石油化工与煤化工

《石油化工与煤化工》天津大学化工学院马沛生教授 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 读后感 本文结构基本采用原报告结构 一、概述:重化工业在我国经济中的地位 工业的增长速度明显快于农业和服务业。2003年，农业的增加值是17247亿元，增长2.5%;工业增加值61778亿元，增长12.5%;服务业增加值35669亿元，增长6.7%o 2004年，农业增加值为20744亿元，增长6.3%;工业增加值72387亿元，增长11.1%;服务业增加值43384亿元，增长8.3%o 从工业结构内部看，无论是从增加值还是从增长率进行比较，重化工业都要快于轻工业，而且重化工业在工业增长中所占比重和其对整个工业增长的贡献率也在不断上升). 我国经济的新一轮增长，是以重化工业为主的新的主导产业的高速增长为主要特征的.这些新的主导产业包括:房地产、汽车、电子通讯和基础设施建设等行业以及由这些行业带动的钢铁、有色金属、机械、建材、化工等中间投资品性质的行业。同时，这两个方面又拉动了电力、煤炭、石油等能源行业的增长。仅在2003年前8个月，机械、汽车、钢铁、电子四个行业对工业增长的贡献率达到了48%，占工业销售收人的比重达到38%。很明显，重化工业在新的经济增长格局中位于主导地位。 二、石油化工在我国的发展 经过50多年努力，我国石化工业从无到有，从小到大，特别是改革开放以来取得了世人瞩目的成绩。1983一1998年，我国石化工业进人高速发展时期，建成了燕山、大庆、齐鲁、扬子、上海石化、茂名及吉化等七大乙烯装置及石油化工基地，兰化、辽化的乙烯进行了改造，新建了盘锦、独山子、天津、中原、广州、北京乙烯装置，乙烯装置总数达18套，燕山、齐鲁、上海石化、大庆的30万吨/年乙烯装置相继进行了扩能至40一45万吨/年的技术改造;形成了辽化、上海石化、天津、仪征四大合纤基地。至此，我国基本上建成了门类比较齐全的石油化工体系。2000年，我国乙烯及三大合成材料产量、生产能力在世界石油化工生产能力排序中，我国乙烯、合成树脂、合成纤维、合成橡胶分别列第7、第5、第1和第4位。 石油化工是重要的原材料工业，是化学工业中最富活力的基本组成部分。在发达国家和许多新兴国家，石油化工在国民经济和社会发展中占有举足轻重的地位，具有不可替代的基础作用，对国家的综合国力和人民生活水平有着直接的影响。在我国，石油化工已与建筑、机械、汽车、电子等行业一起被列为国民经济的支柱产业。如果 以 1 921年乙烯生产工业化作为石油化工的开端，世界石化工业已走过80年历程。80年来，特别是近50年来，石油化工异军突起，以乙烯等基本有机原料为基础，合成树脂、合成纤维、合成橡胶等三大合成材料迅猛发展。到2001年底，世界乙烯生产能力达到1亿吨/年，合成树脂生产能力1.56亿吨/年，合成纤维生产能力3 123万吨/年，合成橡胶生产能力1 420万吨/年，形成庞大的现代产业。 三、石油化工发展的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 全球石化生产能力过剩，近年来跨国公司将其发展重点和市场重点逐步转向亚太地区，中国内地市场正是其重中之重，国外石油化工产品在中国的市场份额大幅度上升。加人WTO后，形势会更加严峻，减让关税、取消进出口配额等非关税壁垒、给予外商贸易权和分销权，中国石油化工业将面临更加激烈的的竞争局面，在市场竞争中，我国石油化工行业的弱势主要体现在以下几个方面: 1. 