现代煤化工

成成 绩绩 中中 国国 矿矿 业业 大大 学学 20162016 级硕士研究生课程考试试卷级硕士研究生课程考试试卷 考试科目 现代煤化工 考试时间 2017-06-20 学生姓名薛 岩 学号 TS16040132P2 所在院系化工学院 任课教师武建军 中中国国矿矿业业大大学学研研究究生生院院培培养养管管理理处处印印制制 “新常态”下现代煤化工的创新与发展 摘摘要要：：回顾煤化工的发展历史。论述新常态下，现代煤化工面临新挑 战，新建煤化工项目应遵循最严格准入标准，重点研究解决存在问题 的课题，全方位增强对污染控制技术和煤化工核心技术的升级创新， 加大原创性发明、 集成和耦合产生具有重大经济效益和社会效益的现 代煤化工成套技术，从而推动和发展现代煤化工。 关关键键词词; ;现代煤化工；能源政策；技术管理；创新 1 现代煤化工的发展历史 为推进现代煤化工的健康有序发展,系统回顾了我国现代煤化工近20年的跨 越发展情况,并对我国现代煤化工产业发展进行展望[1]。“九五“期间为我国现代煤 化工从实验室走向工程化的起步阶段,形成了一批煤化工新技术实验室研发成 果;“十五“期间为我国现代煤化工从实验室走向工程化的攻坚阶段,取得了一批现 代煤化工核心技术中试研究成果;“十一五“期间是我国现代煤化工从工程化走向 产业化的示范阶段,建成了一批现代煤化工商业化示范项目。“十二五“期间,我国 现代煤化工产业进入了技术、经济、环保等全方位示范阶段,完成了一批大型商 业化示范项目建设。“十二五”期间，大家一致公认现代煤化工的快速发展是石 油化工行业发展的最大亮点之一[2]。随着一批煤化工示范工程项目的建成投产， 具有自主知识产权技术的现代煤化工生产装置开始从实验室进入了商业化运营 的阶段。 这是一个具有里程碑式的发展阶段，一方面在工程核心技术上获得了重 大突破，另一方面从产品规模上得到了极大发展，无论从哪个层面看，中国现代 煤化工已经走在了世界的前列。 未来应在国家政策的支持下,从资源、环境、社会可持续发展的全视角重新 审视和科学谋划我国煤化工行业的发展,从原料煤资源、水资源、物流运输条件、 环境承载能力、技术经济等多角度重新评估和科学决策新建煤化工项目的实施。 1.1 核心技术的突破性进展 煤气化[4]：多喷嘴对置式气化炉，已建成 109 台气化炉，其中 40 台炉子已 经投产运行；航天炉已建成72 台，其中24 台投产运行；水冷壁清华炉、西安热 工院两段炉、 五环炉[3]、 东方炉等均在先进煤气化关键技术上取得了重大的突破， 据有关资料介绍，采用现代煤气化工艺约气化 2 亿 t 煤炭左右。 煤制油： 神华煤直接液化制油技术成功用到包头 100 万 t/a 煤制油示范工程 中； 中科院山西煤化所与中科合成油联合开发的煤间接液化制油工艺，高温浆态 床 F-T 合成在伊泰、 潞安和神华包头进行了 16 万 t/a 煤间接液化示范工程建设， 已经成功投产运营[5]。 煤制甲醇烯烃芳烃：大连化物所的 DMTO[6]甲醇制烯烃，在神华鄂尔多斯建 设了 60 万 t/aMTO 示范工程， 获得了很好效益； 神华宁煤 60 万 t/aMTP 甲醇制丙 烯建成投产， 也取得了明显的经济效益；清华分别与华电和中国化学开发的流化 床甲醇制芳烃 FMTA，甲醇制丙烯FMTP 等中试装置获得成功，延长石油集团开发 的煤油共炼加氢工艺，也建成了 45 万 t/a 的示范工程，能效达到 70%以上。 煤制乙二醇：中科院福构所、浦景、东华、五环、中石化开发的煤制乙二醇， 建设了十多套乙二醇项目，总产能达到 165 万 t/a。