煤化工技術的發展與新型煤化工技術探討

王亞東

（西北工業大學，陜西 西安 712000）

近年來，社會經濟的快速發展推動了各行各業的升級與改革，在這樣的時代背景之下，社會各行業對能源的需求與日俱增，而煤炭作為我國能源體系的重要組成部分，對于其他社會領域的發展來說有著至關重要的作用，對國內的能源供應也起到重要作用。高效、科學的煤化工技術可以有效彌補能源短缺問題，保證我國能源供應的穩定性。

1 煤化工技術發展歷史

煤化工技術在我國已經有著悠久的發展歷史，其本質就是利用相應的化學反應原理制備能夠替代石油制品的相關原材料和半成品。將反應物轉化為固體液體或氣體，再利用新型的科學技術實現二次轉化制成化工成品，這種技術最早起源于19 世紀的西方發達國家，早些年引入我國，我國已經應用該種技術取得了許多舉世矚目的成就，但仍然存在相應的問題。傳統的煤化工技術能夠實現煤炭資源的相互轉化，但是到了20 世紀中期以后，該種技術的發展速度日益迅猛，已經發展到能夠取代天然氣和石油等傳統能源體系重要組成部分的地步。但是該種技術仍然沒有得到大范圍的推廣，直到20 世紀末期，全國石油的儲存量大幅度下跌，導致石油價格呈階梯式上漲。各大企業為了降低自身的生產成本、節約原材料，重點發展煤化工技術，使得煤化工技術再次實現高速發展，從而奠定了其在能源體系中的重要地位[1]。

2 煤化工技術

2.1 煤焦化技術

煤焦化技術又稱之為煤干餾技術，這種技術主要是通過煤與空氣的熱隔絕加熱來實現熱分解的，這個過程能夠生產出化工行業所需要的原材料。在整個煤化工技術體系之中，該技術是目前最為成熟的一種化工技術，其具有完善的理論知識支撐和相關的經驗案例儲備，能夠避免生產過程中出現相應的環境污染，或者是安全問題[2]。這種技術最終的目的就是制取冶金用的焦炭，同時還能夠產生相應的副產品，例如生活生產所需的煤氣和其他化學產品。但是，近些年來因為缺少相應的監管機制和合理的市場引導，導致我國目前的煤焦化技術出現過度膨脹和盲目擴張的態勢。大量的企業由于沒有第三方進行管束，整個市場的競爭過于混亂，各種不良競爭層出不窮，但國家在2004年已經針對這種現象進行了一系列的宏觀調控，使煤焦化行業的盲目擴張得到了有效的遏制。同時相關的政府部門加大資金扶持和政策支持，推動了新型生產工藝的發展。化工企業更換上了新型的生產設備，降低了能源損耗，使得煤焦化技術有了新的突破與發展。

2.2 氣化技術

煤炭原材料在高溫的條件下與化學藥劑接觸，就會發生一系列的化學反應，形成其他的化學成品或者是半成品，而整個熱化過程中，固體的煤炭會隨著溫度的增加和化學反應的推進，成為氣體混合物。氣化技術就是這個過程中應用范圍最為廣泛的一種技術，最為常見的氣化劑是空氣水蒸氣和二氧化碳兩種。在經過均勻的配比之后，氣化劑能夠與煤炭之中的碳元素發生相應的化學反應。而氣化反應之中不同的外加條件和酶的不同品質都會產生氣化物，產品的不同氣化物混合物的組成成分也會隨著整個反應的進行而使自身的成分發生較大的變化。根據上述不同特征，可以將其分為灰層、氫化帶、干餾帶、干燥帶，其中后兩條反應帶是由于高溫加熱導致水分充分釋放蒸發而出現的。整個計劃過程需要經過二次處理之后，才能夠生成相應的化學產品[3]。

2.3 煤液化技術

隨著技術的快速發展，煤業化工技術得到了長足的進步，煤液化技術是所有技術體系中發展速度較快的一種新型技術，該種技術主要是通過現代化的技術手段，將煤炭之中的有機物轉變為液態的生產過程，這種液態的煤炭有機物在生產中的利用范圍十分廣泛。就煤化工技術的應用體系現狀而言，該種技術是最為成熟且應用前景最為廣闊的一種新型技術，而且該種技術在應用過程中清潔簡便沒有較大的技術難度，所以其經濟價值和生產價值最高，在各大領域之中有著極其廣泛的應用價值。

