中国石化联合会组织鉴定,认为该技术处于国际领先水平;并已完成了甲醇、甲苯耦合制对二甲苯中试试验,中国石化联合会将于近期组织鉴定。
1.9 与西北化工研究院合作开发粉焦制浆及气化技术。
1.10正在开发建设120·a-1煤气活化与煤热解耦合增油工业试验装置。 1.11正在陕煤化集团龙门钢铁公司进行粉焦作为高炉喷吹料工业化试验。
2 煤炭分质高效转化多联产技术升级开发
陕煤化集团在煤炭分质高效转化多联产工业化示范中取得了一定的成果,但仍需要技术升级和优化。目前,正在进行以下技术升级开发研究。 2.1 煤炭热解技术开发
2.1.1中低温高效热解技术,重点对>20mm、6-20mm、<6mm为原料煤的系统热解技术的开发和优化集成; 2.1.2 粉煤快速催化热解及闪速热解技术;
2.1.3 中低温热解气固分离技术开发及关键设备研究; 2.1.4 干熄焦技术及关键设备研究; 2.1.5 煤炭与生物质共热解技术研究; 2.1.6 煤炭热解机理及过程控制研究。 2.2 中低温热解与高效气化耦合集成技术开发 2.2.1 高温焦粉直接气化技术; 2.2.2 合成气活化热解技术; 2.3 中低煤焦油的综合利用技术开发 2.3.1 煤焦油加氢尾油综合利用技术; 2.3.2 石脑油重整与甲醇耦合制PX技术; 2.3.3 石脑油与甲醇耦合制烯烃技术。 2.4 焦粉利用技术开发
2.4.1 焦粉替代锅炉燃料技术;
6
2.4.2 焦粉替代高炉喷吹料技术; 2.4.3 焦粉干法或湿法气流床气化技术; 2.4.4 焦粉制浆及大规模、长距离管道输送技术; 2.4.5 焦粉制高效吸附剂技术; 2.5 煤基沥青制新型碳素材料工艺技术开发 2.5.1 煤沥青制针状焦生产技术; 2.5.2 碳纳米管生产技术;
2.5.3 特炭、高档增炭剂、泡沫炭等生产技术。 2.6 碳捕集及炭储存技术开发
2.6.1 燃烧及化工生产过程中的CO2捕集技术; 2.6.2 CO2深部煤层及采空区封存技术; 2.6.3 CO2驱煤层气技术。 2.7 环保技术研究及开发
2.7.1 煤热解、煤焦油加氢及多联产工艺过程中的废水处理技术; 2.7.2 煤化工生产中固体废弃物综合利用技术。
目前,陕煤化集团以国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室为平台,设置有五个部门(热解技术研究部、热解焦清洁技术研究部、煤制化学品技术研究部、煤基新材料技术研究部和环保与节能技术研究部)和四个基地(西安研发基地、华县中试基地、泾渭专利专有产品生产基地和陕北工业化示范基地),联合国内十三家科研院校、工程设计单位建立创新的科技研发体制,对低阶煤炭的分质高效转化多联产关键技术进行系统研发和升级。
3 陕煤化集团低阶煤分质高效转化多联产升级示范项目建设
陕煤化集团 ―十二五‖期间,在陕北能源化工基地规划的榆神煤化学工业区计划建设大型煤炭分质高效转化多联产工程示范项目,一期3000×104t·a-1煤炭分质高效转化多联产项目已经启动,该项目依托自有煤炭资源,充分利
7
用陕煤化集团自主创新的煤热解、煤焦油轻质化、石脑油、甲醇耦合制对二甲苯等一系列工艺和环保技术,通过煤的分质转化、梯级利用,延长产业链,实现高效多联产[18]。 产业链如图2所示:
图2 陕煤化集团分质高效转化多联产工程示范项目产业链示意图
本项目资源主要利用方式为:煤矸石、煤泥作为综合利用电厂燃料发电;矿井水综合处理后,作为洗选、电厂、防尘、绿化等工业用水;粉煤灰、电石渣作为制砖厂或水泥厂的原料;煤焦油经深加工提取酚类等部分精细化工原料后生产石脑油、柴油组分等;石脑油经重整、芳烃分离生产苯、甲苯、
8
对二甲苯,进一步生产聚酯、对苯二甲酸丁二醇酯工程纤维及塑料;半焦生产副产煤气经净化处理后可分质利用,作为乙二醇、碳铵、碳酸二甲酯的原料气,部分氢气作为煤焦油加氢原料;半焦还可以作为气化原料生产甲醇及作为钢厂高炉喷吹料;
本项目具有以下特点:
