煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)探討

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界對于能源的需求越來越大。目前，我們應(yīng)用的主要能源的來源之一就是煤炭，提高煤炭的利用率就是提高能源的利用率。發(fā)展新型的煤化工技術(shù)是我國走可持續(xù)發(fā)展道路的必然趨勢，也是我國在能源多元化時代領(lǐng)先世界的資本。本文簡述了煤化工的發(fā)展歷史，以及新型煤化工技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：煤化工技術(shù)；發(fā)展；技術(shù)

引言

世界能源正朝著多元化的方向發(fā)展，各個國家都將煤化工能源技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新作為經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略措施之一。大力發(fā)展能源技術(shù)不僅能夠解決如今能源的危機，還能加快我國可持續(xù)發(fā)展道路。因此，我們要了解煤化工技術(shù)的發(fā)展，不斷創(chuàng)新新型煤化工技術(shù)。

煤炭是地球上儲存量最豐富的的化石能源，但隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求量越來越大，對煤炭的消耗量不斷增長。因此，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展新型煤化技術(shù)，提高煤炭利用率，提倡節(jié)能減排，保護環(huán)境成為促進各國經(jīng)濟發(fā)展的重要工作。

1 煤化工技術(shù)

1.1 煤干餾

煤干餾是將與空氣隔絕的煤加上強熱分解的過程，也成為煤焦化。煤化工包括一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工以及深度化學(xué)加工過程。許多煤化工產(chǎn)品是石化功產(chǎn)品替代不了的，包括焦化產(chǎn)品、氣化產(chǎn)品、液化產(chǎn)品還有合成氣化工產(chǎn)品，焦油化工產(chǎn)品，電石乙炔等，這些化工產(chǎn)品廣泛在應(yīng)用在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥，化工染料，炭素等社會各個行業(yè)中。

1.2 煤氣化

煤通過熱化過程，在高溫下借助化學(xué)藥劑進行化學(xué)反應(yīng)把固體的炭轉(zhuǎn)化為氣體混合物的過程。用氣化劑包括（水蒸氣，空氣，二氧化碳）與煤炭的碳發(fā)生均相反應(yīng)。此外，煤通過熱分解之后的氣態(tài)物（二氧化碳、水蒸氣、烴類）等也能和熱碳發(fā)生均相反應(yīng)。根據(jù)氣化的方法，氣化的外在條件以及煤的性質(zhì)不一樣，氣化的氣體的組成也大不相同。依據(jù)煤氣爐內(nèi)開成氣體的過程特點，可以把煤層從上到下的分為（干燥、干餾、還帶、氫化）帶與灰層，在干燥與干餾帶之中，煤是返到高溫的加熱而失放出的水分并蒸發(fā)。余下的是焦炭在還原帶中發(fā)生的氧化反應(yīng)。經(jīng)過氣化后的煤是粗煤氣，通過凈化加工之后，就生成各種化學(xué)品。

1.3 煤液化

顧名思義，煤液化是指將煤中各種有機物轉(zhuǎn)化成流質(zhì)的液態(tài)，用液態(tài)的碳?xì)浠衔飸?yīng)用到生產(chǎn)生活中，最終代替相關(guān)的石油制品。煤液化有著巨大廣闊的發(fā)展前景，同時擁有巨大的市場，如果煤液化的工藝和技術(shù)發(fā)展到一定的高度，就會逐漸成為新型煤化工技術(shù)的重要發(fā)展方向。煤液化分為直接液化法和間接液化法兩種。

1.3.1 直接液化法：直接煤液化是指在高溫和溶劑的催化作用下將煤炭與氣態(tài)氫反應(yīng)，使煤炭中氫的含量增加，最終變?yōu)橐簯B(tài)。這種方法是德國科學(xué)家在1913年發(fā)明而成，隨著人們對煤炭研究的不斷深入，到了1927年科學(xué)家又將硫化銅與硫化鎢作為催化劑，把液態(tài)分成兩個階段，即氣象加氫階段和糊相加氫階段，這樣就有效解決了實驗室工程化的問題，將此技術(shù)應(yīng)用到大型工業(yè)生產(chǎn)中，并且建立了規(guī)模巨大的煤液化企業(yè)。

1.3.2 間接液化：間接液化法就是以煤炭作為原材料，經(jīng)過化學(xué)汽化手法處理合成二氧化碳和氫氣的混合氣體，再將這種氣體通過催化劑催化并且采用F-T作為合成液態(tài)的烴類產(chǎn)品的原材料。

1.3.3 溶劑精制煤工藝（SRC）：是由美國煤炭研究局（OCR）于1962年與Spencev化學(xué)公司聯(lián)合開發(fā)的煤直接加氫液化工藝，最初是為了潔凈利用美國高硫煤而開發(fā)的一種生產(chǎn)以重質(zhì)燃料油為目的的煤液化轉(zhuǎn)化技術(shù)，不使用催化劑，反應(yīng)條件比較溫和，利用煤自身的黃鐵礦將煤轉(zhuǎn)化為低灰低硫的常溫下為固體的SRC-1。后來又改進工藝，采用增加殘漬循環(huán)，減壓蒸餾方法進行固液分離，獲得常溫下也是液體的重質(zhì)燃料油，即SRC-Ⅱ。