石油生产成本、原油加工成本高。我国已经是石油净进口国。国内石油探明储量增长远跟不上需求量的增长。近10年来，国内大部分主力油田已到中后期开采阶段，高采出成本现象日趋严重。1998年全国平均单位原油生产成本约为12美元/桶，除大庆油田外，其它油田的单位原油生产成本约为13.5美元/桶。而同期国外大石油公司的原油生产成本普遍低于10美元/桶。加人WTO后，对原油开采企业的直接冲击将是居高不下的原油生产成本;我国原油的加工费为217元/吨，相当于26美元/吨左右，而东南亚国家的加工费为12美元/吨，中东地区最高是14美元/吨，每吨相差10多美元。人工成本负担过高是重要原因之一，加工成本高对企业效益产生不良影响。 2. 炼油 、石化装置缺乏规模效应。我国炼油厂最大规模在1OMt/a左右，原油加工单系列不超过5Mt/a，而国外最大规模已经超过30Mt/a，单系列加工达12. 5Mt/a。由于小型炼油厂太多，目前大型炼油化工企业加工能力利用率比发达国家要低20个百分点。另外，国内绝大多数的石油化工企业的生产装置还达不到合理的经济规模， 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 和设备相对落后，原料路线还不尽合理。在市场竞争中缺乏价格和质量优势，很容易受质优价廉的进口产品的冲击。 3. 乙烯工业面临严峻形势。我国的乙烯生产存在规模效益差、能耗物耗高和裂解炉效率低下、不能适应原料多样化等问题。2000年，我国对乙烯的年需求量约为5200kt，供应缺口高达l000kt/a左右。预计到2010年，需求量将猛增到15Mt，产量约为7. 5Mt，供应缺口更大。因此，今后几年，中国的乙烯和下游的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及其衍生物市场，仍将是国内外厂商竞争的焦点。 4. 润滑油市场争夺激烈。我国现有润滑油生产厂数量多，规模小，生产能力弱，90年代中期以来，美国、日本、西欧的一些跨国公司即以在中国合资、独资建设润滑油调合厂为切人点，开始涉足中国石油产品市场。国外这些大公司将会充分利用WTO 的规则，大举进攻我国润滑油市场，国内润滑油市场也将面临更激烈争夺的严峻形势。 5. 三大合成材料面临需求挑战。近年来，我国合成树脂、合成纤维、合成橡胶等三大合成材料的生产能力和市场需求均呈快速增长态势，但总体上供不应求，进口量大幅增长。我国三大合成材料53%的市场已经被国外产品占领。由于产业结构不合理，装置技术水平低下，规模小，在产品品种、质量和成本上与国外产品存在差距，因而将会受到更严峻的挑战。 6. 化肥工业面临激烈竞争。加人WTO将为我国化肥工业引进新的竞争机制。以氮肥企业为例，生产规模小，在原料结构上，以煤为原料的氮肥产品在我国占据主导地位，其能耗物耗均高于以天然气为原料的装置。国外以天然气为原料的尿素成本为800元/吨，我国为1190元/吨。我国加人WTO后，作为非关税壁垒的进口化肥配额将逐步取消，国外低价化肥将进人国内市场。 四、煤化工 煤化工是以煤为原料，经过化学反应，生成各种化学品，在这些化学品中有一些可以作为能源(或称能源化工产品)的。煤化工是可以为节约石油、天然气资源和优化能源结构作出贡献的。国内外已形成共识，从长远计，石油资源枯竭后，煤是取代石油作为原料基础的主要途径。用煤作原料来生产合成汽油可能是解决液体燃料不足的主流方向。 技术进步至今，许多产品几乎已明确以某种原料为基础的工艺技术路线是具有比较优势的，即煤化工、石油化工、天然气化工均各有其相对比较优势的产品领域。