有机化学与煤化工.ppt

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1、石油供应与需求预测石油供应与需求预测 单位单位: 亿吨亿吨/年年机动车燃料消耗预测机动车燃料消耗预测 单位：亿吨单位：亿吨/ /年年 年年 份份20102010年年20202020年年20302030年年燃料油消耗燃料油消耗占石油总消耗占石油总消耗1.31.343432.32.357573.73.7878720022002年中国部分石化产品进出口单位：万年中国部分石化产品进出口单位：万t/t/年年产品产品聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯苯乙烯苯乙烯乙烯乙烯丙烯丙烯进口量进口量455.9455.9244.2244.2225.2225.2145.3145.3179.9179

2、.98.58.529.729.7出口量出口量1.11.11.31.33.83.81.81.80.20.22.62.60 0净进口净进口454.8454.8242.9242.9221.4221.4143.5143.5179.7179.75.95.929.729.7 生产煤基发动机燃料和化工产品同样具有替代生产煤基发动机燃料和化工产品同样具有替代石油的意义。石油的意义。52002中国能源生产总量（以标准煤计）中国能源生产总量（以标准煤计）16.03亿吨亿吨24.6632.80亿吨亿吨2003202013.9亿吨亿吨煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占71%煤炭占煤炭占59.463.2%以产品型为主以产品

3、型为主焦化、合成氨焦化、合成氨能源及产品型结合能源及产品型结合煤煤制浆制浆气气 化化加加 氢氢 液液 化化 提提 质质 加加 工工提提 质质 加加 工工FT合成合成产产 品品COH2合成物合成物分馏分馏(离离)提质加工提质加工汽油、柴油、汽油、柴油、石脑油、乙烯、石脑油、乙烯、丙稀、含氧类丙稀、含氧类蜡类、燃料气蜡类、燃料气 等等催化剂、温度、压力催化剂、温度、压力气化气化煤煤煤煤加热加压催化加热加压催化氢气氢气液化油液化油汽油、柴油、汽油、柴油、航 空 煤 油 、航 空 煤 油 、LPG、酚类、酚类、苯类、氨类等苯类、氨类等气化气化提质加工提质加工间接液化直接液化直接液化新直接液化新工艺的关

4、键工艺的关键是大规模工是大规模工程化开发程化开发间接液化引间接液化引进技术建设进技术建设商业化工厂商业化工厂风险不大风险不大煤液化技术煤液化技术二甲醚合成原理二甲醚合成原理 甲醇合成甲醇合成 2CO+4H22CH3OH +43.4kCal/molDME 甲醇脱水甲醇脱水 2CH3OHCH3OCH3+H2O +5.6 kCal/molDME 水煤气变换水煤气变换 CO+H2OCO2+H2 +9.8 kCal/molDME 两两步步法法总总反反应应：2CO+4H2CH3OCH3+H2O +49 kCal/molDME 一一步步法法总总反反应应：3CO+3H2CH3OCH3+CO2 +58.8 kC

5、al/molDME 合成合成 DME 的工艺方法的工艺方法 两步法合成两步法合成 DME 两步法分两步进行，第一步是甲醇合成，第二步两步法分两步进行，第一步是甲醇合成，第二步是甲醇脱水，甲醇脱水可分为是甲醇脱水，甲醇脱水可分为液相法液相法和和气相法气相法。 液液 相相 法法 液液 相相 法法 工工 艺艺 液液 相相 法法 是是 用用 硫硫 酸酸 醚醚 化化 、 净净 化化 后后 得得 二二 甲甲 醚醚 工工 艺艺 流流 程程 如如 下：下： 工艺流程工艺流程： H2SO4 合成气合成气 H2/CO=2 压缩压缩 甲醇合成甲醇合成 甲醇醚化甲醇醚化 碱碱 洗洗 冷冷 凝凝 压缩压缩 提纯塔提纯塔

6、 冷凝冷凝 二甲醚二甲醚 DME 工工 艺艺 流流 程程 甲醇甲醇 CO2 弛放气弛放气 二甲醚二甲醚 甲醇甲醇 废水废水 合成气合成气 H2/CO=2 压压 缩缩 固定床固定床 反应器反应器 冷却、 冷凝冷却、 冷凝 分离分离 吸吸 收收 解解 吸吸 精精 馏馏 甲醇甲醇/水水 精馏精馏 压压 缩缩 浆态床一步法合成浆态床一步法合成 DMEDME 浆态床即三相流化床， 采用双功能催化浆态床即三相流化床， 采用双功能催化剂在同一反应器内完成甲醇合成和甲醇脱剂在同一反应器内完成甲醇合成和甲醇脱水反应，经冷却、冷凝、分离、吸收、解析、水反应，经冷却、冷凝、分离、吸收、解析、精馏后得二甲醚和副产物甲

