探析新型煤化工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展

李會(huì)強(qiáng)

身份證號(hào)：620105197210111070

探析新型煤化工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展

李會(huì)強(qiáng)

身份證號(hào)：620105197210111070

通過煤化工合成各種以石油為原料的化工產(chǎn)品，是化解能源危機(jī)、清潔利用煤炭的重要途徑。對(duì)于緩解當(dāng)今原油危機(jī)具有戰(zhàn)略意義。本文概述了煤化工，闡述了新型煤化工技術(shù)應(yīng)用的重要性，對(duì)新型煤化工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展進(jìn)行了探討分析。

新型煤化工技術(shù)；應(yīng)用；重要性；現(xiàn)狀；發(fā)展

一、煤化工的概述

煤化工是指以原煤為原料制備各種化工產(chǎn)品的化工工藝，通過CO和H2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制備出各種化工產(chǎn)品。煤化工可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工。傳統(tǒng)的煤化工主要用來發(fā)電、煉焦和作為工業(yè)燃料以及合成氨、尿素、甲醇、甲醛、乙酸、電石和乙炔衍生物等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣和煤制二甲醚。

二、新型煤化工技術(shù)應(yīng)用的重要性

新型煤化工技術(shù)應(yīng)用的重要性主要體現(xiàn)在：（1）保障石油安全。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及工業(yè)化程度的提高，石油消費(fèi)快速增長(zhǎng)，對(duì)外依存度逐年提高，以石油安全為核心的能源安全問題日益成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。在加強(qiáng)國(guó)內(nèi)石油生產(chǎn)和節(jié)約的同時(shí)，必須采取有效的石油替代措施，大力發(fā)展煤基替代、生物質(zhì)替代、天然氣替代和電力替代。（2）保護(hù)生態(tài)環(huán)境。新型煤化工有利于減少二氧化硫、氮氧化物、粉塵、有害重金屬等污染物的排放，大幅提高煤炭轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)品附加值，更符合煤炭綠色、高效、低碳的利用方向。發(fā)展新型煤化工也有利于帶動(dòng)傳統(tǒng)煤化工結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，低效落后的煤炭利用方式將逐漸淘汰，清潔高效轉(zhuǎn)化的比例將進(jìn)一步提高。

三、新型煤化工技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1、煤制天然氣的技術(shù)現(xiàn)狀。煤制天然氣主要工藝流程為煤氣化生產(chǎn)合成氣，合成氣通過一氧化碳變換和凈化后，經(jīng)過甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)天然氣。整個(gè)工藝在技術(shù)上是成熟的，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者和公司將研發(fā)重心放到了氣化技術(shù)的革新上。煤制天然氣的氣化工藝可分為蒸汽-純氧氣化，加氫氣化和催化蒸汽氣化三種工藝。煤制天然氣的另一核心技術(shù)是甲烷化工藝。

2、煤制油技術(shù)的現(xiàn)狀。煤液化技術(shù)又稱為煤基液體燃料合成技術(shù)，按合成工藝的不同，煤制油可以分為煤直接液化燃油和煤間接液化燃油兩種。（1）煤直接液化燃油：煤直接液化燃油是指先將煤磨成煤粉，然后通過高溫、高壓，在催化劑的作用下加氫裂解，轉(zhuǎn)化成液體燃油。目前，國(guó)際上已開發(fā)出的煤加氫液化工藝有十多種，比較有代表性的有日本的NEDOL工藝、德國(guó)的IGOR工藝、美國(guó)的HTI工藝。三種工藝中比較成熟可靠的是德國(guó)的IGOR工藝，其轉(zhuǎn)化率能達(dá)到97%。（2）煤間接液化燃油煤間接液化燃油是指先將煤轉(zhuǎn)化成合成氣，然后在一定溫度、壓力及催化劑的作用下合成生產(chǎn)出的煤油。目前，已經(jīng)工業(yè)化的煤間接液化技術(shù)只有南非SASOL的F-T合成技術(shù)和荷蘭Shell公司SMDS技術(shù)。

3、煤制烯烴技術(shù)的現(xiàn)狀。煤基制烯烴工藝為粉煤在高溫、高壓條件下氣化成主要成分為一氧化碳和氫氣的粗合成氣，再經(jīng)過變換及凈化工序合成粗甲醇，粗甲醇精制除去水、二甲醚、甲酸甲酯等輕于甲醇的低沸點(diǎn)物質(zhì)得到精甲醇，最后將精甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。