煤的气化工艺应采用洁净煤技术，即所谓第二代煤气化技术。第二代煤气化技术与第一代的主要区别是在环保、煤种适应性和煤利用效率方面。这类技术当今的代表是SHELL煤气化工艺和TE XICO水煤浆气化工艺等。 采用煤一化一气一电一体化的煤化工多联产模式，生产甲醇产品，再生产醋酸、甲醛、二甲醚等甲醇下游产品;或者生产燃料油和其它的化工产品。甲醇 除 了 作为基本的化工原料之外，还可以作为能源的替代品，是煤化工的潜在市场，市场前景广阔，应该是煤化工发展的重点。 ·甲 醇 制 烯烃(MTO)，甲醇制丙烯(MTP) 。为发展现代煤化工走出一条具有强大市场拉动力的新路子，将为节省石油资源作出重要贡献。 ·以 煤 制油 (直接液化、间接液化)。 ·以 合 成 气为原料合成醋酸乙烯。上世纪80年代初，美国哈尔康公司开发了以合成气为原料合成醋酸乙烯的新工艺，不过与石油乙烯法相比，新工艺生产成本还较高，所以还没有应用于现有的醋酸乙烯生产装置上，但是随着石油资源不断M竭，合成气’为原料合成醋酸乙烯的技术将会得到迅速的发展，应该引起我们充分的重视。 五、芳烃化工 芳烃是重要的石油化工基础原材料，但是由于受市场供需和环境保护的促进和制约，国内外芳烃生产技术主要从芳烃增产和转化两个方面，加快对芳烃生产的新工艺、新催化剂研发和工业化的步伐，提出灵活多变、具有竞争力的芳烃生产技术。芳烃生产技术今后发展趋势主要是降低原料成本，开辟便宜易得的原料来源;开发新一代更高水平的催化剂和工艺，提高芳烃收率和选择性，降低能耗和操作费用;提高产品纯度，以利于下游加工;提高装置操作的灵活性，改造现有装置以消除瓶颈等。 芳烃是产量和规模仅次于乙烯和丙烯的重要有机化工原料。其衍生物广泛用于生产化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学品。随着石油化工及纺织工业的不断发展，世界上对芳烃的需求量不断增长。据统计，2002年全球苯、甲苯、二甲苯的消费量分别为33.6,15.0,23.3 Mt，预计2008年将分别达到42.1,19.1,33.5 Mt，未来5年全球平均年需求增长率仍维持在4%以上。最初芳烃生产以煤焦化得到的焦油为原料。随着炼油工业和石油化学工业的发展，芳烃生产已转向以催化重整油和裂解汽油为主要原料，以石油为原料的芳烃国外约占98%以上，国内约占85 %以上。 重芳烃是指在石油和煤加工过程中副产的芳烃,其主要来源于炼油厂催化重整装置、涤纶原料厂宽馏分催化重整装置、乙烯装置，润滑油精制装置以及煤高温炼焦副产重芳烃。随着我国石油和煤加工工业的迅速发展，重质芳烃油的产量均有较大幅度的增长。重芳烃的组成非常复杂，据有关分析结果的报道称共有100多种组分，虽然各组分的含量随着其生产工艺 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 及实际操作情况的变化而变化，但其主要组分及其含量基本稳定。例如重整芳烃中约含40%的偏三甲苯、30%的甲基乙基苯及均三甲苯和均四甲苯，这些组分都是非常宝贵的有机化工原料。但由于其组成十分庞杂，而且各个单一组分都较少，分离非常困难，因此重芳烃一直没有得到充分利用。 重芳烃的应用:添加剂. 橡胶软化剂:芳 烃 软化 剂是一种石油软化剂，具有密度大、粘度高、亲和性好、加工性能优良等特点，加人胶料用于改善加工性能，增加胶料的可塑性，是橡胶工业良好的软化剂。目前芳烃软化剂的用量约占软化剂总用量的80 %[61. 