最近传来煤制天然气、煤制油、煤制甲醇、煤制烯烃一个又一个煤化工项目建立的消息,显然煤化工依然成为化工行业内的热点,而对于中国煤多油少的现状而言,发展煤化工也是必然的选择。既然如此你知道煤化工的工艺都有哪些吗?就让小七对煤化工产业链进行一个大盘点,再介绍一些热点的煤化工艺。
煤化工产业链大盘点
表粉红色的都是相对传统的煤化工技术,像煤炼焦、煤制氮肥等技术,都是技术成型比较早,大家也比较了解,就不做过多的介绍了。而表黄色的,是目前煤化工技术的热点,其中又以煤制天然气、煤制甲醇、煤制油、煤制烯烃最受关注。下面小七就分别介绍一下,这几项热点技术。
煤制天然气
1 工艺流程
原料煤经过气化炉气化,并精制净化后,制得以氢气、一氧化碳、甲烷为主要成分的合成气。在经过合成气甲烷化后,甲烷化技术是煤制天然气的关键环节,一氧化碳和氢气在一定温度、压力和催化剂下合成甲烷的反应叫甲烷化反应。
2 反应原理
煤制天然气的原理就是合成气的甲烷化反应,制得天然气。
煤制甲醇
煤制甲醇生产工序主要分为原料气制备、变换和脱碳、气体净化、气体压缩、甲醇合成、粗甲醇精馏以及涉及安全环境保护(如废催化剂回收、水处理)等工序。原料气制备方法主要有煤气化法(德士古TEXACO水煤浆气化、谢尔SHELL干粉煤气化、GSP干粉煤气化、鲁奇碎煤气化和UGI常压气化)、天然气转化法、焦炉煤气法;原料气处理、精制、压缩工艺的生产则同传统的合成氨生产工艺类似;甲醇合成工艺则有:ICI低压甲醇合成工艺、Lurgi低压甲醇合成工艺、TEC的新型反应器以及正趋向成熟的液相法甲醇合成工艺。
直接煤制油
煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程,又称煤的加氢液化法。直接煤制油项目工艺流程主要包括煤炭洗选单元,制氢工艺单元,催化剂制备单元,煤液化反应单元,加氢改质单元等
间接煤制油
煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。间接煤制油项目工艺流程主要包括煤气化、变换净化、F-T合成、油品合成、精制等单元。
煤制烯烃
是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。煤制烯烃主要包括两种工艺路线即MTO和MTP。
1 工艺分类
2 MTO
目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是: UOP/Hydro、ExxonMobil的技术,以及鲁奇(Lurgi )的MTP技术。 ExxonMobil和UOP/Hydro的工艺流程区别不大,均采用流化床反应器,甲醇在反应器中反应,生成的产物经分离和提纯后得到乙烯、丙烯和轻质燃料等。目前UOP/Hydro工艺已在挪威国家石油公司的甲醇装置上进行运行,效果达到甲醇转化率99.8% ,丙烯产率45% ,乙烯产率34% ,丁烯产率13%。
甲醇制烯烃总体流程与催化裂化装置相似,包括反应再生、急冷分馏、气体压缩、烟气能量利用和回收、反应取热、再生取热等部分。烯烃的精制分离部分,与管式裂解炉工艺的精制分离部分相似。美国UOP公司和我国中科院大连化学物理研究所分别在上世纪90年代各自独立完成了小型甲醇制烯烃试验装置。
3 MTP
由德国Lurgi公司在20世纪90年代开发成功。该工艺采用稳定的分子筛催化剂和固定床反应器,催化剂由南方化学(Sud–Chemie)公司提供。第一个反应器中甲醇转化为二甲醚,第二个反应器中转化为丙烯,反应一再生轮流切换操作。从甲醇装置来的精甲醇送至二甲醚(DME)预反应器,在高选择、高活性、几乎符合热力学平衡的条件下,精甲醇被转化为DME和水,甲醇、水、DME蒸气和循环的烯烃、蒸气一起被送往MTP反应器中,超过99.9%的甲醇、DME被转化为主导碳氢化合物产品丙烯,每个反应器有5-6个催化剂床层,每个床层的工艺条件接近性能担保值,而且反应条件相似并都有最大的丙烯收率,反应条件是由床层间的小股新鲜料液控制的。反应器出来的产品混合物经过冷却、分离、压缩、干燥、精馏、除杂,最后生产出符合规格的丙烯、LPG、乙烯、汽油等产品。