Thread Content
http://www.mhg114.com/forum.php?mod=viewthread&tid=106584 У угля содержатся летучие вещества, такие как деготь и газы. Качественное использование угля заключается в том, что с помощью пиролиза сначала выделяются различные компоненты угля, включая метан, водород, деготь и полугаз. Гидрогенизация дегтя также позволяет производить бензин и дизельное топливо. Раздельное использование угля имеет два практических преимущества: во-первых, это позволяет более полно и эффективно использовать ресурсы; во-вторых, полугазифицированный уголь может быть эффективно очищен путем термической обработки, в результате чего он превращается в чистое топливо с низким содержанием летучих веществ и серы. Использование полугазифицированного угля вместо угля для прямого сжигания способствует снижению загрязнения атмосферы. Поэтому многие эксперты считают раздельное использование угля по его качеству эффективным способом его чистого и эффективного использования. Это наиболее оптимальный вариант переработки угля, а также ключевое направление развития угольной химии в рамках плана на период до 2025 года. На изображении показан проект компании Honghui Energy Chemical по раздельному использованию 10 миллионов тонн угля. (Фото: Ван Хун) Однако в эпоху низких цен на нефть, несмотря на то, что демонстрационные предприятия по комплексному использованию угля за последние годы добились хороших результатов, получив признание в отрасли, цены на производимые ими продукцию — дизельное топливо и нафту — значительно снизились ； С другой стороны, полугаз, являющийся важным продуктом целенаправленного использования угля, сталкивается как с избытком, так и с отсутствием экономически эффективных способов его использования; поэтому экономическая целесообразность всей цепочки продуктов целенаправленного использования угля находится под сомнением. В ходе интервью специалисты отрасли считают, что в настоящее время, когда дифференцированное использование угля постепенно набирает популярность, для дальнейшего и успешного развития отрасли необходимо тщательно продумать направления производства продукции на последующих этапах этого процесса. Дизельное топливо: возможно производство дизельного топлива в соответствии с государственными стандартами. Одним из значительных преимуществ разумного использования угля является производство дизельного топлива. При термическом разложении угля образуется каменноугольный тар, который после гидрогенизации может быть преобразован в дизельное топливо. Этот способ требует меньших инвестиций по сравнению с прямой и косвенной переработкой угля в нефть. Однако качество производимого дизельного топлива отстает от стандартов государственных норм: хотя у него низкая температура затвердевания, низкое содержание серы и азота, показатели октанового числа и содержания полициклических ароматических углеводородов остаются низкими. “Совокупные характеристики дизельного топлива, полученного путем гидрогенизации каменноугольного нафталена, не соответствуют стандартам дизельного топлива для автомобилей класса III. ”Заместитель генерального директора компании Gansu Honghui Energy Chemical Co., Ltd. Чжан Цзяньцян сказал, что дизельное топливо, получаемое путем водородной обработки каменноугольного катрана, имеет числовой показатель октанового числа менее 40. В то время как для дизельного топлива, предназначенного для использования в автомобилях, соответствующем стандарту ГО III, требуется, чтобы октановое число было не меньше 49. Поэтому такое топливо может использоваться только в качестве компонента для смешивания с другими видами топлива; его нельзя использовать напрямую в качестве топлива для автомобилей. В будущем уголь будет и далее играть ведущую роль в структуре энергопотребления нашей страны, поэтому его использование должно осуществляться путем чистой и эффективной переработки. На изображении показан проект комплексной переработки угольных, нефтяных и газовых ресурсов компании Юаньлян Нефть. (Фото: Гохуа) Чжан Цзяньцян сказал, что в эпоху высоких цен на нефть дизельное топливо, производимое путем гидрогенизации каменноугольного катрана, легко продается, и компании, которые начали его производство, добиваются хорошей экономической отдачи. Из-за резкого падения международных цен на сырую нефть и постоянного снижения цен на готовое топливо в стране, цена дизельного топлива, получаемого путем гидрогенизации каменноугольного катрана, упала примерно до 4000 юаней за