沥青改性剂:沥青是由相对分子质量大、芳香性强的沥青质分散在分子质量相对较低的可溶质中形成的胶体溶液。即以沥青质为核心的胶体溶液，饱和烃、芳烃和胶质为连续相。由于芳烃、胶质对沥青质的溶解能力远比饱和烃高，在硬沥青中添加抽出芳烃可大大提高沥青的针入度和延伸度，并能改善沥青的耐久性。FCC回炼油抽出芳烃中的高沸点组分含有大量芳烃和胶质、沥青质，是调制的优良软组分 芳烃增塑剂:石油芳烃增塑剂价格便宜，因此可降低PVC制品的价格。以芳烃为辅助增塑剂生产的PVC,不仅可做硬质、半硬质，还可做软质制品。用抽出芳烃作增塑剂可以改善塑料制品的拉伸强度和断裂伸长率，表面光洁度、抗氧化及抗老化性能也好。 沥青基碳纤维:沥青基碳纤维原料便宜，含碳量高，可制备各种强度和模量的碳纤维，是生产活性炭纤维的优选原料。目前，许多具有较高芳香度的重质油已被用作沥青基碳纤维的原料。FCC回炼油抽出物中芳烃含量高，相对分子质量分布和芳环分布较为均匀，平均芳环数和H/C原子比适度，是制备中间相沥青碳纤维较好的原料，具有较大的开发价值。 导热油:导热油的理想组分是热稳定性高的芳烃，其热稳定性随着芳烃含量的增加而提高。从芳烃结构看二环、三环是导热油的理想原料，可从润滑油工艺抽出芳烃经减压馏分切割得到。大庆石化总厂减二线糠醛抽出油，其芳烃含量50%左右。该厂以糠醛抽出油为原料，采用临氢降凝工艺，在选择的催化剂和适宜工艺条件下，开发出性能优于国外同类型的导热油. 生产针状焦:富含短侧链、线型联接的多环芳烃是生产针状焦的优质原料，采用FCC回炼油抽出芳烃、催化裂化澄清油、润滑油精制抽出油、热裂化渣油或混对不同比例的制乙烯渣油、减压渣油、焦化循环油等为原料，并适当改变工艺流程，可以生产针状焦。 制备多环芳烃树脂:选择合适的石油系富含多环芳烃产物为原料制备多环芳烃树脂，不但可以有效利用多环芳烃资源，而且可以拓宽多环芳烃的利用途径。用催化油浆和常压渣油制备多环芳烃树脂或用催化裂化柴油中的双环和三环或其他来源的短测链芳烃与甲醛或三聚甲醛在酸性催化剂作用下缩合，可以得到液态树脂和中间树脂. 燃料油:重芳烃组分不分离直接掺混燃料油，这种方法一方面造成资源的浪费，另一方面也造成了环境污染，随着环保要求的日益严格，汽柴油升级换代加速，这一方面的利用会越来越少。 重芳烃是石油和煤加工过程中副产的芳烃，不论是其将直接应用，还是将其分离或加工成不同的产品，都具有相当大的应用价值。目前国内重芳烃的分离技术除二乙苯、二甲基乙苯系列产品的分离外均比较成熟，但是其分离规模小、能耗高、收率低、成本高，造成产品价格高，从而限制了它的提高应用。而重芳烃轻质化工艺路线投资少、产品结构合理，附加值高，具有很强的市场竞争力。 六、天然气化工 天然气在我国的资源:天然气经合成气制化工产品的技术开发始于20世纪20年代。最初是用焦炉气中分离出的甲烷为原料，开发甲烷蒸汽转化制合成气工艺。到20世纪50年代，天然气在北美被大规模开采建成运输管网后，天然气才得到大规模化工利用。至今天然气经合成气制化工产品已成为天然气化工利用的主流技术路线。按合成气生产的化工产品组成可分为三大类:含氮化合物(氨及下游产品)、含氧化合物(醇、醛、酸、醚和H9类化合物)和烃类化合物。其中，天然气制氨和制甲醇以及近期开发的甲醇碳化制醋酸等工艺在技术经济上较其它原料路线有明显的优势。 天然气化工主要发展动向: 天然气制合成气:将天然气转化成合成气，再进一步生产合成氨、甲醇、液体燃料与烯烃，或者利用CO再合成一系列精细化工产品，是目前天然气化工生产通用的技术路线。可以认为合成气制备工艺是整个天然气化工的基础。