第39卷第1期化工設計通訊2013年2月Chemical engineering design communications專論與綜述關于煤化工裝置建設幾個問題的討論唐宏青(中科合成油工程有限公司,北京101407)摘要:探討了煤化工裝置的規(guī)模、煤制油的“四高”、煤氣化方法的選擇和多聯產的能量轉化率等問題;認為在國內建設新形勢下,認真硏究煤化工裝置建設的規(guī)律,有助于推進煤化工的科學發(fā)展,為建成經濟上發(fā)達而又美麗的中國開創(chuàng)新的局面。關鍵詞:煤化工;裝置建設;煤制油;多聯產;能量轉化率中圖分類號:TQ54文獻標志碼:A文章編號:1003-6490(201301-0001-04Issues of Construction of Coal Chemical PlantsTA NG Hong-qingSynfuels China Engineering Co., Ltd. Beijing 101407,China)Abstract Discuss these issues: scales of the coal chemislant. the four kinds of highconsumption in the Ctl technical process, choice of the coal gasification technology and energyconversion rate in poly generation technology etc. So under the new situation of the domesticconstruction, pattern of the coal chemical plant construction should be studied seriously w hich helpsto promote the coal chemical industry scientific development, and to open up a new horizon for oureconomically developed and beautiful china in the futureKey words coal chemical industry plant construction; CTL(coal-to-lquids); poly generatienergy conversion rate1煤化工裝置的規(guī)模對于一個煤炭集團來說,總體上是盈利的,這在石油集團的身上早已體現,大家心知肚明。1.1煤化工裝置的規(guī)模越來越大煤制油的裝置,情況也不會例外。近年來,煤化工裝置的設計規(guī)模不斷飚升,因此,煤化工裝置的規(guī)模越來越大,不懼怕已經到了環(huán)境可以接受的極限。例如,單套裝置巨額投資年產合成氨1200kt和尿素2000kt、甲醇1800kt、1.2過剩的中小裝置如何處理煤制油5400kt、煤制烯烴1400kt、煤制天然氣近期,許多人在討論,目前合成氨和甲醇的55×10m3等產能已經大大過剩,開工率分別只有70%和制定這樣大的裝置規(guī)模有客觀原因,主要是50%,每年分別有6000~8000kt的新合成氨和裝置的經濟性和可以圈到煤田的規(guī)模。其中,裝甲醇裝置建成投產,中小規(guī)模(300kt/a以下)的置的經濟性與原料和產品的價格有關。裝置何去何從?實際上,如果從挖煤開始算起,煤化工裝置中國煤化工社會動蕩,積極改造無一不是盈利的。關鍵在進入裝置的煤價另有算才CNMH前行業(yè)內關心的問題法,進廠煤價的高低決定了產品能否盈利。但是圖1是改造的途徑,有的地方正在實施。收稿日期:2012-12-24作者簡介:唐宏青(1941-),男,上海人,教授級高工,中科合成油工程有限公司顧問。化工設計通訊第39卷甲醛、醋酸、乙二醇、芳烴聚烯烴高能耗,高排放,高水耗,高投資”,因此,國甲醚醇或低碳醇(Mm0、MP)合成天然氣產品已經過剩技術上尚未過關工藝鏈很長產品價格低家有關部門曾三令五申,禁止煤制油項目大發(fā)展事實上,所有的煤化工項目都是“四高”項目,為什么偏偏要給煤制油戴上“四高”的帽子?過剩中小甲醇和合成氨裝置的改造問題在于不恰當的宣傳。例如有的學者說,煤制油的能量轉化率為28%,以此推論,煤制油該封殺。這些從早期的數據得出的結論,至今汽油(MTG)氫氣F-T合成油品仍然被一些學者引用。