тонну. Это в два раза меньше, чем в период самых высоких цен. Если учесть налог на потребление топлива, то компании, производящие дизельное топливо путем гидрогенизации каменноугольного катрана, фактически не имеют прибыли, а иногда даже терпят убытки. В то же время в нашей стране ускоряется процесс повышения качества готовой нефтепродукции. Начиная с 1 января 2016 года в ключевых городах восточного региона началось поставки обычного дизельного топлива с уровнем серы, соответствующим стандарту ГО IV. 1 июля 2017 года по всей стране было начато полное поставление обычного дизельного топлива, соответствующего стандарту ГО IV; в то же время прекратилась продажа внутри страны обычного дизельного топлива, не соответствующего этому стандарту. На фоне постоянного снижения мировых цен на нефть и модернизации продуктов нефтепереработки за последние два года в стране три раза подряд повышался налог на потребление таких продуктов. Поэтому генеральный директор компании, занимающейся строительством проектов по разностороннему использованию угля, придумал идею изменения способа получения продуктов гидрогенизации каменноугольного нафталина. Он предложил два варианта изменения: во-первых, преобразовать дизельное топливо, полученное путем гидрогенизации каменноугольного нафталина, в обычное дизельное топливо, соответствующее стандарту ГОСТ IV, а затем сразу поставлять его на рынок ； Во-вторых, дизельное топливо или каменноугольный катран используются для производства химической продукции, что позволяет избежать уплаты налога на потребление. Старший инженер компании Цилюй Шихуа Лю Хуаньтян считает, что дизельное топливо, получаемое из каменноугольного катрана, может быть приведено к стандартам обычного дизельного топлива класса IV и автомобильного дизельного топлива класса IV путем его смешивания. Дизельное топливо, полученное методом ферроцементного синтеза, имеет октановое число 65; оно не содержит серы, азота, фосфора и ионов тяжелых металлов. Кроме того, в нем мало ароматических углеводородов. Однако у этого топлива есть недостатки: у него довольно высокая температура затвердевания, а плотность ниже, чем у обычного дизельного топлива — всего около 0,7 кг/куб. дм. Среднее значение октанового числа полиметоксиддиметилэфира составляет более 76. При добавлении в дизельное топливо оно способствует снижению температуры затвердевания топлива. Кроме того, содержание кислорода в таком топливе превышает 40%, что позволяет обеспечить более полное сгорание дизельного топлива и значительно снизить выбросы таких загрязнителей, как угарный газ и частицы. Дизельное топливо, получаемое в результате гидрогенизации каменноугольного катрана, при смешивании с дизельным топливом ФИТО и полиметоксидом диметила может соответствовать стандартам дизельного топлива для автомобилей классов IV и V, после чего может поступать непосредственно на рынок. В настоящее время примерно 2/3 потребления дизельного топлива в нашей стране приходится на такие сферы, как нерельсовая техника и суда, поэтому спрос на это топливо очень высок. Заместитель главного инженера компании Shanxi Danfeng Chemical Co., Ltd. Ли Баомин считает, что использование дизельного топлива, получаемого в результате гидрогенизации каменноугольного катрана, в сочетании с дизельным топливом на основе процесса ФИТО и полиметоксидом диметила при соблюдении необходимых стандартов является жизнеспособным решением. Однако способы смешивания этих компонентов и пропорции их использования ещё нуждаются в проверке. Дизельное топливо, полученное в результате гидрогенизации каменноугольного дегтя, имеет низкий циклогексадециленовый числовой индекс, что указывает на низкое содержание алканов в его составе и высокое содержание циклоалканов и ароматических веществ. Поэтому некоторые компании предлагают выделить из этого химическую продукцию, что позволит не только повысить стоимость продукта, но и избежать уплаты налога на потребление. Однако, согласно информации, полученной журналистами, для извлечения химической продукции из дизельного топлива, получаемого в результате гидрогенизации каменноугольного катрана, пока нет надежной технической поддержки. Журналисты узнали у экспертов соответствующих проектных институтов, что в дизельном топливе, полученном в результате гидрогенизации каменноугольного нафталина, доля циклоалканов составляет примерно 54,67%. Теоретически возможно получение ароматических веществ путем кристаллизации дизельного