芻議工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢(shì)

付陽（中天合創(chuàng)燕化承攬團(tuán)隊(duì)公用工程部，北京 102500）

芻議工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢(shì)

付陽（中天合創(chuàng)燕化承攬團(tuán)隊(duì)公用工程部，北京 102500）

我國(guó)疆土遼闊，煤炭資源極為豐富，是目前世界上產(chǎn)煤大國(guó)，高居煤炭產(chǎn)業(yè)前列。且煤炭是保障世界各國(guó)工業(yè)發(fā)展及民眾生活的必備資源，但據(jù)可靠的科學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)對(duì)于煤炭的利用率偏低，技術(shù)水平相對(duì)落后，進(jìn)而導(dǎo)致我國(guó)煤炭資源大幅度浪費(fèi)。而我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)備量遠(yuǎn)大于其他能源，這就從另一角度決定了我國(guó)在未來很長(zhǎng)一段發(fā)展時(shí)期內(nèi)，都必定以煤炭作為工業(yè)發(fā)展的主要能源。眾所周知，煤炭為非再生資源，為保證煤炭資源的高效利用，國(guó)家必須加大力度對(duì)新型煤化工技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，提高煤炭利用率，緩解我國(guó)煤炭市場(chǎng)的供給需求，促進(jìn)資源可持續(xù)發(fā)展。本文根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)的發(fā)展和國(guó)情，指出了我國(guó)在新型煤化工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢(shì)，以期促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

工業(yè)型煤；現(xiàn)階段發(fā)展；發(fā)展趨勢(shì)

1 工業(yè)型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外的工業(yè)型煤生產(chǎn)大多采用的是無粘結(jié)劑高壓成型工藝和熱壓成型工藝，其原因是所用的原料多數(shù)為變質(zhì)程度較低的褐煤。相比而言，我國(guó)的煤炭變質(zhì)程度較深，適宜采用粘結(jié)劑低壓成型，便即可成型，過程簡(jiǎn)單大大的降低了生產(chǎn)的成本。

我國(guó)在1985年就開始了型煤的研究，先后研究出了四種不同的工業(yè)型煤技術(shù)，在20世紀(jì)七十年代中期，我國(guó)就已經(jīng)研制成功了以無煙型煤為原材料，供合成氨造氣用的石灰碳酸化煤球、紙漿廢液型煤球，同時(shí)造我國(guó)的小化肥工廠進(jìn)行了大量的推廣使用。八十年代以后，無煙型煤技術(shù)的發(fā)展邁向了新階段。優(yōu)質(zhì)的防水企劃型煤成為了研究的重點(diǎn)，在八五期間以后，在免烘干無煙型煤造氣型的煤技術(shù)取得了更大的進(jìn)展。而近幾年來，我國(guó)的生物質(zhì)型煤技術(shù)、環(huán)保型煤、型煤粘液劑以及煙煤型煤技術(shù)等方面也有了明顯的進(jìn)步，主要以新型潔凈煤化工技術(shù)為主，充分有力的促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)型煤技術(shù)的發(fā)展［1］。