7、醇。精馏后得二甲醚和副产物甲醇。 工艺流程图工艺流程图 甲醇甲醇 CO2 弛放气弛放气 甲醇甲醇 合成气合成气 H2/CO 压压 缩缩 浆状态反应器浆状态反应器 冷却分离冷却分离吸吸 收收 压压 缩缩 解解 析析 精精 馏馏 二甲醚二甲醚 甲醇合成、两步法合成甲醇合成、两步法合成 DME、固定床一步法合成、固定床一步法合成 DME、浆态、浆态床一步法合成床一步法合成 DME、整体一步法合成、整体一步法合成 DME 比较表比较表 甲醇甲醇 固定床固定床 两步法两步法 DME 固定床固定床 一步法一步法 DME 浆态床浆态床 一步法一步法 DME 整体整体 一步法一步法 DME 入反应器入反应器

8、H2/CO 3.5 3.5 2 1 2 循环气比循环气比 5 5 34 2 34 弛放气占弛放气占 新鲜气新鲜气% 1015 1015 7.5 5 7.5 合成气一次合成气一次 通过转化率通过转化率% 14 14 40 50 40 总转化率总转化率% 90 90 92.5 95 92.5 表观热效率表观热效率 55 55 63 70 60 投资比投资比% 100 80* 70 75 生产成本比生产成本比% 100 95 85 94 气化炉气化炉 高温燃高温燃 料电池料电池 空分空分热交换器热交换器发电发电电力电力电力电力热水热水CO2及有害物处理及有害物处理空气空气O2O2 煤气煤气H2Vis

9、ion21能源系统能源系统煤煤O2制氢制氢分离分离 备备 煤煤 联联 合合 发发 电电合成气合成气生生 产产 FT合成合成 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成 锅锅 炉炉 灰渣灰渣 利用利用氮气等氮气等 燃油燃油化工品化工品 热热 硫磺硫磺 甲醇甲醇 电电 建材建材原煤：原煤：486万吨万吨/年年油品：油品：80万吨万吨/年年甲醇：甲醇：70万吨万吨/年年硫磺：硫磺：1.9万吨万吨/年年发电：发电：150MW联合循环联合循环反反应应器器 X12X11X13反反应应器器 X22X23X21X14X24X12=2 X11 X13X11 X14小小X22=（02） X21 X23X21 X24大大液化备

10、煤液化备煤焦化化产焦化化产 炼炼 焦焦 膜分离膜分离煤气压缩煤气压缩直接液化直接液化 氢压缩氢压缩提质加工提质加工残渣热解残渣热解联合发电联合发电油品油品电力电力化产化产焦炭焦炭 备备 煤煤合成气合成气生生 产产 FT合成合成 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成 燃油燃油化工品化工品 硫磺硫磺 甲醇甲醇 焦油焦油 产品产品产品产品分离分离甲甲 醇醇精馏精馏鲁奇气化鲁奇气化壳牌气化壳牌气化总投资，万元总投资，万元1025908102590811669581166958总成本，万元总成本，万元/ /年年230806230806228398228398内部收益率（稅前），内部收益率（稅前），16.571

11、6.5715.4515.45内部收益率（稅后），内部收益率（稅后），13.1113.1112.2412.24加压鲁奇炉加压鲁奇炉原煤原煤加工加工块煤块煤焦油回收及焦油回收及 酚水处理酚水处理煤气净化、煤气净化、甲烷转化甲烷转化合成气合成气原料煤原料煤粉碎粉碎煤粉输煤粉输送送水煤浆水煤浆气化气化合成气合成气煤气净煤气净化化项项 目目加压鲁奇加压鲁奇德士古德士古壳牌干煤粉壳牌干煤粉环境处理及特性环境处理及特性必须处理，较好必须处理，较好需要处理，好需要处理，好需要处理，好需要处理，好干煤气干煤气CO+H2 (%)低低较高较高高高干煤气干煤气CH4 (%)高高低低很低很低有效有效CO+H2产率产率低