топлива. Однако структура циклоалканов в дизельном топливе является сложной для анализа. Для получения химических продуктов с чистотой выше 99,5% необходимо разделить дизельное топливо на составные части. Выборочность получаемых химических продуктов трудно оценить. Чтобы обеспечить полную превращение в однокольцевые ароматические вещества, требуются специальные технологии и катализаторы; к тому же не всегда удается получить исключительно однокольцевые ароматические вещества. Как сообщают журналисты, на данный момент у Sinopec ещё не удалось преодолеть технические трудности в производстве ароматических углеводородов с использованием дизельного топлива. В настоящее время используется метод гидрогенизации дизельного топлива для получения компонентов бензина с высоким октановым числом, а не метод извлечения ароматических углеводородов. Нефтяной газ: Для производства ароматических углеводородов необходимо ещё провести промышленные испытания. Среди продуктов гидризации каменноугольного дегтя, помимо дизельного топлива, также получается нефтяной газ. При правильном выборе катализатора и условий производства доля нефтяного газа может достигать 35–40%. По информации журналистов, в настоящее время цена нейтрального нефтяного газа, получаемого в результате гидрогенизации каменноугольного тара, составляет примерно 3800 юаней за тонну. Это позволяет получить лишь незначительную прибыль. Если же на каждую тонну добавить налог на потребление в размере 2300–2400 юаней, компанияй придется нести убытки. Нефтяной газ является важным сырьем для производства этилена и ароматических углеводородов. Так можно ли использовать нефтяной газ, полученный в результате гидрирования каменноугольного тара, для производства этилена и ароматических углеводородов? Или можно получать ароматические углеводороды непосредственно из каменноугольного дегтя? Это также стало проблемой, которая в настоящее время привлекает внимание специалистов отрасли. Некоторые специалисты считают, что путь производства ароматических углеводородов непосредственно из каменноугольного дегтя не является жизнеспособным. Заместитель генерального директора компании Hunan Changling Petrochemical Technology Development Co., Ltd. Чжу Фанмин сказал журналистам, что в каменноугольном катарже высокое содержание ароматических углеводородов. Теоретически их можно получить путем гидрокрекинга, однако получаемый продукт представляет собой смесь; состав её компонентов слишком сложный и неоднородный. Трудно определить долю бензола, толуола, диметилбензола и п-диметилбензола. Процессы разделения и очистки являются сложными и затруднительными. Целесообразно производство ароматических углеводородов из каменноугольного дегтя с высокой селективностью по отношению к бензолу, толуолу и диметилбензолу, особенно к пара-диметилбензолу, который имеет наибольшую рыночную ценность; при этом чистота продукта должна достигать 99,95%. Чжу Фанмин указал, что если не удастся достичь таких стандартов, производство ароматических углеводородов из каменноугольного дегтя сможет существовать лишь в теории. Ван Сюэбин, генеральный директор компании Shandong Zibo Taitong Catalysis Technology Co., Ltd., также считает, что у каменноугольного тара высокое содержание ароматических углеводородов, а его состав чрезвычайно сложен. Поэтому процессы разделения и очистки с целью получения бензола, толуола, диметилбензола, п-диметилбензола и других ароматических углеводородов не имеют экономического смысла. Чем выше содержание алканов в нейтральном нефтяном газе, тем выше также уровень получения этилена, пропилена и бутадиена в процессе его разложения. Согласно стандартам Sinopec и CNPC относительно сырья для разложения с целью получения этилена, минимальное содержание алканов должно составлять 55%. По данным журналистских исследований, содержание алканов в очищенном нейтральном нефтяном газе, полученном путем гидризации коксового тара, составляет около 38%, а в нейтральном нефтяном газе, полученном в результате разложения, — около 50%. Это значительно ниже требуемого уровня для сырья, используемого в процессе разложения с целью получения этилена. Уровень содержания ароматических углеводородов в нефтяном газе напрямую определяет объем производства ароматических веществ, а также экономическую эффективность завода. Содержание ароматических веществ – это сумма содержания циклоалканов C6–C10 и ароматических веществ C6–C10 в нейтральном нефтяном газе. Путем каталитического