新型煤化工技術(shù)在開采及使用過程中，可有效減少煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒等帶來的一系列污染，充分提高煤炭利用率，實(shí)現(xiàn)高效、潔凈生產(chǎn)。目前我國(guó)所提倡的新型煤化工技術(shù)主要有三種發(fā)展路線：一、煤炭煤氣化，這項(xiàng)技術(shù)采用的是特殊的化學(xué)工藝，利用先進(jìn)的科技設(shè)備將煤炭資源制造成化工產(chǎn)品或氣體，實(shí)現(xiàn)煤炭的利用率最大化；二、將煤炭原材料制作成甲醇，在以往的制作工藝中通常是將天然氣作為制造甲醇的原料；三、以煤炭資源作為原料，制作成烴類產(chǎn)品。目前我國(guó)內(nèi)蒙的中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項(xiàng)目，就是以這三種路線為主。利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備以煤碳為原料，煤氣化為龍頭，建設(shè)360萬噸/年甲醇裝置、360萬噸/年MTO裝置、35萬噸/年的聚丙烯裝置（環(huán)管）、35萬噸/年的聚丙烯裝置（氣相）、12萬噸/年的LDPE（釜式）裝置、25萬噸/年的LDPE（管式）裝置及30萬噸/年的LLDPE（氣相）裝置等多套裝置及配套的空分裝置、熱電裝置及液體儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等公用工程及配套設(shè)施。制作出甲醇，再由甲醇生產(chǎn)出烯烴產(chǎn)品，包括聚乙烯、聚丙烯等，其在該領(lǐng)域上取得了驕人成果，并在烴類制造過程中實(shí)現(xiàn)了甲醇的百分百轉(zhuǎn)化率。截至目前，我國(guó)建成并投產(chǎn)運(yùn)行5座煤制油示范工程，總產(chǎn)能168萬噸/年；建成投產(chǎn)1座60萬噸/年煤制烯烴大型工程；在建兩座，總產(chǎn)能98萬噸/年；建成1座煤制乙二醇示范工程，年產(chǎn)能20萬噸；在建煤制天然氣示范工程4座，總產(chǎn)能151億立方米/年。

圖1 我國(guó)工業(yè)型煤化工示范項(xiàng)目匯總

2 新型煤化工核心技術(shù)路線分析

2.1 煤氣化技術(shù)

主要表現(xiàn)為煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中最重要的單元技術(shù)，即煤氣化技術(shù)。我國(guó)通過先后引進(jìn)“魯奇”“德士古”及“殼牌”等典型爐型，以用于生產(chǎn)合成氣及化工產(chǎn)品，實(shí)際工作過程中一般采用多組分催化劑，從合成氣制出含量約為60%的異丁醇與40%的甲醇混合物，異丁醇經(jīng)脫水處理形成異丁烯，進(jìn)而完成自合成氣直接進(jìn)行甲基叔丁基醚的制取工作。該技術(shù)路線以天然氣、煤為主要原料，進(jìn)而制取高辛燒值添加劑［2］。

2.2 以煤為主要原料生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品

該路線將煤作為主要生產(chǎn)原料，進(jìn)而提煉制取甲醇等多種化工產(chǎn)品。當(dāng)前國(guó)外主要以天然氣作為生產(chǎn)甲醇的主要原料，由于我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量較之天然氣極為豐富，且我國(guó)尚處于發(fā)展中國(guó)家，新型能源研發(fā)并大量投入使用需要一定發(fā)展期限，因此，在未來一定時(shí)間內(nèi)，煤炭仍然是我國(guó)生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品的主要原料。通過羰基化進(jìn)一步進(jìn)行醋酸、醋酸酐、甲酸、草酸等化工產(chǎn)品的制取。

圖2 中天合創(chuàng)煤炭深加工項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程圖

2.3 煤為原料合成烴類

當(dāng)前，合成氣制烯烴已成為化工產(chǎn)品制造研究方向之一，大量研究成果為化工企業(yè)的化工產(chǎn)品加工生產(chǎn)工作提供了理論依據(jù)和實(shí)際參考，中天合創(chuàng)積極參考并利用相關(guān)部門研究成果，在未來發(fā)展道路上拓展更多生產(chǎn)渠道，實(shí)現(xiàn)煤炭原料充分利用。（見圖2）

總之，型煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅猛推動(dòng)了煤化產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，在今后的發(fā)展道路上，煤化產(chǎn)業(yè)必定會(huì)朝著大型化、規(guī)模化、節(jié)能化、低耗化方向發(fā)展，通過三條技術(shù)路線的指導(dǎo)和規(guī)范，促進(jìn)煤化行業(yè)發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

3 工業(yè)型煤化工發(fā)展趨勢(shì)

