我国煤化工的产业格局以及应对低碳经济的发展策略

煤化工与二氧化碳

化 工 进

展

2010年第29卷增刊 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS

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我国煤化工的产业格局以及应对低碳经济的发展策略

曹 睿1，付国垒1，严超宇1，刘艳升1，杨 勇2

（1中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京，102249；2中国海洋石油总公司，北京，100010） 摘 要：煤炭是石油和天然气的首选替代能源，随着石油价格持续走高和能源、化学品需求的日益增长，煤化工领域具有极大的发展潜力。但同时煤化工也是高耗能、高耗水、高污染的产业，必须考虑对生态环境的影响。在对我国煤化工行业的技术现状和产业格局进行研究的基础上，从煤加工工艺的选择及优化、CO2的排放、回收与储存，水处理和循环利用新技术，以及促进产业的规模化发展、提高设备的优化和综合利用水平等方面进行了分析，提出了我国煤化工行业顺应国家发展低碳经济、保持能源产业可持续性的发展策略。 关键词：煤化工；产业格局；低碳经济；二氧化碳；可持续发展

煤炭是重要的能源和化工原料，在能源消费结构中占有很大比例。随着世界能源消费水平的激增，石油天然气供需矛盾加剧，许多国家已开始研究如何应对“后石油时代”的能源结构问题[1]。按目前已探明的储量和开采速度计算，全球石油的平稳供应只能维持40年，天然气60年，而煤炭是世界上储量最大的矿物能源，可供开采200年[2]，因此煤炭成为石油和天然气的首选替代能源。

我国是贫油、少气、富煤的国家，原油消耗逐年增加，对外依存度越来越高。2009年我国原油国内消费量3.88亿吨，而产量仅为1.89亿吨，对外依存度已达51.2%；预计到2030年，我国对进口石油的依存度将达到74%[3]。高油价和石油供应的不稳定性为煤化工发展带来机遇。我国煤炭资源丰富，价格仅为原油的1/4，即便煤化工的投资成本高于石油和天然气，仍具有较大的可持续发展优势[4-5]。中国目前将近70%的能源消费依靠煤，2008年中国煤炭消耗量占全球煤炭消耗量的43%，居于首位[6]。据统计，截止2008年，全球约有117家大型煤化工企业，从产品类型上来看，37%是化工产品、36%是间接合成油、19%用于发电，煤化工产能年均增长5%。国外的煤化工企业主要有南非的Sasol公司，美国的环球公司（UOP）、德士古公司、陶氏公司和Exxon公司，丹麦的托普所公司，德国的未来能源公司和巴斯夫公司，新西兰的Methanex公司等[7]。我国在煤直接液化和间接液化制汽柴油、煤制乙烯、丙烯、乙二醇等方面也取得了突破性进展，神华集团在宁夏和内蒙古生产聚丙烯和聚乙烯的项目是世界上最大的装置。此外神华还将与陶氏化学公司合作，生产乙烯、丙烯、烧碱、氯乙烯、乙二

醇、胺类、溶剂、表面活性剂和丙烯酸等产品[8-9]。中国的煤化工发展已经走在世界的前列。

煤化工是高耗能、高耗水、高污染的产业，煤炭加工过程中会释放大量的CO2、SO2，加剧温室效应，形成烟雾、酸雨等，同时，还必须考虑保护水资源、控制污水处理等问题。目前，我国SO2和CO2排放量分别居世界第一和第二，其中90%的SO2排放来自煤的使用[10]。2007年9月8日，国家主席胡锦涛在亚太经合组织（APEC）第15次领导人会议上，明确提出“发展低碳经济”的主张。我国特殊的能源结构要求煤化工产业发展的同时必须考虑保障能源安全和保护生态环境。

本文在对我国煤化工的技术现状和产业格局进行研究的基础上，从煤加工工艺的选择及优化、CO2的排放、回收与储存，水处理和循环利用新技术，以及促进产业的规模化发展、提高设备的优化和综合利用水平等方面，提出了我国煤化工顺应国家发展低碳经济、保持能源产业可持续性的发展策略。

1 煤加工形式及技术现状

1.1 煤焦化

焦化是应用最早、最成熟的煤加工方法，主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和其它化学品[8]。煤焦化方法主要有高温炼焦、中温炼焦和低温炼焦。产品焦炭可作高炉冶炼燃料，或用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气、生产合成氨原料气、制造电石等。炼焦过程产生的化学品经回收、加工可获得煤焦油、粗苯、氨、萘、硫化氢、焦炉煤气等，粗苯精制和深加工后可制取苯、甲苯、二甲苯、

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二硫化碳等，焦炉煤气可作民用和工业燃料，氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等，炼焦化产品已达数百种。

国外褐煤加工技术主要有德国的Lurgi- Spuelgas低温热解工艺及Lurgi-Ruhrgas热解技术，前苏联的褐煤固体热载体热解（ETCH-175）工艺，美国的温和气化（Encoal）技术，日本的煤炭快速热解技术等。我国煤焦化技术主要有大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术、鞍山热能研究院的褐煤低温干馏改质技术、北京科林斯达能源技术开发公司的褐煤低温干燥改性提质技术等[11]。装置大型化和提高工艺水平是煤焦化产业发展趋势。采用大型炼焦炉，可使装置的抗碎强度和耐磨强度明显提高；烟囱废气中NOx的含量明显降低；大型焦炉原料煤的堆积密度大，可改善焦炭质量；并可降低对原料煤的要求。近年来，我国捣固焦炉及 …… 此处隐藏：13843字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……