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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







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



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







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


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



















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



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


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