煤化工技術的發展與新型煤化工技術分析

王志敏 (陜西延長石油榆林煤化有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

科學技術不斷發展，世界能源向著多元化方向前進，煤作為不可再生資源，是化工生產重要資源，推動著農業、工業的發展，并為其帶來極大的經濟效益。但是，很多國家對煤炭資源進行了粗放式開采，使得資源被大大浪費，甚至產生了能源危機。雖然我國積極開展煤化工技術，但之前的相關技術，應用在煤炭資源過程中，其利用率并不高，并且會導致環境污染嚴重，因此，必須研發新型煤化工技術，優化原有煤化工技術，整合能源結構，促使煤炭能源開發符合綠色環保發展理念，提高煤炭資源使用率，進而提升我國能源的使用價值。

煤炭資源廣泛應用于我國的工業生產，其中存在一些不可忽視的問題。第一，眾所周知，煤炭是木材等天然的自然資源，經過了數千年的時間所產生的產物，形成過程漫長，是短期內不可再生資源。由于近年來的過度開采，其儲量已經大大減少。第二，煤炭資源的有效利用。由于其不可再生的特殊性，在必須使用煤炭資源時，要盡最大可能提高資源的利用率，減少其在工業生產中的損耗。第三，煤炭資源的污染性。煤炭在燃燒時會釋放出大量的CO2、SO2等氣體，還有粉塵顆粒，嚴重的污染了環境，甚至影響人們的身體健康[1]。

1 煤化工技術發展現況

1.1 煤焦化技術

煤焦化技術俗稱煤干餾，通過真空加熱方式分解煤炭，不同的加熱溫度，會產生煤焦油、焦炭、焦爐氣等不同焦化產品。焦化產品可使用在各化工領域，由于是高溫無氧操作，不會發生氧化，在化工領域中具有不可代替的作用，例如，煤焦化技術可以制成乙烯，乙烯是農業產物的催熟劑與生長劑，在農業中廣泛運用。

1.2 煤氣化技術

煤氣化技術是煤炭材料受高溫與氧化劑結合作用影響，形態由固態轉化氣態，

一部分煤炭材料受高溫不完全轉化會生成固態碳化物，煤氣化技術可以獲取原油中的煤氣，在氣化技術過程中，煤氣化產物將與碳化物反應，由于煤本身具有不同的成分，并且氣化條件也不同，因此最終反應氣體的組成會有所不同，對粗制煤氣進一步處理獲得純度和質量，產生標準的一氧化碳氣體。

1.3 煤液化技術

煤液化技術運行過程是指將煤炭原料在一定條件下從固態轉化為液態的過程。煤液化技術包括直接液化和間接液化，直接液化即加氫液化技術，是在高溫條件下，利用氫氣與相應催化劑作用于煤材料上，使煤材料裂解，從而增加煤材料中氫含量，實現煤液化。間接液化技術是先將煤炭氣化，然后將二氧化碳與氫氣混合物反應形成醇或其他產物，根據實際生產需要設計和選擇煤液化技術。

2 新型煤化工技術

2.1 甲醇及其他化學產物生產

傳統社會模式下，天然氣是我國生產甲醇的主要原料，但現階段不可再生資源數量已大大減少，用天然氣生產甲醇較不合理，而煤生產甲醇則較合理。甲醇是一種化工原料，具有廣泛的應用范圍，科學地對甲醇進行處理，將產生各種常用化學產品，例如甲酸、草酸等；運用鈀催化作用，將甲醇和亞硝酸催化反應生成草酸，這是生產草酸的主要方法，并且生產過程無污染。在二胺與乙烷催化作用下，一氧化碳與甲醇化學反應生成甲酸甲酯，具有較高化學反應轉化率。在社會未來發展中，為最大程度開發利用煤炭資源，有必要實時發展新型煤化工技術，深入分析研究煤化工技術，找到高效科學煤炭資源使用方法。

2.2 新型煤氣化技術

新型煤氣化技術利用各種催化劑有效地處理煤炭，不同化學反應時，會形成各種不同的混合物與化合物，通常情況下是甲醇和丁醇。合理化學反應丁醇時，會產生異丁烯，最后生成丁基醚，將其與低鉛汽油或無鉛汽油混合可以節省燃料消耗，并提高冷啟動質量和效率。另外，在醫學領域，高質量精制丁基醚有不可代替的作用，是不可或缺的醫藥中間體。在煤化工技術未來發展中，煤氣化技術將朝著壓縮粉煤氣化方向發展[2]。

2.3 烴化物合成

目前，人們對新型煤化工技術廣泛關注，許多專家已投入大量資金進行煤化工新技術研究工作中，甲醇發生裂變可以形成烯烴產物，烯烴產物在煤化工技術中占有非常重要的地位。中科院專家對轉化技術進行科學開發，甲醇通過化學反應形成烯烴產物，烯烴產物可以避免原料浪費情況，提高煤化工高效率高質量轉化。但該技術仍有很多問題，諸多環節存在改進和優化空間。另外，有一種煤化工技術是以煤為基本原料，使甲烷與氧化脫氫反應，生成乙烯，雖轉化率較低，但產物選擇性比大于70%，可成為煤化工技術未來研究方向。

