示了神华大型煤化工基地项目的战略规划。关键词煤洁净转化 煤液化煤制甲醇 神华集团我国是一个贫油多煤的国家,以煤代油、发展煤反应器操作压力约18MPa, 操作温度约445~炭的洁净转化和高效利用、保持环境友好是保证我455C ;在已有的液化工艺中,操作压力和温度较低;国长期能源战略安全的基本国策。神华集团是我国相应的材料选择、设备制造等要简单和节省些。最大的煤炭生产企业,将逐渐由资源型企业向效益(3)新型高效的煤液化催化剂:催化剂的加入型企业转变。在保持煤炭生产稳步发展的同时,下量少于传统催化剂添加量的1/3,催化剂的活性高、大力气推进煤炭的升值和洁净转化步伐,高速发展生产成本低,煤的液化转化率较高,液化残渣量少，煤炭洁净转化产业。为了顺利推进煤液化和煤化工煤液化油产率高,优化了产品结构。事业,神华集团从国内外相关行业汇集了一大批专(4)采用先进成熟的单元工艺技术的优化组业技术和管理骨干人才,注人20亿元资本金设立了合,降低了项目风险,提高了运行可靠性和经济性。中国神华煤制油有限公司。目前，神华集团在内蒙该工厂由神华集团独资建设和经营,厂址地点在古建设的煤炭直接液化项目,自2002年8月国家批内蒙古鄂尔多斯市马家塔,规划规模为500万t/a生准可行性研究报告后,先期工程的各项建设准备工产能力,分期建设,- -期(300万t/a)第- -条生产线(先作进展顺利,已进人全面的建设实施阶段;拟在陕西期工程)的设计生产能力为年产液化油100万to建设的煤炭间接液化项目目前已经启动;大型煤化1.2 煤直接液化的前景工基地也正在积极筹划之中。神华煤炭直接液化工艺集成了当今石油化工领域成熟的单元技术,具有投资和消耗低的优势。1神华煤直接液化项目2007年第1条生产线示范投产成功后,根据其运行1.1 煤炭直接液化工艺概况情况,神华集团计划以在上海建设的煤炭直接液化煤炭直接液化是煤炭在高温、高压和催化剂作PDU装置(日加工煤炭6t,2004年7月投产)为手用下的加氢过程。典型工艺有:德国的二段液化段,开展有针对性地系统攻关,采取- -系列的优化设(IGOR)工艺,美国的氢煤法(H - cal)工艺和日本计,降低投资,进- -步优化溶剂体系,降低能耗,使神的NEDOL工艺。华煤炭直接液化技术更加完善。同时,提高产品的神华煤直接液化项目的主要特点如下。技术含量和附加值，以改进煤炭直接液化技术的经(1)设备超大型化:第-条生产线原料煤处理济性,为今后推广应用神华煤直接液化技术,设计和能力达6000t/d,相应的煤处理、煤浆制备、液化反建设规划中的其它煤直接液化工厂铺平道路。应器煤浆加料泵、煤浆循环泵均为超大型设备;煤2神华煤间接液化项目制氢能力达24万Nm2/h,相当于3套年产30万t合成氨的合成气制备装置。中国煤化工(2)先进的煤液化工艺,温和的反应操作条件:FYHCNMHG气化，然后合成燃神华集团的煤炭洁净转化战略料油和化工产品。煤间接液化的核心技术为F-T2.2 神华煤间接液化项目概况合成。当前,煤炭间接液化技术主要有:南非神华煤间接液化项目建设地点拟在陕西省榆林SASOL公司的F- T合成技术,荷兰Shell公司的市,以榆神矿区储量丰富、质量优良和便于开采的煤SMDS技术,Mobil公司的MTG合成技术等。国外炭资源为依托,建立坑口煤炭间接液化工厂。建设还有一些先进的合成技术,如丹麦Topsoe公司的.规模为液化产品600万t/a,分2期进行建设,每期Tigas法和美国Mobil公司的sTG法等,但都未商工程年产液化产品总量为300万t,项目远景规划规业化。模为1500万t/aoF-T合成产物包括:油相产物:为F-T合成关键技术选择初步考虑采用先进的煤气化技术粗油,即长链烃混合物,包括油品和石蜡,送炼油装与先进的F-T合成技术的组合。产品结构将考虑置加工。