煤制天然气：大唐克旗、 新疆庆华建设的首期 13 亿 m3/a 天然气均已投产。总之，现代煤化工为我国石 化产品的多元化做出了贡献。 1.2煤化工规模超大型化和产业集群化 现代煤化工产品在“十二五”期间，无论从结构和规模上分析，都得到了迅 猛发展。煤制烯烃：已建成投产10 套烯烃装置，每套约60 万 t/a 产能，总烯烃 产能接近 500 万 t/a ；煤制油：已建成投产 5 套煤制油装置，总油品产能达到 了 240 万 t/a，单系列装置产能有 100 万 t/a；煤制天然气：已建成 5 套煤制天 然气装置，单系列装置规模有 13 亿 m3/a、20 亿 m3/a 和 40 亿 m3/a，总产能达 到 170 亿 m3/a；煤制甲醇：已建成甲醇装置产能约 4000 万 t/a 左右，单系列装 置产能有 60 万 t/a、100 万 t/a 和 150 万 t/a；煤制乙二醇：已建成近十多套乙 二醇示范工程，单系列装置产能 20 万 t/a，乙二醇总产能达到 165 万 t/a。 1.3煤化工产业园区建设取得成效 煤化工产业园区建设取得重要进展， 主要集中在产煤区， 如内蒙古、 陕西、 宁夏、 山西、新疆这些地区。在煤化工产业园区内，国家政策、地方政府支持以及园区 灵活的机制和发展规划等激励措施， 培育和形成了一批比较有活力的大型煤化工 以及能源建设基地。如内蒙古鄂尔多斯煤化工基地、宁夏宁东大型能源煤—电— 烯烃基地、 新疆准东煤化工产业园区的格局非常有利于现代煤化工企业上下游产 业链的一体化建设。 2“新常态”下现代煤化工的挑战 煤化工一直受到许多问题的制约， 其中最重要的几点挑站需要在十三 五期间重点的去研究与突破。 2.1 现代煤化工对布局制约的挑战 国家对现代煤化工项目的布局有严格的要求， 要优先布局在有煤炭资 源的开发区和重点开发区；优先选择在水资源相对丰富、环境容量 较好的地区并符合环境保护规划； 对没有环境容量的地区布局煤化工 项目，要先期开展经济结构调整、煤炭消费等量或减量替代等措施腾 出环境容量，并采用先进的工艺技术和污染控制技术，应最大限度减 少污染物的排放。 2.2 水资源对煤化工产业制约的挑战 我国是一个水资源匮乏的国家，而且煤炭资源一水资源的地理 分布也并不重合。 主要的煤炭产地和布局的煤化工项目基地多分布在 水资源相对匮乏、环境相对脆弱的地区。煤化工是一个大量消耗水资 源的产业，主 要有：工艺蒸汽参加化学反应、循环冷却水蒸发或跑冒 滴漏损失需要的系统补充水、除盐水补充水及生活用新鲜水，同时还 会产生大量废水，对环境产生巨大威胁。若不采取切实可行的节水措 施，如 开式循环冷却水系统节水技术、空冷技术、闭式冷凝液回收技 术、水的梯级利用及重复利用技术等措施，单位水耗和废水排放量就 降不下来，从而影响煤化工项目布局。 2.3 煤化工废水处理与污染问题的挑战 煤化工的废水污染问题一直来是制约其发展的一大重要因素。 在现代煤化工产生的废水中含有多种组分与污染源， 包括高浓 度有机 废水、高浓度难降解有机物、高浓盐水等。 2.3.1 高浓度有机废水排放污染 高浓度有机废水主要来源于煤气化工艺废水等，其特点是污染 物以 COD 为主，一般 2000mg/L以上。典型的高浓度有机废水[16]，石 油/化工废水等，如主要生产工段的出水 COD 质量浓度一般均在 3000~5000mg/L以上有的工段出水甚至超过 10000mg/L ；即使是各工 段的混合水，一般也会在 2000 mg/L以上，有的甚至高达几万