围绕合成气造气过程的节能降耗及氢碳比灵活调节，开发了若干合成气制造技术(见图1),虚线框内为近年研究活跃的新技术。传统的蒸汽转化可经济地用于中、小型生产装置，蒸汽转化与自热式转化相结合适合大型合成气生产装置。 天然气制合成氨:天然气是比煤和石油更好的生产合成氨的原料，生产技术成熟。合成氨发展主要体现在催化剂、造气、能量利用三方面。以天然气为原料(传统工艺)的平均吨能耗为36.66 GJ，最低为32.84 GJ;以天然气为原料(节能型工艺)的平均吨能耗为34. 12 GJ，最低为31.05 GJ;以石脑油为原料的平均吨能耗为38.68 GJ,最低为37.01 GJ。世界上主要的天然气制合成氨技术包括:(1)美国Kellogg公司的MEAP节能工艺;(2)美国Brown公司的低能耗深冷净化工艺;(3)英国ICI公司的AMV节能工艺和德国UHDE公司的UDHE一ICI一AMV工艺;(4)丹麦TopsΦe公司低能耗工艺。Kellogg技术在世界上应用最广，有160余套，总产能占50%左右。2004年我国合成氨全年产量首次突破4000 x 104 t，达4222x104t，以天然气为原料的合成氨产量约占22%a。我国以天然气、轻油为原料的合成氨装置主要是大型合成氨装置，以天然气为原料的有14套，采用了凯洛格传统工艺、凯洛格一TEC工艺、丹麦托普索工艺、节能型的AMV工艺和美国布朗工艺。 天然气经合成气制甲醇:天然气、煤炭、焦炭、渣油、石脑油、乙炔尾气等是生产甲醇的原料，但从20世纪50年代起，天然气逐步成为合成甲醇的主要原料。2000年，全球甲醇生产能力为3803x104t，需求量为3020x104t。预计2005年甲醇产能将达到4294x104t，需求量达3 481 x 104t。天然气制甲醇与用煤和油为原料相比具有明显的技术经济优势。全球甲醇产能的90%是以天然气为原料。主要工业生产工艺是ICI和Lurgi低压法，合计占全球产能的80%以上。大型单系列工业装置规模在1 000一2 500 t甲醇/do随 着 我 国经济快速发展，甲醇需求量呈强势增加。降低装置投资和减少天然气单耗以降低甲醇生产成本是甲醇生产工艺改进的主要目标。装置投资构成分析表明，天然气制合成气工序约占总投资的48%,合成气压缩工序占24%，两者之和占装置投资的2/3左右。因此，甲醇工艺改进的重点应放在造气工艺改进方面。在上世纪80-90年代出现的Lurgi公司的联合转化(LCRP)和ICI公司的改良气体加热转化造气(AGHR)在甲醇工业中应用就是这类改进的代表。 天然气经合成气制二甲醚(DME):二甲 醚 具 有较特别的物化性质，在制药、农药、涂料和日用化学品领域被用作气雾剂和化工合成中间体。全球产能约巧x 104 t/8。主要用甲醇脱水工艺生产。二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能良好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，燃料尾气完全符合国家卫生标准，是一种优质、清洁的燃料;二甲醚可以按一定比例掺人LPG中，与LPG一起混烧，二甲醚的掺人可使LPG燃烧更加完全、降低析炭量，并降低尾气中的一氧化碳和碳氢化合物含量。二甲 醚 液 化后可直接用作汽车燃料，其燃烧效果比甲醇燃料好，除具有甲醇燃料所具有的优点之外，还克服了其低温启动性和加速性能差的缺点。据美国阿莫科石油公司报道，二甲醚燃料具有高的十六烷值，是柴油发动机的理想燃料。