在有醇無油地區(qū)在煉廠附近在煉廠附近生產粗油在無油地區(qū)單獨生產段時間以來,國家發(fā)改委給予神華寧煤圖1過剩中小甲醇和合成氨裝置的改造伊泰集團、山西潞安,以及兗礦榆林四個煤制油項目路條,共計8000kt/a產能,要求在“十從圖中可以看出,改造成甲醛、醋酸、二甲五”期間建成投產,使得煤制油的發(fā)展形勢得到醚,乙二醇、芳烴(MTA)、乙醇或低碳醇,聚好轉烯烴,合成天然氣等,都有難度。而改造成汽但是近期(2012.12.3),中國著名化工媒體油、氫氣、F-T合成油品等,在條件許可下是一刊文強烈反對煤制油,并引用權威人土的話強條出路。調:“煤制油不僅能源轉化效率低下、產業(yè)鏈短、因此,合成油工藝可以大型和小型并舉,大應對市場變化的能力差,而且面臨的環(huán)保壓力日型的作為獨立的煤制油廠,小型的作為現有合成益增大”,“就能源轉化效率來看,煤制油無疑是氨和甲醇裝置多元化改造,或者一個綜合企業(yè)的最低的,絕不能作為煤化工的首選?！?條支線顯然,對煤制油仍然存在不同意見2對煤制油評價為“四高”問題的看法2.2煤制油是否“四高”?從近年來得到的數據可以看出,在煤化工行2.1發(fā)展煤制油的阻力業(yè)中,煤制油的效果不是最壞的,在煤化工行業(yè)若干年來,煤制油被認為是四高行業(yè),即算是中等。見表1表1煤化工產品的能耗和能量轉化率噸產品能耗/噸產品熱值/能量轉化效率/(水煤漿氣化為龍頭)甲醇422.66甲醚6345,8醋酸3937,3油品F-T合成柴油11014,58直接液化柴油MTG汽油MTO聚烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)150MTP聚丙烯(丙烯、石腦油、LPG15045.8130.52011年煤發(fā)電(全國平均37.23例如,有關能量轉化率的問題,經過論證,能量轉化率不是發(fā)展產品的主要指標。但是有H中國煤化邛烷)的能量轉化率很CNMHG嗎?2011年煤發(fā)電能人還是要拿能量轉化率作為應該發(fā)展什么,不應量轉化效率全國平均為37.23%,是否不要發(fā)電該發(fā)展什么的依據,連年糾纏不清。了?這樣簡單的反證法,可以把能量轉化率的作這里不妨提問:把煤磨成水煤漿,能量轉化用說明了。表1是煤化工產品的能耗和能量轉化率在95%以上,是否全國都要把挖出來的煤磨率,可以看出,煤制油的能量轉化率不算低,比唐宏青:關于煤化工裝置建設幾個問題的討論煤發(fā)電要高一些。烴更費錢另以水耗為例,煤制烯烴的水耗設計值為又以單位產品排放CO2為例,煤制烯烴的32t/t,煤制油不到其一半,卻在這個問題上受工藝鏈最長,無疑單位產品能耗最高,煤中的碳責難,很不公平。實際上,水耗是一個設計和投排入空氣中的CO2比例最高資問題,大幅度增加投資,可以明顯降低水耗表2足以說明問題,煤制油的水耗、萬噸產再以投資為例,以噸產品為指標,煤制油的品投資、CO2排放均屬于中等。投資為煤制聚烯烴的一半,足以證明發(fā)展煤制烯表2超大型煤化工裝置幾個重要數據目標產品噸產品水耗/萬噸產品投資煤中的碳億元排入大氣的比例/合成甲烷(天然氣甲醇0.55~0.665,1尿素(經合成氨)醋酸油品F-T合成柴油直接液化柴油MTO聚烯烴(乙烯、丙烯、丁烯32(設計28.9(考核)2.8~3.0MTP聚丙烯(丙烯、石腦油、LPG)因此,應在媒體上積極介紹煤制油特別是費注重年運行時間,而不要僅僅看一次運行時間。托合成制柴油的經濟指標,消除人們對于煤制油如果達不到要求,特別是年運行時間在偏離的恐懼,為煤制油的發(fā)展鋪平道路8000h較大的情況下,用戶一定要用該技術3煤氣化方法選擇中的幾個問題最好有備爐3.2以煤定爐3.1運行時間在選擇煤氣化技術的時候,首先要確定煤的近年來煤化工的發(fā)展,大量體現在煤氣化技品質,這是大家通常采用的方法。煤的品質包括術的進步上,新的煤氣化技術不斷成熟,有國外灰熔點、灰含量、粘度、揮發(fā)分、內水含量等。引進的,國內開發(fā)的。其中,有些煤氣化技術不但是近年來一些氣化技術推銷商,過分夸大自己斷成熟,如航天爐氣化技術、Shel氣化技術、爐子的優(yōu)點,不斷降低技術標準,例如把水煤漿GSP氣化技術等,這是大家可以看到的事實氣化的濃度降低至54%,這是不應該的。不適但是如何衡量煤氣化技術的進步,卻有不同合用這樣的爐型就退出,不必勉強。