气相产物:为未转化的CO.H2和甲烷等不以油品(石脑油、柴油、航空煤油、蜡下油和LPG等)凝轻烃气体。送尾气处理装置回收LPG、氢气、轻和化学品(液体石蜡、软蜡、硬蜡、聚丙烯和含氧化合烯烃、燃料气等产品。水相产物:为F- T过程合成物等)相结合的产品方案。最终产品结构将根据市的生成水及含氧有机化合物。送合成水处理装置回场需求和专利商所提供的技术综合确定。收水相中的含氧化合物。.目前,神华煤间接液化项目各项准备工作已全南非SASOL公司于1955年建成第1座由煤生面展开。间接液化与直接液化在产品结构和质量方产燃料油的SASOL-I厂。20世纪70年代石油危面,具有优势互补性。神华集团建设成间接液化工机后,于1980年和1982年又相继建成了SASOL-厂后,将大大提高结构优化和对市场的应变能力。厂和SASOL-M厂。主要产品有汽油、柴油、蜡、3神华大型煤化工基地项目乙烯、丙烯、聚合物、氨、醇、醛酮等113种,年总产量达760万t,其中油品占60%左右。该公司先后根据市场需求情况，神华集团在发展煤制油产开发应用了Arge固定床、Synthol循环流化床和业的同时,正积极筹刘建设以煤的高效洁净转化为SAS固定流化床反应器及浆态床反应器。主要特征的新- -代煤化工产业,拟建设以甲醇为中Shell公司开发的中间馏分油(SMDS)工艺由合间体的C1化学品深加工基地,形成煤制油、煤化工成石蜡烃(HPS)和石蜡烃的加氢裂解或加氢异构化一体化协同发展的战略格局。(HPC) 2个反应过程制取发动机燃料。合成过程使3.1 规划建设大型煤制甲醇生产基地用的是固定床反应器。该技术已于1993年在马来甲醇是C1化工的基础原料,又是清洁代用燃西亚建成以天然气为原料,生产能力为50万t/a 的料。在世界基础有机化工原料中,甲醇消费量仅次合成油工厂,主要产品为柴油、煤油、石脑油和蜡。于乙烯、丙烯和苯,居第4位。美国Mobil公司开发的甲醇转化为汽油的自1923年开始工业化生产以来,甲醇合成的原MTG过程,其技术关键是将ZSM- 5沸石分子筛用料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以于甲醇转化汽油的反应过程中。利用该技术已在新煤和焦碳为原料;50年代以后,以天然气为原料的西兰建成1座以天然气为原料的年产57万t合成甲醇生产流程被广泛应用;进入60年代以来,以重汽油生产厂。油为原料的甲醇装置有所发展。从我国的资源背景此外,中国科学院下属的山西煤炭化学研究所看,煤炭储量远大于石油、天然气储量,随着石油资于2002年6月建成投产了设计规模为年产千吨级源紧缺、油价上涨,在我国大力发展煤炭洁净利用技合成油的煤炭间接液化中试厂。其合成技术具有如术的背景下,煤将成为甲醇生产中最重要的原料。下主要特点:采用浆态床反应器,可以在线补加催化煤制甲醇- -般包括4个步骤:煤气化制合成气，剂,始终保持转化活性恒定,反应器的负荷率弹性合成气净化，甲醇合成，甲醇精馏。其中最重要的工大,反应条件控制和产品分布稳定;催化剂的制造成序是甲醇合成工序,其关键技术是合成甲醇的催化本比较低;系统的H2/00比的波动弹性范围大,适剂和反应器。应性强、操作灵活性大;甲烷化率低,系统反应效率世界.上:典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、高;合成油产品中约70%以上为石蜡烃,柴油十六中国煤化工司(MCC)工艺。目烷值高达70。.甲醇合成新工艺具有HCNMH(:30卷第4期2004年4月投资省、热效率高、生产成本低的显著优点,尤其是的MTO或MTP先进技术,发展“甲醇-烯烃及衍LPMEOHTM工艺,采用浆态反应器,特别适用于生物”的2大系列,形成神华超大型煤基化工基地的用现代气流床煤气化炉生产的低H2/(CO + CO2)比框架。