D0:10.16085f.issm.1000-6613.2009.10.004化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2009年第28卷第10期进展与述评煤化工二氧化碳减排与化学利用研究进展杨文书，吕建宁，叶鑫，丁干红(惠生工程（中国）有限公司，上海201203)摘要：研究并分析了煤气化技术、工艺优化和工艺装置联合一体化减排二氧化碳的可能，提出了从工艺源头上实现二氧化碳规模化减排的途径和对策。对各种二氧化碳化学利用技术进行了介绍和分析，认为碳酸二甲酯转化利用技术、二氧化碳和甲烷共转化技术可实现二氧化碳的规模化化学利用，并得到附加值较高的化学品，因此，应高度关注相关技术的研发。中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1000-6613(2009)10-1728-06Carbon dioxide emission reduction and chemical utilization in coalchemical industryYANG Wenshu,LU Jianning,YE Xin,DING Ganhong(Wison Engineering (China)Co.,Ltd.,Shanghai 201203,China)Abstract:Carbon dioxide emission is tremendous in coal chemistry industry,so CO2 emission reductionfrom coal conversion should be paid attention to.In this paper,possible large-scale CO2 emissionreduction methods and measures were presented after analyzing and researching coal gasificationtechnology,chemical process optimization and integration.CO2 chemical utilization with respect toindustrial application and scientific research were also summarized and analyzed.It was found thatconversion of dimethyl carbonate to high added value chemicals,and the reaction of CO2-CHa to highadded value chemicals are significant processes in CO2 emission reduction for coal chemical industry.Key words:coal chemical industry;carbon dioxide;emission reduction;DMC;methane温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH)、本文对新型煤化工装置高浓度二氧化碳排放进行了分析，结合煤化工装置工艺特点和二氧化碳化化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)和六氟化硫(SF6)学利用情况，提出了煤化工二氧化碳的减排对策和等-习，目前，大气环境中明显增加的温室气体浓度应重视的二氧化碳化学利用技术。已导致全球变暖，各国政府正采取各种措施，致力于降低温室效应，由于二氧化碳对温室效应贡献最大，1煤化工装置二氧化碳研究因此二氧化碳减排和资源化利用技术得到高度重视P。与石油、天然气、焦炉气和化学品相比，煤氢当前，中国的煤化工获得了前所未有的发展，碳比低，因此，煤气化形成的合成气首先需通过水形成了以煤气化为基础的煤制甲醇和煤制油等新型煤气变换反应产氢，然后将变换气中硫化物和多余煤化工装置建设的热潮，然而这些煤化工装置会排的二氧化碳脱除，再进行化学品的生产。二氧化碳放大量二氧化碳。1998年中国签署了《京都议定脱除可采用化学溶剂吸收法如NHD法、多胺法（又书》，并于2002年正式核准《京都议定书》问，中国作为一个负责任的大国，将承担起节能减排的重收稿日期：2009-01-06：修改稿日期：2009-03-08.第一作者简介：杨文书(1972一)，男，博士，从事煤化工技术开发大责任，因此必须考虑煤化工装置的二氧化碳减排。研究.