煤炭资源煤质与外部条件的煤化工适应性

煤炭资源煤质与外部条件的煤化工适应性矿区发展煤化工产业必须要认真考虑煤炭资源的保障性、煤质的煤化工适应性、外部条件的适应性等问题，从而选择合适的煤化工项目、工艺、产品和规模，以期取得最好的经济效益。（一）煤炭资源足以开展大型煤化工项目截止到2004年底，龙煤集团的煤炭总储量为18526.984Mt，其中已经开发利用储量5707.178Mt，（可采储量3204.661Mt），尚未利用储量12819.806Mt，其中精查1667.343Mt，详查1923.455Mt，普查6992.024Mt，尚未开采的煤炭储量为16024.467Mt，从煤炭资源考虑，龙煤集团的煤炭资源足以开展大型煤化工项目。龙煤集团所在矿区各生产矿井距离相对较近，而且各生产矿井间交通比较方便，便于原料煤的调配。（二）煤种齐全适应于各种煤化工项目龙煤集团的煤种齐全，从褐煤到无烟煤各煤种几乎都有，有利于开展各种煤化工，各煤种的储量情况见表2。1．长焰煤、弱粘煤、部分气煤适合于开展直接液化（1）直接液化对煤质的要求煤的直接液化就是煤在高温高压下加氢裂解，转变成以油料产品为主的过程，因此，选择液化原料煤时，主要考虑以下因素：①以原料煤有机质为基准的转化率和油产率要高；②煤转化为低分子产物的速度快；③氢耗量要少，煤加氢液化消耗的氢气成本一般占总成本的30%左右。最好选用高挥发分烟煤和褐煤为液化用煤。表2龙煤集团各煤种资源储量单位：万吨鸡西七台河双鸭山鹤岗合计HM175380.804258590601239.8C8048776.8BN960.200450.81411RN46374.8011078.5254.557707.81/2ZN484.90094.7579.6QM38303.21188.8157352.573169270013.51/3J92567.282499.1231317.2FM3078.66277.4009356JM42302.431450.50073752.9SM3856.69229.90013086.5PM05459.2313608595.2WM0943.21039.701982.9未分028773.70028773.7合计457675.598196.6634252.7156468.11346592.9（2）龙煤直接液化的适应性龙煤集团有长焰煤储量487.77Mt，弱粘煤储量577.08Mt，都分布在双鸭山和鸡西矿区；气煤储量2700.14M万t，其中有很大一部分的气煤适合于开展煤的直接液化。（3）双鸭山煤的转化率和油产率较高表3我国几种典型液化煤种的液化试验和预测结果煤种Vdaf（%）活性组分（%）H/C(原子比)实验值（%）O/C(原子比)预测值（%）转化率油产率转化率油产率云南先锋51.2799.170.83297.9162.680.25796.8563.54依兰49.0098.530.92093.7667.600.13594.9269.16山东兖州43.8285.500.80792.7166.140.06992.5066.80陕西神木37.6975.660.74189.6358.990.10990.3157.93甘肃天祝44.2197.170.89896.6771.330.10494.9268.64双鸭山45.4695.680.84293.2760.530.1195.4668.83双鸭山煤与我国部分煤矿煤的转化率和油产率的实验值和预测值见表3，可见，双鸭山煤的纯煤转化率和纯煤油产率较高，分别为95.46%和68.83%。2．全部非炼焦用煤适合于开展以气化为龙头的煤化工项目以气化为龙头的煤化工项目包括煤的间接液化，煤气化合成甲醇及下游产品，煤气化合成氨及下游产品等。（1）气化用煤的适应性与龙煤气化工艺的选择大型煤化工一般选择气流床气化工艺，水煤浆德士古、干煤粉壳牌和干煤粉GSP气化工艺。水煤浆德士古气化工艺对煤灰熔融性温度的要求比较高，以ST小于1250℃为好，而且要求煤的成浆性要好，龙煤的长焰煤、气煤和1/3焦煤的煤灰熔融性温度在煤1400℃左右，不宜作为水煤浆德士古气流床气化工艺的原料。干煤粉壳牌气化工艺对煤灰熔融性温度的要求相对较宽，以ST小于1350℃为好，也可以放宽到1450℃或更高一些，龙煤大多数煤的煤灰熔融性温度在煤1400℃左右，可以作为干煤粉壳牌气化工艺的原料。干煤粉GSP气化工艺对煤质几乎没有什么要求，所以龙煤可以作为干煤粉GSP气化工艺的原料。因此，龙煤开展煤化工的煤气化工艺可以选用壳牌气化工艺，或选用GSP气化工艺。具体的气化方案选择还要考评规模、投资、技术成熟度等因素。（2）煤的间接液化用龙煤的适应性煤的间接液化技术对煤质无特殊要求，关键是要针对煤质选择适合的气化方法，以经济地得到间接液化技术所需的合成气。