(1)根据煤炭的粒度,采用不同的热解技术(固体热载体、气体热载体),对煤炭进行分质利用,生产市场紧缺的清洁能源产品;对热解产生的煤气经净化后,分离出氢气、甲烷及合成气,进一步生产乙二醇、碳酸二甲酯等精细化工产品;对煤焦油进行深加工,通过甲苯、甲醇耦合生产对二甲苯,进一步生产聚酯等工程材料。
(2)资源利用率高,对于提高我国煤化工产业的整体水平有着积极的意义。项目中的主要生产装置达到国内外先进水平,具有经济规模优势,工艺技术先进、成熟可靠、装备合理、生产安全、环境保护符合国家和地方要求。 (3)能量效率高,水耗低,是陕北煤炭生产能源产品的最优方式。目前国内将煤炭转化为能源产品的方式有发电、煤制油、甲醇、二甲醚等。不同利用方式的能量效率由低到高为间接煤制油(34.8%)<二甲醚(37.8%)<甲醇(43.8%)<发电(35~45%)(扣除自用电后仅38%左右)<煤制天然气(50~60%)。经计算,本项目综合能量效率达74.8%,大大高于其他煤制能源产品,充分体现了循环经济的特色,是依据陕北煤炭的特点进行加工转化的最有效利用方式。另外,从单位产品热值水耗来看,每GJ耗水量由低到高为煤制天然气(0.16~0.2t)<间接煤制油(0.38t)<二甲醚(0.77t)<甲醇(0.74t)。本项目单位产品热值耗水量为每GJ耗水量为0.03t,耗水量最低,水耗指标先进,是陕北煤炭最节水的转化方式,这对于具有陕北煤质特点的富煤缺水地区发展煤化工产业具有十分重要的意义。
9
参考文献:
[1] BP公司.BP世界能源统计年鉴[R/OL].2012.
[2] 崔村丽.我国煤炭资源及其分布特征[J].科技情报开发与经济,2011, 21(24): 181-182,198. [3] 毛节华,许惠龙.中国煤炭资源分布现状和远景预测[J].煤田地质与勘探,1999,27(3):1-4. [4] 尹立群.我国褐煤资源及其利用前景[J].煤炭科学技术.2004,32(08):12-14,23.
[5] 虎锐,李波,张秀成.榆林地区蓝炭产业发展现状及其前景[J].中国煤炭,2008,34(5):69-72. [6] 贺永德.现代煤化工技术手册[M]. 第二版.北京:化学工业出版社, 2011.
[7] 严向阳.在陕北能源重化工基地发展氯碱工业的分析[J]. 氯碱工业,2009, 45(9): 1-3.
[8] 尚建选.煤炭分质高效转化的科学理念与路径探索[C]. 北京:2010中国国际煤化工发展论坛论文
集(上册),2010.
[9] 尚建选,王立杰,甘建平等.煤炭资源逐级分质综合利用的转化路线思考[J]. 中国煤炭,2010,36
(9):98-101.
[10] 华炜.陕煤化集团制定―十二五‖煤化工产业发展规划的相关问题探讨[J]. 煤化工,2010, (5): 5-8. [11] 何德民,马宝岐,张秋民. 煤低温热解多联产技术[C].海拉尔:低阶煤加工利用技术及产业化论文
集,2011,1-6.
[12] 华炜.煤炭资源清洁高效利用的探索与实践[J].煤炭经济研究,2011, 31(1): 13-15.
[13] 尚建选,王立杰,甘建平.陕北低变质煤分质综合利用前景展望[J].煤炭转化,2011, 34(1):92-96. [14] 甘建平,刘芳等.中国节能减排的压力与对策[J].北方环境,2012, 1: 3-7.
[15] 甘建平.大规模粉煤热解示范的探索与实践 [D]西安:西北大学硕士学位论文,2011年. [16] 甘建平,马晓迅,尚建选等.煤炭分质转化利用的节能减排分析[J].煤化工,2011,(4): 1-4. [17] 尚建选,王立杰,甘建平等.大型煤制烯烃循环经济示范项目的特点和节能减排效果分析[J].化学
工业,2010, 20(7): 39-42.
[18] 石油和化学工业规划院.大型煤炭分质清洁高效转化示范项目可行性研究报告[R]. 2010-12.
作者联系方式:
尚建选,男,陕西煤业化工集团,副总经理,西安市太乙路182号,710054,13991928518,shangjx@shccig.com
10