1.3.4 供氫溶劑法（EDS）。是美國?？松芯亢凸こ坦居?966年首先開發(fā)使用供氫溶劑的煤液化工藝。在液化反應(yīng)組分中也不加催化劑，從而避免了煤中礦物質(zhì)對催化劑的毒害作用，延長了高性能活性催化劑的使用壽命。其與SRC法的區(qū)別是對循環(huán)溶劑單獨進行催化加氫，從而提高了溶劑的供氧能力，液化油率提高，主要產(chǎn)品是輕質(zhì)油和中質(zhì)油。

1.3.5 氫煤法（H-Coal）：這種方法使用高活性的催化劑，并且使之在沸騰床反應(yīng)器反應(yīng)，大大提高了液化轉(zhuǎn)化率和液體收率，并且提高了液相粗油的質(zhì)量，降低了雜原子的含量。

2 新型煤化工技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，煤化工技術(shù)也在不斷發(fā)展。隨著煤化工技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新、與時俱進，新型煤化工技術(shù)應(yīng)運而生。這種新型煤化工技術(shù)指一種綜合性技術(shù)，涉及到以下三方面：

2.1 煤氣化

煤氣化技術(shù)主要運用多組分的催化劑，通過化學(xué)合成將煤炭或天然氣制成含有百分之六十的異丁醇和百分之四十的甲醇的混合物，將異丁醇脫水縮合成異丁烯，將合成氣只去程甲基叔丁基醚，進而制取出高辛烷值的添加劑。這種技術(shù)主要應(yīng)用于我國引入過的德士古、魯奇以及殼牌等各種爐型之中。

2.2 用煤作為原材料產(chǎn)出各種化工產(chǎn)品

甲醇是一種重要的化工原料，通過化學(xué)反應(yīng)羰基化處理后可合成出醋酸酐、醋酸、草酸以及甲酸等其他重要的化工產(chǎn)品?，F(xiàn)如今還是主要以天然氣作為合成甲醇的主要原材料，但相比之下我國煤炭的儲備量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天然氣，以煤炭作為原材料生產(chǎn)甲醇逐漸成為生產(chǎn)甲醇的主要途徑，在較長一段時間還是要將煤炭作為材料生產(chǎn)甲醇。經(jīng)過對甲醇不斷的開發(fā)研制，西南化工研究院成功從甲醇羧基化中成功制取出了醋酸酐與醋酸并研制成相關(guān)工藝的軟件包，如今正在拓展相關(guān)產(chǎn)品，研制出一系列相關(guān)產(chǎn)品，實現(xiàn)甲醛相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化。

對于草酸的合成，可在鈀的催化下使甲醇和亞硝酸發(fā)生反應(yīng)生成草酸。一些公司通過研究新技術(shù)將甲醇與CO反應(yīng)，通過叔二胺和乙烷的作用，并且加壓，使原料發(fā)生羰基化反應(yīng)，就可生成甲酸甲酯，其轉(zhuǎn)化率可達到百分之八十以上，選擇性達到百分之九十九以上。

2.3 用煤作為原材料合成各種烴類

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過科學(xué)家多年的研究，逐步實現(xiàn)將甲醇裂解從而制取烯烴的技術(shù)。我國中科院掌握的技術(shù)最為先進，在此領(lǐng)域領(lǐng)先于世界，其烯烴的轉(zhuǎn)化率達到了百分之一百，但烯烴的選擇性達到了百分之八十五到百分之九十。但這項技術(shù)還不夠完全成熟，仍然有一些問題沒有被解決，影響了整個轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)品的產(chǎn)出和純度，因此，要想使這項技術(shù)成熟化還需要一些時間來攻克這些技術(shù)。而且人們越來越重視對技術(shù)的創(chuàng)新，例如對甲烷的生產(chǎn)不按照造氣工藝，直接經(jīng)過過氧化脫氫產(chǎn)生出乙烯，這項新技術(shù)受到越來越多科學(xué)家的重視，將甲烷的轉(zhuǎn)化率提高到百分之二十五到百分之三十五，C2的選擇性也可達到百分之七十到百分之八十。

3 結(jié)束語

總而言之，在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，新型煤化工產(chǎn)品以展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。新型煤化工產(chǎn)品以逐漸成為我國規(guī)模較大的產(chǎn)品，同時也在一定程度上代替了石化產(chǎn)品，解決了石化產(chǎn)品不足的問題。新型能源技術(shù)不僅關(guān)系到我國可持續(xù)發(fā)展，還可以解決日益嚴(yán)重的能源危機。因此，我們要清楚煤化工技術(shù)的發(fā)展，積極探究發(fā)展新型煤化工技術(shù)，使新型煤化工技術(shù)擁有巨大的實際價值。

參考文獻

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