二甲醚燃料具有高效率和低污染的优点，可实现无烟燃烧，并可降低噪音，所排放尾气无需用催化转化处理就能满足美国加利福尼亚有关汽车超低排放尾气的标准。另外，阿莫科石油公司的经济研究表明，二甲醚的成本虽然高于柴油，但成本和污染都低于液态丙烷和压缩天然气等低污染替代燃料。因此，二甲醚作为汽车燃料有很好的发展前景。日本 N K K采用传热猫牲优良、温度易于控制的淤浆床，微粉状催化剂悬浮在惰性油中，CO, Hz以气泡形式在悬浮液中上升，进行生成二甲醚和CO2的反应，副产的CO2进人自热转化炉造气，该技术1999年9月进行了5t二甲醚/d的试验，并于2003年12月已经进行了生产100 t/d规模的试验. 天然气经合成气制液体燃料(GTL):费托合成是由合成气(CO和H:的混合气体)在催化作用下制取以液态烃为主的过程。GTL技术可能的产品方向有三种:石蜡馏分油、柴油中间馏分油、润滑油馏分油。20世纪70年代的两次石油危机迫使经济上严重依赖石油的西方发达国家重新审视和认识费托合成技术，并开发出基于天然气基合成气的费托新技术。天然气经合成气制液体燃料主要新技术包括:① Exxon开发成功了天然气制液态烃的AGC一21工艺，采用流化床催化部分氧化制合成气，浆态床中进行F一T合成液态烃;② Syntroleum的中试GTL工艺采用自热重整制合成气，新型水平固定床进行F一T合成;③Rentech开发了适合以煤一劣质石汕一轻油直到天然气为原料的费托合成技术，其GTL工艺采用非催化部分氧化或自热重整制合成气，F-T合成液态烃采用浆态床反应器。此外，BP, Conoco等也宣布了自己的GTL技术。以上这些公司的技术都已经或正在进行不同规模的中试，有的已 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 建立大型GTI,生产厂。发展GTL最大障碍是投资费用较高，5年前GTI项目投资费超过2.5万美元/桶，现在已降至2万美元/桶，技术进步带来的投资成本的逐渐降低和大幅上涨的油价使GTL技术面临绝好的发展机会。埃克森美孚公司准备斥资70亿美元在卡塔尔新建1.918x104m3/dGTL装置，康菲公司计划在卡塔尔建设世界最大的720 x 104t/a GTL装置。 七、石化发展前景 中国石化工业将进一步扩大环境友好产品生产，尤其是清洁运输燃料、可降解材料等绿色产品的生产，并提高产品的使用寿命;淘汰污染严重和不符合安全生产条件的生产工艺;开发节能技术和燃烧控制技术;节约用水;实现废渣的“减量化”和“无害化”。加强 废 物 回收和循环利用，支持和发展循环经济。废物回收和循环利用将更受重视，把废物再次变成资源，减少末端处理的负荷，提高资源的利用效率。发展 环 保 技术，搞好末端治理。强化石化工业的环境管理。将进一步完善环境管理系统，实行有效的环境监督管理，建立长效机制。根据全过程控制理念，将环境管理贯穿工业建设和生产的全过程，落实到企业各层次，分解到管理的所有环节。 我国石油资源难以满足未来需求增长的要求，资源不足的矛盾将越来越突出。因此，在加大国内勘探开发力度，增加接替资源，提高油气利用率，增加国内油气产量的同时，走出去到国外寻找并利用国际资源将引起更大的重视。一是努力实现原油进口来源的多元化，与产油国建立直接的进口渠道;二是改善资源进口品种单一的局面，形成以原油为主，成品油、化工原料为必要补充的多元化资源进口格局;三是加大在国外的投资力度，积极参与国外油气资源开发项目和资源利用的加工项目。通过合理开发国内资源、有效获取国外石油资源和进口原油结合起来，为石化工业发展提供一个长期安全、稳定的资源供应基础。