12、低较高较高高高水蒸气消耗水蒸气消耗高高较高较高电消耗电消耗低低高高高高煤粉输送气煤粉输送气需要需要设备投资设备投资低低高高高高占地占地大大较小较小较小较小工艺方案研究原则工艺方案研究原则 备煤备煤合成气合成气生生 产产 高温高温 F FT T 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成锅炉锅炉 焦油焦油 回收回收 油品油品 加工加工石脑油石脑油a-烯烃烯烃精甲醇精甲醇 乙烯乙烯 软蜡软蜡甲醇甲醇精馏精馏含氧物含氧物聚丙烯聚丙烯 硫磺硫磺杂醇油杂醇油C14-18 LPG 焦油焦油鲁奇气化：鲁奇气化：MARK-,400t/d，30台（备台（备2），），F-T 合成：合成：SASOL， SAS高温合成，高温合成

13、，10.7M,甲醇合成：鲁奇，甲醇合成：鲁奇，Megaz组合反应器，一套。组合反应器，一套。 备煤备煤合成气合成气生生 产产高温高温 F FT T 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成 锅炉锅炉 焦油焦油 回收回收 油品油品 加工加工石脑油石脑油a-烯烃烯烃精甲醇精甲醇 乙烯乙烯 软蜡软蜡甲醇甲醇精馏精馏含氧物含氧物聚丙烯聚丙烯 硫磺硫磺杂醇油杂醇油C14-18 LPG 焦油焦油鲁奇气化：鲁奇气化： MARK-, 400t/d，30台（备台（备2），），F-T 合成：合成：SASOL ，SAS高温合成，高温合成，10.7m,甲醇合成：鲁奇，甲醇合成：鲁奇， Megaz组合反应器，一套。组合反应器，一

14、套。 备煤备煤合成气合成气生生 产产低温低温 F FT T 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成锅炉锅炉 焦油焦油 回收回收 油品油品 加工加工石脑油石脑油 甲醇甲醇 柴油柴油甲醇甲醇精馏精馏含氧物含氧物 硫磺硫磺杂醇油杂醇油 LPG 焦油焦油鲁奇气化：鲁奇气化： MARK-, 400t/d，30台（备台（备2），），F-T 合成：合成：SASOL低温合成，低温合成，SSPD，浆态床，浆态床， 10M，甲醇合成：鲁奇，甲醇合成：鲁奇， Megaz组合反应器，一套。组合反应器，一套。 备煤备煤合成气合成气生生 产产 F FT T合成合成 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成锅炉锅炉 焦油焦油 回收回收 油品

15、油品 加工加工石脑油石脑油a-烯烃烯烃 甲醇甲醇 乙烯乙烯 软蜡软蜡甲醇甲醇精馏精馏含氧物含氧物聚丙烯聚丙烯 硫磺硫磺杂醇油杂醇油C14-18 LPG 焦油焦油Shell气化：气化：2500t/d，4台，台，F-T 合成：合成：SASOL高温合成，高温合成，SAS，10.7M,甲醇合成：鲁奇甲醇合成：鲁奇 Megaz组合反应器，一套。组合反应器，一套。LPG2.832.818.812.84乙烯乙烯0.760.750.76聚丙烯聚丙烯19.4219. 2819.47石脑油石脑油31.1331. 3015.4631. 09a-烯烃烯烃10.1710. 2210.15柴油柴油55. 66C14-C1

16、8烷烃烷烃6.106.136.09软蜡软蜡4.144.164.14含氧化合物含氧化合物5.495.351. 835.31精甲醇精甲醇120.20119.99119.99119.78杂醇油杂醇油0.170.160.160.16硫磺硫磺1.031.031.000.64主产品合计主产品合计201.44201.18202.91200.43焦油焦油3.153.143.06燃料气燃料气(M3/h）10663276951962324715 CO分离分离 气化气化 低温低温甲醇洗甲醇洗甲甲 醇醇合合 成成 燃气燃气 轮机轮机醋酸醋酸合成合成 发电机发电机 醋酸醋酸 甲醇甲醇 电电煤煤 脱硫脱硫 蒸气蒸气 轮机轮机 废热废热 锅炉锅炉蒸气蒸气 氧气氧气 蒸气蒸气 备煤备煤 联联 合合 发发 电电合成气合成气 生生 产产 FT合成合成 空空 分分甲甲 醇醇合合 成成氮气等氮气等燃油及燃油及化工品化工品 硫磺硫磺 甲醇甲醇电、热电、热锅炉锅炉特点：特点： 1 F-T合成、甲醇合成、发电串联设置；合成、甲醇合成、发电串联设置； 2 调整调整F-T合成循环比，提高设备能力，尾气合成甲醇；合成循环比，提高设备能力