煤化工工艺路线图

煤化工工艺路线图
氨合成 气 煤 净 合 成 气 甲醇合成 甲醇（产品） 甲醇 合 成 氨 烯烃、醋酸、甲醛 汽 油

化

气

气

毛比尔法 （间接液化）

费托合成 （间接液化） 醋酐合成 直 接 液 化 氢气制备 煤浆制备 工 工 焦炉煤气 炼 煤焦油 液化反应器 工 分离 加工 油品加工 工 煤气 粗苯

液体燃料、 化学品 醋酐、醋酸甲酯 液体燃料、化学品 城 市 煤 气

煤

苯、甲苯、二甲苯 萘、蒽、吡啶、酚 沥青、炭素制品

焦 焦 低 温 干 馏 其它加工 炭 电石炉 气 加工 电石

冶

金

焦

石灰石 煤

乙 炔 化 学 品 燃 料 气

低温煤焦油 半 焦

液 体 燃 料、酚 无烟燃料、还原剂、气化原料 褐煤蜡、 活性炭分子筛

常压固定床 （U.G.I 炉、 恩德炉）

煤 气 化

固定床（块煤） 加压固定床（鲁奇炉） 流化床（碎煤） 温克勒炉、U-Gas 炉、灰熔聚 炉 干粉煤：谢尔炉、GSP 炉 气流床（粉煤） 水煤浆：德士古炉

碳转化率低、能耗高、污染严重

碳转化率低、能耗高、操作困难 碳转化率高、气化强度大、环保 好，但投资较高，适合于大型的 煤化工基地应用

产品投资参考：①焦炭（含甲醇配套项目） ：约 1200 万元/万吨；②煤制甲醇：约 4000 万元/万吨； ③煤制乙烯：约 2 亿元/万吨； ④煤炭液化：约 1 亿元/万吨（指设备投资） 。 以上是指大、中型项目的概略投资。 相 关 转 化：2 吨煤生产 1 吨甲醇，附加值可提高 8 倍；3 吨甲醇生产 1 吨聚烯烃，附加值可提高 1 倍。4-5 吨煤液 化 1 吨油。

煤制甲醇典型工艺路线图

空分

空 分
氧 气

CO+H2O(g)=CO2+H2

（放热反应）

煤 循环气 驰放气

备煤（制浆或磨粉）

煤气化
渣

CO 变换 CO2 H2S

热回收

循环机

甲 醇 合 成

合成气压缩

低温甲醇洗脱硫脱碳

硫回收

粗

甲

醇

精

馏

甲

醇

产

品

1、合成甲醇的化学反应方程式： （1） 、主反应： CO+2H2=CH3OH+102.5KJ/mol （2） 、副反应 2CO+4H 2 =CH 3 OCH 3 +H 2 O+200.2 KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 KJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol CO2+H2=CO+H2O-42.9 KJ/mol 2、甲醇合成气要求氢碳比 f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化 所得到的水煤气 CO 含量较高，H2 含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、 脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。 3、CO 变换反应 CO+H2O(g)=CO2+H2 （ 放 热 反 应 ） 4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比
气体种类 CO 水煤气 甲醇合成气 37.3 29.90 H2 50.0 67.64 气体组分（%） CO2 6.5 29.90 CH4 0.3 0.1

天然气制甲醇工艺流程图

CH4+H2O(g)=CO+H2 （强吸热反应）

天然气

压缩

精脱硫

蒸 汽 转 化

压缩

甲醇合成

粗甲醇

精馏

甲醇产品

空气

空分

部 分 氧 化

1、合成甲醇的化学反应方程式： C H
4

+ H

2

O = C H

3

O H + H

2

2、甲醇合成气要求氢碳比 f=(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2.05~2.10，由于天然气甲 烷含量较高，因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以 H2、CO 和 CO2 位主要 成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯 氧部分氧化以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合 成气的要求。 3、蒸汽转化反应 C H
4

+ H

2

O ( g ) = C O + H

2 （强吸热反应）

4、纯氧部分氧化反应 2CH4+O2=2CO+4H2+35.6kJ/mol CH4+O2=CO2+2H2+109.45 kJ/mol CH4+O2=CO2+H2O+802.3 kJ/mol 5、天然气组分与甲醇合成气组分对比
气体种类 CO 天然气 甲醇合成气 ----29.90 H2 -----67.64 气体组分（%） CO2 3.2 29.90 CH4 96.2 0.1

石油化工、煤炭化工产品方案对比（生产烯烃）
1000 万吨 蒸馏分离 石油裂解 100 万吨乙烯 聚烯烃

300 万吨石脑油

以天然气（或煤气）为原料的 MTO 技术流程
乙烯、 丙烯 16.7 万吨

丁烯 2.2 万吨

天然气 7 亿立方

甲醇 50 万吨/年

MTO

C5 1.0 万吨

液化气 1.2 万吨

水 28.9 万吨

以天然气（或煤炭）为原料的 MTP 技术流程
聚丙烯 16 万吨

丙烯 24 万吨

煤炭直接液化工艺流程简图

氢气 煤 催化剂 煤浆制备 单 元

循环氢气 尾气 液化单元 分离单元 水 液化油 残渣 循环溶剂

氢气

循环氢气

NEDOL 直接液
燃料气 分 离 器 轻质油 常 压 蒸 馏 塔

煤

催化剂

操作温度： 430~465℃ 操作压力： 17~19MPa

煤 浆 罐

液 化 反 应 器

中质油 减 压 蒸 馏 塔 加氢石脑油

冷却减压

预 热 器

分 离 罐

操作温度： 320~400℃ 压力： 10MPa

加氢循环溶剂

溶 剂 加 氢 反 应 器

残渣

氢气