的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。3.2.1甲醇- 醋酸及其衍生物路线近年来,我国甲醇工业有很大发展,但与国外甲醋酸是一种重要的基本有机化工原料,由其可醇工业相比，还存在很大差距,主要体现在生产规模衍生出几百种下游产品,如醋酸乙烯、醋酸纤维、醋相对较小,效率偏低。随着煤制甲醇装置规模的扩酐和对苯二甲酸(PTA)等。由于醋酸广泛用于基本大,投资和产品成本将显著降低。结合中国资源禀有机合成、医药、农药等诸多行业,醋酸及其衍生物赋条件和国内甲醇工业发展空间巨大的实际情况，的生产与消费也日益引起世界各国的普遍重视。选择适宜的合成工艺和地点,建设大规模煤制甲醇醋酸合成工艺路线主要有:液态烃液相氧化法、装置将具有很强的竞争力。乙醛氧化法和甲醇羰基合成法。其中甲醇低压羰基神华集团根据市场需求和国内外甲醇合成工艺化合成醋酸的技术经济指标极具竞争力。及装备状况,依托神华煤炭生产基地,建设百万吨级在20世纪90年代中期,国内醋酸市场货紧价以上煤制甲醇大型装置,建立以甲醇为基础的煤基扬,给许多企业带来了巨大利润。因此在最近几年化学品深加工基地具有良好的基础条件。纷纷扩建、新建甲醇低压羰基化法醋酸装置。综合3.2 以甲醇为中间体的煤基化学品深加工产业国内醋酸及其下游衍生物的总体需求(特别是醋酸从甲醇出发生产煤基化学品是未来C1化工发及其下游衍生物的进口量逐年增长)来看，中国国内展的重要方向。神华集团发展以甲醇为中间体的煤市场仍有很大潜力,关键是要加快下游衍生物的开基化学品深加工,目前初步考虑利用先进成熟技术，发。表1示出了近几年我国醋酸及其下游产品进口发展“甲醇-醋酸及其衍生物";利用国外开发成功情况。餐1近几年我国醋酸及其下游产品进口情况万t时间19951996199719981999200020012002醋酸6.3312. 149.0l3.5310.5810.3630.8醋酸丁酯1.412. 533.384.024.954.875.76醋酸乙酯2. 193.47 .3.64.086.474.415.354.4醋酐0.660.751.31.71.752.13对苯二甲酸40.144.7847.3372.84154.23250. 53311.66 .396.0醋酸乙烯1.241. 194.213.913.826.6613.44EVA共聚物6.549.7921.9723. 9626.993.2.2甲醇一烯烃及其衍生物路线前期准备工作。在利用丰富的煤炭资源发展百万吨低碳烯烃中乙烯、丙烯是现代化学工业的基本级以上煤制大甲醇项目的基础上,神华集团将在国有机原料, ,其需求量越来越大。乙烯、丙烯的传统制内建设大规模甲醇制烯烃装置,以煤代油生产基础取路线是通过石脑油裂解生产,这种路线的缺点是有机化工原料,探索缓解中国石油资源短缺的新途过分依赖石油;由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烃径。(责任编辑康淑云)(Methanol - to- Olefin,简称MTO)是最有希望替参考文献代石脑油为原料制烯烃的工艺路线,目前工艺技术开发已趋于成熟。甲醇制烯烃技术的工业化,开辟1张玉卓.中国煤炭液化产业化示范工程进展与展望.了由煤炭或天然气经气化生产基础有机化工原料的《中国煤炭高层论坛文集》,2003年4月新工艺路线,有利于改变传统煤化工的产品格局,是2房鼎业.以煤和天然气为原料发展甲醇化工与碳一实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。化工.《化工催化剂及甲醇技术》, 2002(6)神华集团密 切关注甲醇制烯烃技术工业化的进中国煤化工市场分析.《化工科技展，目前正在开展对此项技术的调研论证,适时开展MHCNMHG神华集团的煤炭祜净转化战略7