риформинга циклоалканы C6 преобразуются в ароматические углеводороды C6 (бензол), циклоалканы C7 — в ароматические углеводороды C7 (толуол), и так далее. Ароматические углеводороды C7, C9 и C10 подвергаются диспротекционной реакции с образованием ароматических углеводородов C8 с высокой добавленной стоимостью (смешанный толуол) и бензола. В настоящее время содержание ароматических веществ в нейтраленом нифте, получаемом в результате гидрирования каменноугольного катрана, составляет 45–60%, что выше, чем у традиционных сырьевых материалов для ректификации. Благодаря ректификации нейтрального нифте можно получать бензол, толуол и диметилбензол, а также тяжелые ароматические вещества с молекулярной массой выше C9. Остальные компоненты используются в качестве ингредиентов для производства бензина с высоким октановым числом. Эти ингредиенты можно как продавать напрямую, так и использовать для производства бензина стандарта V внутри компании. При этом необходимо смешивать их с приобретаемыми компонентами каталитического бензина, бензина прямого перегонки или алкилированного бензина, чтобы уровень ароматических веществ соответствовал стандартам качества бензина стандарта V. Поэтому некоторые владельцы технологических патентов и проектные институты предложили несколько способов получения готовой продукции: первый — это способ производства ароматических веществ, таких как бензол, толуол и диметилбензол, из нафталина ； Во-вторых, это пути производства ароматических углеводородов и бензина с высоким октановым числом. Необходимо соответствующим образом корректировать состав продукции в зависимости от изменений цен на ароматические углеводороды и бензин. При больших масштабах производства можно приобретать некоторое количество нефтеперерабатывающего сырья с низким содержанием ароматических углеводородов ； В-третьих, после извлечения из нефтяного газа таких химических продуктов, как циклопентан, его подвергают изомеризации с целью повышения октанового числа; затем этот продукт используется в качестве компонента для приготовления бензина класса National V ； В-четвертых, нефтяной газ идет по пути производства высокотехнологичных химикатов: после дистилляции получаются изоамбен, нормальный амбен, циклопентан, нормальный гексан и циклогексан. Нормальный амбен может использоваться в качестве пенообразователя, циклопентан – в качестве хладагента, а нормальный гексан и циклогексан – в качестве высокоэффективных экстрактантов. “Однако в настоящее время обычно тот или иной эксперт предлагает определенный путь развития продукта, но все эти предложения ещё не проходили проверку на промышленном уровне. ”Сказал старший инженер компании Gansu Honghui Energy Chemical Co., Ltd. Цао Сяньюн. По мнению Цао Сяньюна, процесс преобразования нефтяного газа в ароматические углеводороды ещё требует индустриальной проверки. Эксперты считают, что возможность получения ароматических углеводородов в основном определяется на основе теории мономерных углеводородов с учетом значения PONA (состав из алканов, алкенов, цикланов и ароматических углеводородов). Каковы же трудности каталитической переработки нейтрального нефтяного газа? Количество сухого газа и сжиженного газа увеличится. Сколько из него превратится в жидкость? Эти вопросы трудно определить, их необходимо проверить. К тому же, какова эффективность после проверки? Каков циклический характер проекта? На данный момент тоже ещё неизвестно. Полугаз: способы его использования все еще находятся в стадии исследования. В процессе раздельного использования угля при пиролизе 1 тонны угля можно получить примерно 0,5 тонны полугаза. Использование полугаза является ключевым фактором в раздельном использовании угля; при низких ценах на нефть это также влияет на эффективность такого использования. В настоящее время на рынке полугаза наблюдается избыток, поэтому специалисты считают, что для эффективного использования угля необходимо решить проблему использования полугаза. Начиная с прошлого года, в регионе Юйлинь, с целью расширения каналов сбыта полуготового угля, была задействована концепция «чистого топлива». Следует поощрять использование полугазифицированного угля вместо угля, применяемого в небольших котлах, для отопления домов и в пищевой промышленности. Это поможет снизить количество прекурсоров смога, образующихся при сжигании угля в быту, а также улучшить ситуацию с загрязнением городов и регионов серым и пыльным смогом. Кроме