4、煤制乙二醇的技術(shù)現(xiàn)狀。煤制乙二醇技術(shù)是將煤制成合成氣，再以合成氣中的一氧化碳和氫氣為原料制取乙二醇。目前，我國(guó)在世界上已率先實(shí)現(xiàn)了煤制乙二醇成套技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。而國(guó)外技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，其原因在于沒能獲得核心催化劑的關(guān)鍵制備技術(shù)和工業(yè)一氧化碳深度脫氫凈化等系列關(guān)鍵工藝和技術(shù)，以及關(guān)鍵單元的技術(shù)集成。

5、煤制二甲醚的技術(shù)現(xiàn)狀。目前工業(yè)上應(yīng)用的主要是甲醇脫水工藝和合成氣直接合成二甲醚工藝。甲醇脫水法先由合成氣制得甲醇，然后甲醇在固體催化劑作用下脫水制得二甲醚，甲醇脫水法又分為甲醇?xì)庀啻呋撍ê鸵合啻呋撍?；合成氣一步法以合成氣為原料，合成甲醇和甲醇脫水反?yīng)在同一反應(yīng)器中完成，同時(shí)伴隨一氧化碳的變換反應(yīng)，一步法多采用雙功能催化劑。甲醇?xì)庀啻呋撍ㄊ悄壳皣?guó)內(nèi)外使用最多的二甲醚工業(yè)生產(chǎn)方法。合成氣一步法合成二甲醚工藝主要有日本NKK公司的液相一步法新工藝、大連化學(xué)物理研究所的固相新工藝、美國(guó)空氣化學(xué)品公司漿態(tài)床一步法合成二甲醚工藝等。

四、新型煤化工技術(shù)的發(fā)展

1、推進(jìn)煤-電-熱-化一體化發(fā)展。新型煤化工是我國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，因此需要扭轉(zhuǎn)煤化工項(xiàng)目生產(chǎn)單一產(chǎn)品的單純煤化工發(fā)展模式，著力發(fā)展煤-電-化-熱一體化，實(shí)現(xiàn)煤化工與電力、熱力聯(lián)產(chǎn)和負(fù)荷的雙向調(diào)節(jié)。緊密依托于煤炭資源的開發(fā)，并與其它能源、化工技術(shù)結(jié)合，探索煤化工產(chǎn)品、副產(chǎn)物的綜合利用，如二氧化碳制綠藻、煤渣制氧化鋁、合成油產(chǎn)品綜合利用等，形成煤炭—能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。

2、以清潔能源產(chǎn)品為主。新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主，如汽油、柴油、液化石油氣、航空煤油、聚丙烯原料、乙烯原料、電力、替代燃料、熱力等，以及煤化工獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的特有化工產(chǎn)品，如芳香烴類產(chǎn)品。

3、有序發(fā)展煤炭液化，積極發(fā)展煤制乙二醇。加快實(shí)施具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)煤液化技術(shù)的大型化。發(fā)展大型費(fèi)-托合成漿態(tài)床反應(yīng)器設(shè)計(jì)與制造、副產(chǎn)醇類催化氧化處理、合成尾氣甲烷轉(zhuǎn)化利用、費(fèi)-托合成反應(yīng)熱回收利用、費(fèi)-托合成油精細(xì)后加工、新型費(fèi)-托合成催化劑開發(fā)應(yīng)用與生產(chǎn)以及百萬噸級(jí)煤間接液化工藝包設(shè)計(jì)、工程化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)一步降低間接液化裝置的單位產(chǎn)品投資、水耗和煤耗，實(shí)現(xiàn)大型裝置安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。積極開發(fā)和示范不同工藝路線的煤制乙二醇大型化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤制乙二醇生產(chǎn)大型化，解決合成水處理與回用問題，提高乙二醇精餾效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)束語

新型煤化工技術(shù)的發(fā)展需要堅(jiān)持與傳統(tǒng)煤化工結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合，堅(jiān)持提高效益與節(jié)能減排相結(jié)合，堅(jiān)持單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展與系統(tǒng)優(yōu)化集成相結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化布局，推動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)綠色、低碳、高效煤化工的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展和低碳發(fā)展。

［1］郝劍虹，張富興.煤制油技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.北京汽車，2010（2）

［2］錢伯章，朱建芳.對(duì)中國(guó)煤制油的冷靜思考［J］.煉油技術(shù)與工程，2011（7）

［3］吳斌.我國(guó)新型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析［J］.石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2012（05）