新型煤化工是煤炭綜合利用的重要發(fā)展方向，有利于緩解國(guó)內(nèi)油氣供需矛盾，保障我國(guó)能源安全。但目前許多現(xiàn)代煤化工關(guān)鍵技術(shù)和工藝還尚處于工業(yè)化示范階段，大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)還不成熟。煤炭是我國(guó)最主要的能源資源，不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料。近年來，在國(guó)際油價(jià)急劇震蕩和對(duì)替代化工原料、替代能源的需求越發(fā)迫切的背景下，節(jié)能減排已成大勢(shì)所趨。能否節(jié)能減排作為衡量科學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，能否將節(jié)能減排與轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，成為了影響我國(guó)當(dāng)前長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇［3-5］。所以，加快煤化工關(guān)鍵設(shè)備與成套技術(shù)裝備的開發(fā)，不僅可以降低煤化工項(xiàng)目的投資，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且可以提升我國(guó)裝備制造業(yè)技術(shù)水平，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中國(guó)煤化工產(chǎn)品的市場(chǎng)空間巨大，煤化工行業(yè)未來發(fā)展前景廣闊。“富煤、貧油、少氣”是我國(guó)能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、對(duì)原油及天然氣的需求逐年增加的形勢(shì)下，發(fā)展煤化工對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義，有利于推動(dòng)石油替代戰(zhàn)略的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)能源多樣化，促進(jìn)后石油時(shí)代化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合各煤化工項(xiàng)目產(chǎn)品在“十二五”期間的供需形勢(shì)和國(guó)家推廣政策，預(yù)計(jì)煤制天然氣、煤制烯烴、煤制油、煤制乙二醇、煤制芳烴均有很大的發(fā)展空間，是未來新型煤化工的主要組成部分。事實(shí)上，各工業(yè)示范項(xiàng)目的實(shí)際投資額明顯高于設(shè)計(jì)值。煤制乙二醇與煤制芳烴是后起之秀，后者也是石油化工“十二五”發(fā)展指南中重點(diǎn)推廣的技術(shù)，由于乙二醇與芳烴尤其是PX的進(jìn)口依賴度高，煤制品的市場(chǎng)空間將非常可觀。目前各地在規(guī)劃的項(xiàng)目則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)測(cè)，投資額超過一萬億元。新型煤化工也可以作為潔凈煤技術(shù)，提高煤炭利用效率、減少污染物的排放。燃煤產(chǎn)物已成為我國(guó)大氣污染的主要來源，占到我國(guó)二氧化硫排放的85%、硝化物排放的67%、二氧化碳排放的80%、煙塵排放的70%。同時(shí)燃煤的能源利用效率不高，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。而新型煤化工技術(shù)經(jīng)過大型煤氣化、凈化工藝后中間品為合成氣，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%-99%，在工藝前期即可集中處理灰渣、硫氮化物，符合我國(guó)節(jié)能減排的國(guó)策。

4 結(jié)語

相對(duì)而言，我國(guó)的工業(yè)型煤化工技術(shù)正處在逐步發(fā)展、完善、形成系統(tǒng)的技術(shù)體系階段，適應(yīng)國(guó)情的發(fā)展。同時(shí)型煤的生產(chǎn)市場(chǎng)、使用市場(chǎng)也正在逐步規(guī)范，正在逐步的走向標(biāo)準(zhǔn)化，這也在一定程度上推動(dòng)了煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷革新和提升。因此未來工業(yè)型煤化工產(chǎn)業(yè)將會(huì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重，發(fā)展新型煤化工技術(shù)、生產(chǎn)新型煤化工產(chǎn)品能夠促進(jìn)煤炭工業(yè)沿新型工業(yè)化路線發(fā)展，推動(dòng)能源經(jīng)濟(jì)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)我國(guó)自然資源實(shí)現(xiàn)合理利用的同時(shí)，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略具有重要推動(dòng)意義。

［1］張香亭，我國(guó)工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)方向，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)［J］，2002，21（04）.

［2］孟憲銳，新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)［J］，2015.

［3］肖元真，王雁等，實(shí)施節(jié)能減排的保障機(jī)制探析［J］，重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010，29（1）：92-97.

［4］王淑玲，基于可持續(xù)發(fā)展的吉林省節(jié)能減排初探［D］，東北師范大學(xué)，2008.

［5］肖晉，陳熙等，論當(dāng)代我國(guó)節(jié)能減排的可持續(xù)和系統(tǒng)化發(fā)展戰(zhàn)略［J］，2009，（1）：17-21.