龙煤可以通过制气，生产合成气从而开展间接液化项目，但必须选择合适的制气方案和工艺。以选择GSP或壳牌气化工艺为好。（3）煤制甲醇和合成氨用龙煤的适应性合成甲醇和合成氨对煤质无特殊要求，关键是要针对煤质选择适合的气化方法，以经济地得到所需的合成气。也就是说，龙煤可以通过气化的办法生产甲醇和合成氨。3．炼焦煤种齐全，适合于开展以焦化为龙头的煤化工项目以焦化为龙头的煤化工项目包括煤的焦化，焦炉煤气化发电或生产甲醇，煤焦油加工，粗苯精制等。龙煤集团炼焦煤储量为6346.714Mt，其中气煤2700.14Mt，1/3焦煤2313.17Mt，肥煤93.56Mt，焦煤737.53Mt，瘦煤130.87Mt，可以开展以焦化为龙头的煤化工项目。4．长焰煤、弱粘煤适合于开展以热解为龙头的煤化工项目以热解为龙头的煤化工项目包括煤的干馏热解生产半焦，焦炉煤气化发电或生产甲醇，煤焦油加工，粗苯精制等。龙煤集团有长焰煤储量487.77Mt，弱粘煤储量577.08Mt，可以开展以干馏热解为龙头的煤化工项目。（三）应加大煤炭开发力度，确保大型煤化工项目用煤截止到2004年底，龙煤集团共有42对生产矿井，设计能力45.86Mt，核定生产能力50.78Mt，实际产量52.86Mt，在建矿井2对，设计能力2.70Mt，改扩建矿井6对，增加设计能力3.90Mt。由此看来，煤炭生产尚不足于开展多个大型煤化工项目，应加大煤炭开发力度，应规划大型煤化工项目用煤基地。（四）外部条件适应于开展各种大型煤化工项目大型煤化工要求水资源丰富，电力供应充足，厂址所需土地资源丰富，交通方便，环境容量大等外部条件。初步分析，龙煤集团所在矿区是我国最适宜开展大型煤化工项目的矿区之一。·水资源丰富适合于开展大型煤化工项目龙煤集团的四个矿区分别地处穆棱河中下游，松花江下游，黑龙江中下游，水资源比较丰富。七台河矿区有倭肯河，桃山水库总库容2.65亿t，兴利库容0.98亿t。鹤岗矿井水净化厂，年净化水量2555万t；阿凌达湖蓄水量300万t，计划再建一个大坝，使蓄水量1500万t；细磷水库库容3200万t；小立河水库库容530万t；·电力资源相对充足适合于开展大型煤化工项目·外部条件适合于开展电石及下游产品的高载能项目·区域辽阔，工业基础相对薄弱，环境容量很大，适合于开展各种煤化工项目。（五）丰富的煤层气资源可以作为煤化工原料和燃料的补充1．龙煤集团所在矿区煤层气资源丰富，可以考虑用于煤化工龙煤集团所在矿区煤层气资源丰富，鸡西矿区预计煤层气资源总量为865.7亿m3，从热值上看相当于1.64亿t原煤，鹤岗矿区预计煤层气资源总量为545亿m3，相当于1.03亿t原煤。储量较大，可以考虑用于煤化工2．煤层气的组成与天然气有一定的区别，不宜作为化工的主要原料煤层气的主要组成为甲烷（CH4），与天然气的组成相同，但由于其甲烷含量较低而且不稳定，尤其是煤层气中含有一定的氧含量，对煤层气作化工原料有一定的安全隐患，所以从目前的技术水平来看，煤层气还不能像天然气一样作为大化工的原料。3．煤层气的抽放性能不同于天然气，不宜作为化工的主要原料虽然煤层气的储量很大，但是它的可抽出性并不大，也就是说，它要在很长德才时间内才能被抽出，而天然气则不同，它可以根据需要可以灵活地控制抽出量，所以从目前的技术水平来看，煤层气还不能像天然气一样作为大化工的原料。4．煤层气的经营成本较高，不宜作为化工的主要原料煤层气的运行成本不仅仅含煤层气井口成本，还应考虑勘探成本和经营成本，我国的煤层气运行成本约0.5元/m3，若加上勘探成本和经营成本，则我国的煤层气的井口成本为0.58~0.64元/m3，相当于307~338元/t原煤，成本较高。5．中国政府已把回收利用煤层气作为清洁发展机制（CDM）项目，煤层气以就地发电为好煤层气是一种主要的温室气体，它的温室效应是CO2的20倍，我国煤矿煤层气排放量很大，1996年为92.8亿m3，占世界煤层气总排放量的1/3，而我国煤矿的煤层气抽放量却很少，2000年底的煤层气抽放量为9.2亿m3，预计到2010年我国的煤层气抽放量为15~20亿m3，我国煤层气抽放最主要的目的是为了保证煤矿安全生产，但煤层气抽放面临着资金和技术缺乏两大障碍，如果通过清洁发展机制（CDM）引进资金和技术支持，则会大大地推进煤层气产业的发展。清洁发展机制（CDM）的核心是允许发达国家和发展中国家进行基于投资项目的“经证明的减排量（CER）”的转让与获得。也就是说，现阶段煤层气抽放主要通过清洁发展机制（CDM）来实现，以减少温室气体的排放为主要目的，煤层气用于煤化的资金和技术现阶段还不可能得到。6．在条件允许的情况下，可以考虑用煤层气作为煤化工原、燃料的补充从上面的分析可以看出，用煤层气作为煤化工的主