того, наблюдается значительное снижение количества токсичных полициклических ароматических углеводородов, выделяющихся в помещениях. Однако из-за низкой прочности полугазифицированного угля получаемый в результате его обработки уголь оказывается недостаточно прочным; при дальней транспортировке он легко разрушается. Кроме того, его цена выше, чем у обычного каменного угля, поэтому потребителям трудно отказаться от использования каменного угля в пользу полугазифицированного. Использование полугазифицированного угля в качестве топлива для бытовых целей по-прежнему встречается редко. Выработка электроэнергии с использованием полугазифицированного угля также менее экономична, чем с использованием каменного угля. Цена полугаза на рынке всегда на 200 юаней/тонна выше, чем у кускового угля. Кроме того, у полугаза после дегидратации низкий содержание летучих веществ, поэтому его сложно зажечь отдельно. Существующие котлы на угольном пыли или котлы с циркулирующим пылевым слоем в основном разрабатывались для использования антрацита. Если использовать полугаз, потребуется модифицировать существующее оборудование и программы управления, что, несомненно, приведет к увеличению затрат. Полугазифицированный уголь может служить сырьем для газификации и использоваться вместе с такими процессами в угольной химии, как синтез по методу Ферто, что позволяет достичь многокомпонентного производства и реально реализовать раздельное использование угля в зависимости от его качества. Согласно исследованиям, использование полугазифицированного угля в качестве замены каменному углю для производства водно-угольной суспензии с целью газификации уже давно находит применение в промышленности; максимальная доля его использования может достигать 50%. Как известно, для получения тары и газа в промышленных масштабах необходимо осуществлять сортировку угля. Поэтому процесс использования угля должен быть масштабирован и проводиться на крупном уровне. В настоящее время размеры отдельных установок для термического разложения угля становятся все больше. Не говоря уже о степени зрелости технологий, современные вертикальные установки для сухого дистилляции, вращающиеся установки, а также новые ленточные установки для термического разложения позволяют ежегодно перерабатывать 300 тысяч или даже 1 миллион тонн угля. Это создает основу для масштабного использования угля с учетом его свойств. В настоящее время при термическом разложении угля в стране с каждой тонны угля можно получить примерно 0,5–0,55 тонны полусульфида. При ежегодном использовании 10 миллионов тонн угля для производства полусульфида будет получаться 5 миллионов тонн этого продукта в год. “Количества полугаза слишком много, его не хватит. ” Так сказал Тан Хунцин, консультант компании «Пекин Чжункэ Синхэ Ю Цзинг». Старший инженер отдела энергетической и химической промышленности Института планирования нефтехимической промышленности Лю Сымин сообщил корреспонденту, что при производстве водно-угольной суспензии исключительно из полукокса с последующей газификацией возникают проблемы: из-за большого количества пор и высокой удельной поверхности полукокса концентрация суспензии после смешивания с водой получается низкой, ее текучесть плохая; содержание связанного углерода достигает 80–85%, а расход кислорода — высокий. Поскольку из полукокса уже удалены летучие вещества, их низкое содержание приводит к снижению реакционной активности, а также к более низкой степени превращения углерода. У полугазифицированного угля высокое содержание золы и большая твердость; у некоторых образцов содержание золы достигает 35%. Поэтому как при получении водно-угольной суспензии, так и при газификации в сухом виде, он легко приводит к засорению газификационной установки, а стоимость производства качественного синтез-газа также остается высокой. “Существуют варианты использования полукокса, но нет особенно хороших из них; для полного газифицирования полукокса необходимо пройти путь от испытаний до промышленного масштабирования. ” — сказал Тан Хунцин. Более того, некоторые специалисты в отрасли даже высказывают мнение, что если газификация полукокса окажется нерентабельной и не будет найдено подходящего способа её использования, а дизельное топливо, получаемое путём гидрогенизации каменноугольного дегтя после пиролиза, не соответствует ** стандартам, то проще и экономичнее сразу проводить газификацию угля с последующим получением топлива методом Фишера-Тропша