电话021-58556789-8067：E-mail yangwenshu@wison.com,(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第10期杨文书等：煤化工二氧化碳减排与化学利用研究进展称改良MDEA),解吸后二氧化碳浓度达98%以上]，的余氢，也可实现二氧化碳的减排。以煤制甲醇为也可采用低温甲醇吸收方法（又称低温甲醇洗），排例，甲醇合成过程中，惰性气体如氨气会逐渐累积放的二氧化碳纯度可达99%，不含硫化物3。以在反应器，导致甲醇合成塔的效率逐渐降低，因此，下是对典型煤化工装置（煤制甲醇和煤制油）高浓甲醇合成会形成一股驰放气，以保持甲醇合成系统度二氧化碳排放的分析。惰性气体的动态平衡。甲醇合成驰放气为富含氢气以年产320k灶甲醇的某煤化工装置为例进行二的混合物，一般送火炬系统燃烧，浪费了宝贵的氢氧化碳分析，1.56t干基原料煤（碳含量69.29%）资源。通过变压吸附或膜分离工艺装置回收氢气，出1t甲醇，气化炉碳转化率为96%，根据碳原子并补充至甲醇合成工段，可降低变换反应负荷和能平衡，生产1t甲醇产生的二氧化碳为2.41t,因此，耗，从而减少二氧化碳排放。该装置年产二氧化碳770kt。根据文献5-6]，1160k灶2.3工艺联合一体化合成油（煤间接液化）需干燥无灰原料精煤3780kt,煤化工的发展将逐渐大型化和园区化，化工装以精煤碳含量79.78%，气化炉碳转化率96%和碳原置之间应相互协调，并形成产业链：化工园区工艺子平衡进行计算，可得1160kt油品原料煤转化产生装置联合一体化，有利于装置物流中的氢碳原子得的二氧化碳为6969.5kt。需要指出的是，上述计算到充分合理利用，可实现二氧化碳的规模化减排。只包括原料煤转化形成的二氧化碳，即使如此，原焦炉气为焦化工业的产品之一，富含氢气和甲料煤中仍有少量碳随废水、弛放气和废气等工序排烷9，生产化学品时余氢，焦化装置和煤制甲醇装置放，因此，实际排放二氧化碳会略低于计算值。一体化，将焦炉煤气转化的合成气补给煤制甲醇装综上所述，煤化工装置排放的二氧化碳具有浓度置，将降低煤制甲醇变换反应工段的负荷和能耗，减高和量大等特点，高浓度二氧化碳是化学利用的最佳排二氧化碳，因此，焦化与煤制甲醇工艺联合，可平原料，排放量巨大则说明二氧化碳减排难度极大。衡工艺装置之间的氢碳原子，即实现了资源的充分利用，又规模化减排了二氧化碳.谢克昌等提出了“气2工艺技术减排化煤气，热解煤气共制合成气的多联产新模式”，将煤氢碳比低导致煤基化学品生产要排放大量二焦炉煤气中的甲烷和气化煤气中的二氧化碳进行催氧化碳，通过煤气化技术选择、化工工艺选择和优化重整，直接获得符合化学品生产的合成气，从而无化以及化工园区工艺联合一体化，可从源头上实现需变换反应工段，实现了二氧化碳的规模化减排。二氧化碳的规模化减排。煤化工也可和天然气化工联合一体化，按照化2.1煤气化技术选择学计量关系，甲烷和蒸气催化转化制合成气的氢碳干粉煤气化可采用二氧化碳代替氨气进行粉煤比为3，高于甲醇合成所要求的氢碳比2.0，如将煤的输送刀，输送用二氧化碳则可来源于煤化工装置化工装置产生的二氧化碳作为天然气蒸气转化的调自身（如脱碳工序排放的二氧化碳），因此，以二氧节碳源，可使天然气转化制得的合成气氢碳比符合化碳为输送介质的干粉煤气化工艺在二氧化碳减排甲醇合成要求山。因此，煤化工和天然气化工的工方面具有一定意义。艺联合也可降低煤化工装置的二氧化碳排放。煤和富氢气（如天然气、煤层气、炼厂气、焦3二氧化碳化学利用成熟技术炉气)共气化能提高所产合成气氢碳比，郭占成等8通过天然气蒸气转化和煤气化工艺耦合，开发碳酸盐、水杨酸、硼砂、双氰胺、对轻基苯甲酸了煤和天然气共气化的气化炉和工艺流程，并借助和环状碳酸酯等生产过程广泛利用二氧化碳2-2刘实验成功制备出H/C0比为1~1.5的任意可调的合著名的侯德榜制碱法以食盐水、氨和合成氨厂排成气，气化合成气氢碳比的提高可降低变换反应工放的二氧化碳为原料，在30~35℃条件下得到碳酸段的消耗和二氧化碳排放。目前，煤层气和炼厂气氢钠沉淀和氯化铵碱溶液，过滤分离出碳酸氢钠，而等富氢气利用多以直接燃烧为主，浪费了氢源，共碱母液在10~15℃条件下加入食盐析出氯化铵1：气化技术则可充分利用富氢气中的氢源，并有望降将预处理的硼镁和矿粉与碳酸钠溶液混合加热，然后再低煤化工装置二氧化碳排放。通入二氧化碳，加压后进行反应即可制得硼砂4：氰2.2工艺选择和优化氨化钙与水进行水解反应，生成氰氨氢钙和氢氧化通过煤化工工艺优化，充分合理利用工艺装置钙，然后往反应混合液里通入二氧化碳，生成氰氨和(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net