這個原則就的方法。目前通用的辦法是外商提出的一臺爐連叫“以煤定爐”續(xù)運行多少天,他們認為連續(xù)運行100d就標志3.3爐型的匹配著這個技術已經過關。這個說法有一半道理,連在大型煤化工裝置中,可以采用兩種不同的續(xù)開100d確實不易,但與我們傳統(tǒng)的設計理念氣化爐,這是比較合理的。事實上,這往往是氣有些不同。傳統(tǒng)的設計理念是年操作8000h,化后流程的需要,也就是激冷流程和廢鍋流程的年停車通常只能是一次。而石油部門遠比化工行組合,使得既能夠得到一些中壓蒸汽,又可以滿業(yè)苛刻,他們要求連續(xù)運行24個月以上。足成氣電水與的更卡事實上,煤化工裝置連續(xù)運行8000h是不中國煤化工裝置中,氣化爐的臺簡單的,目前的幾種煤氣化技術除了水煤漿以數CNMH來的管理造成麻煩比外,其他都有難度。航天爐和小型She氣化爐較多,這也是情理中的事還好一些,有這個潛力。多數新的氣化技術事實上是達不到的,還有待于進一步提高4多聯產能量轉化率的探討因此,我們在選擇煤氣化技術上,應該更加4.1多聯產的熱情很高化工設計通訊第39卷近年來,一些煤電集團在大力發(fā)展煤電的同人才聚集、知識積累等相當困難,如果在一個環(huán)時,大舉向化工進軍。他們提出的多聯產規(guī)劃,節(jié)上沒有處理好,就有可能損失巨大。投資大、規(guī)模大,是多聯產的典型2。特別是在42多聯產的經濟性遲不出臺的“煤炭產業(yè)十二五深加工規(guī)劃”中目前,對于多聯產的熱情,能源企業(yè)重于化列舉了15個項目,其中9個是多聯產項目工企業(yè)?；て髽I(yè)向電力延伸的問題,早在多年按照電力企業(yè)多聯產的設想,在大型煤礦的以前已有所考慮,并不感覺到非常迫切。這是因坑口,建立全新的化工電能綜合企業(yè),將電能企為盡管IGCC聲稱能量轉化率很高,但是產品電業(yè)和化工企業(yè)結合起來統(tǒng)一考慮建設,見圖力的價格不高,不如化工產品值錢。表3列出,空氣「空分每1GJ能量的煤,轉化為電力和化工產品的產化工產品值,說明合成氣用來發(fā)電不如用來生產化工產品氧氣(煤制天然氣除外)。原料煤多種合成氣氣體燃料加工技術的這里對表3作出解釋:根據全裝置噸產品的集成液體燃料蒸汽能耗,或能量轉化率,和產品的熱值,計算出1CJ能量的煤轉化為電力或化工產品的產量,再根據實際產品的單價,計算出1GJ能量的煤轉化為電圖2多聯產概念示意力或化工產品的產值,最后算出萬元GDP能耗這種想法有它的道理,但是這樣的工程投資數據說明,煤制油和煤制聚烯烴很合算,煤大,工期長,建設難度相對較大。為此,可能是發(fā)電不合算。這里沒有叫大家不要發(fā)電,煤發(fā)電先電后化,也可能是先化后電,也可能電化同時的重要性在中國是無可非議的,只是希望大家對實施,一起投產。后者的組織實施、企業(yè)管理、煤制油有一個合理的認識表31CJ能量的煤轉化為電力和化工產品的產值能量轉化率/噸產品能耗/10J能量的煤轉化為電力或產品的單價/GJ能量的煤轉化為電力或萬元GDP能耗/化工產品的產量化工產品的產值/元煤制天然氣15.7m32.28/m3(北京)煤發(fā)電全國平均37.23(9.67MJ=1kW·h)103.4kW·h0.4883/(kWh)011年)198.1(北京)43(9,67MJ=1kWh)119.4kWh0.4883/(kWh)3.0/k140.0煤制聚烯烴150(含C4)6.67kg11.0/kg73.4136.2煤制油(F-T)110(油品)73.62011年全國各行各業(yè)總計因此,在煤制天然氣除外的前提下(煤制天將來臨,認真研究煤化工裝置建設的規(guī)律,有助然氣是公益項目,另作別論),“以電聯化”效益于推進煤化工的科學發(fā)展,適度發(fā)展煤制油,為是提高的,“以化聯電”效益是下降的,一個全建成經濟上發(fā)達而又美麗的中國開創(chuàng)新的局面。新的“以電聯化廠”比“全電廠”效益好,一個全新的“以化聯電廠”比“全化廠”效益差。電中國煤化工化是否聯合,取決于市場的需要和經濟效益,而CNMHG目放量[N].中國化工報不是能量轉化率。[2]張宏忠,戴長華,煤化工多聯產基地的建設[J].煤化工5結語2007,35(2):52~543]唐宏青.煤化工裝置的能量轉化率研究〔冂].化工設計通在國內建設新形勢下,煤化工的有序發(fā)展即訊,2011,37(4):5~10,13