2.4 合成新型氨

煤化工技術在氨合成中，是煤炭材料在高溫高壓環境下使用催化劑將其轉化為氨，在科學技術發展中，為確保煤炭原料轉化氨合成效果，在煤化工生產中，合成氨技術不斷地進行創新應用，從而提高合成氨技術效率，同時優化煤炭資源使用率，減少煤炭開發和利用過程中對環境的影響[3]。

3 新型煤化工技術特點

3.1 環保節能產品

新型煤化工技術產物以清潔能源為主。生活中清潔能源產品包括柴油、汽油、航空用油、液化石油氣等，最大程度上減少有害氣體排放；其次，利用率較高，為減少煤原料浪費，可將其轉化為清潔能源，實現少原料大能量。

3.2 高產業銜接能力

新型煤化工技術產業是我國未來能源發展重要方向，改善采礦業與技術開發產業的融合，為實現煤開發與煤工業融合為一個產業。其次，控制減少煤炭使用率，將煤炭原料轉變為高能化工產品。

3.3 結合新舊技術特點

結合傳統技術與新技術特點，依據煤炭實際特點以及社會發展環境與市場需求，采用不同轉化技術，開發新型煤化工產品，提高煤使用效率與經濟效益。例如，結合煤焦化技術與煤液化技術，加深科學研究技術，開發滿足市場需求的新型產品，將煤化工技術與煤化工產業推向更高水平，實現煤炭資源節約。

3.4 煤炭高度利用率

煤炭高度利用率是開采煤炭后實現能量最大化。包括對采煤過程中煤炭再生活動，在煤炭加工和開發過程中機械使用，甚至開發過程中產生的廢氣，將其制成副產物。新技術將根據種種問題，將煤炭高度利用率作為主要研究方向。

4 新型煤化工技術應用價值

4.1 提高能源安全保障

社會經濟不斷發展，人們對石油需求與日俱增，增加了石油進口量，對進口石油過度依賴將限制我國經濟可持續發展。為解決石油現存問題，有必要發展新型煤化工技術來代替石油利用率，重視煤化工技術應用，對煤化工技術深入研究提高技術水平，提升能源安全保障性。

4.2 綠色環保發展理念

日常生活質量的提高，越發重視能源保護與生態環境保護，新型煤化工技術比傳統煤化工技術具有明顯優勢，新型煤化工技術與綠色環保發展理念高度吻合。新型煤化工技術的應用，可以提高煤炭轉化率，優化煤炭使用效率，改善煤炭質量。其次，一定程度上提高產品附加值與產值，在生產中減少污染物排放，促進煤炭工業綠色環保可持續發展[4]。

5 新型煤化工技術發展要點

5.1 開發高質量甲醇

由于天然氣與石油儲量低，煤炭利用率大大高于天然氣和石油，并且甲醇是化學產品的基本原料，因此，高質量工藝甲醇開發是十分有必要的，可提高化工產品質量，同時甲酸、草酸等元素是用甲醇萃取，使用范圍廣泛。

5.2 研發多技術結合

研發多種技術結合方式可高效生產各種滿足市場需求的產品，同時，將會提高產品附加值，還包含二次能源清潔。在產品質量與產品利用率方面，研發多技術結合遠高于單一技術，可最大化提高煤炭使用價值，實現生態環境保護。

5.3 提高技術設備

因技術設備自動化控制技術的更新，煤化工技術設備也將朝著技術發展和綜合生產方向發展。由于煤化工生產過程中存在污染，因此，將發展煤化工技術設備，開發煤化工生產設備的環保價值，降低生產能耗，改善成本控制，提高煤化工產業經濟效益。為確保新型煤化工設備應用，應開發一套完整設備與回收操作系統，為新型煤化工企業生產提供便利，促進煤化工技術發展。

5.4 研發水煤漿技術

水煤漿是新型含油燃料，具有穩定性特點。傳統燃料運輸復雜困難，另外燃燒過程中能量產出較小，效率低，有害氣體釋放過多，對環境污染嚴重。但水煤漿運輸與儲存非常便捷，燃燒時釋放能量大，燃燒過程中無有害氣體，綠色環保。煤漿類型主要有：水煤漿、油煤漿、油水煤等，均具有研發價值。

6 結語

社會經濟日益發展，日常生活與工業生產都需要大量的能源材料提供能量。在化學原料與能源多元化發展中，能源材料有效開發和有效利用已成關鍵。經過本文對煤化工技術與新型煤化工技術分析得出，煤炭儲量遠高于石油與天然氣儲存量，新型煤化工技術開發和應用，可提高煤化工技術轉化率，將產物轉化為高效綠色環保能源，帶動能源產業發展。同時，為保護不可再生能源，應開發新產業合并能源產業，從而提高資源高效利用率。新型煤化工技術與國家綠色環保發展理念高度吻合，新型煤化工技術的廣泛應用必會促進社會經濟高速發展。