3 新煤化工技術發展現狀

3.1 甲醇合成技術

雖然現階段的行業發展所應用到的甲醇，都是以天然氣為基礎原料制作出來的，但是就我國目前的天然氣儲備狀況來看，現有的儲備已經不足以支撐我國的能源發展，還因為其需要的成本較高，在后續發展中會受到嚴重的制約[4]。在這樣的背景之下，使用煤炭制作甲醇已經成為行業發展的必然趨勢，甲醇合成技術正是在這樣的時代背景之下應運而生，成為了新型煤化工技術發展的主流方向。甲醇合成的流程為：脫硫后進入到焦化爐，通過聚氣柜實現焦化爐氣體的初次壓縮，然后在基礎反應爐之中實現精準脫硫，再借助空氣成分分析儀實現轉化，最終合成壓縮，這樣人工制作的甲醇就已經合成完成（如圖1 所示）。通過這樣手段制作出來的甲醇與天然氣制備出來的甲醇的化學成分基本一致，在化工生產之中能夠起到的作用也完全相適宜，是替代我國天然氣制作甲醇的重要力量，也是實現能源高效率利用的重要技術[5]。

圖1 煤制甲醇工藝流程

3.2 煤化工聯產技術

煤化工聯產技術是新型煤化工技術的重要發展方向之一，該技術可以聯合各種新型的科學技術，互相取長補短，達到優勢互補的目的，最終構建一個集成化、多方位立體化的技術體系[6]。新型的聯化技術能夠將各種施工工藝的優勢充分的發揮出來，不僅能夠做到資源的高效率利用，還能夠實現最終排放物和伴生產品的綜合利用。有效的降低污染源的排放和生產成本，這樣既能夠使煤化企業的發展更加穩定，還能夠減輕對環境的破壞，實現節能減排與我國可持續發展戰略相適宜。當前最為常見的煤化工聯合技術為ft 合成與甲醇合成技術聯合生產，應用這種技術能夠保證生產的順利進行的同時實現伴生產物的高效率利用，當然煤化工聯產技術最主要的目的就是開發探索單聯或者多聯新型生產方式，實現資源的最優化配比，為我國煤化企業和煤化領域的發展尋求新的道路與方向[7]。

4 新型煤化工技術發展的重要性

4.1 能源安全

近年來，我國的發展速度較快，對于石油煤炭等等能源的需求量不斷的攀升，但是我國屬于能源匱乏的國家，對于石油煤炭等天然資源的儲備相對較低，大部分的石油依賴于國外進口，目前國際環境日益復雜，大量的進口石油明顯受制于人已經形成了新的能源危機[8]。為保障新形勢下的能源安全必須要推動新型煤化工技術的發展，這樣才能夠保障我國發展的穩定和健康能源問題，已經從某種程度上影響著社會的安定以及發展速率，所以推動新型煤化工技術降低能源損耗，減輕污染排放，能夠對社會經濟發展起到積極作用[9]，還能夠打破現有國際能源進口的僵局。

4.2 生態環境保護

相較于傳統的煤炭利用方法來說，新型的煤化工生產技術能夠從根源上降低污染源的排放[10]。例如新型的煤化工液化技術能夠將所生產出來的伴生物充分的利用，而這些伴生物在創造社會價值和經濟價值的同時，不會因為無法處理而流入生態環境之中，造成環境污染。同時新型的煤化工技術還能夠使煤炭的轉化效率進一步提高，使其整體的產品價值大幅度提升，這與我國可持續發展的戰略部署相輔相成，可以說為綠色健康的經濟發展打下了堅實的基礎，而且綠色化工技術能夠改變煤炭的利用結構和質量，對于生態環境的保護來說，百利而無一害。

5 結語

綜上所述，雖然我國能源處于相對匱乏的態勢，尤其是石油天然氣等等不可再生資源儲備相對短缺，但是煤炭能源的高效率利用能夠打破這種僵局，新型的煤化工技術能夠突破傳統煤化技術的束縛。因此，對煤化工技術進行開發與升級勢在必行，新型的煤化工技術必將成為化工原料多元化利用的主要力量。所以必須加大煤化工技術的資金投入相關，政府可以進行政策扶持，建立技術培育基地和示范中心，以節能減排提高利用效率為目的推動新型技術的發展，為我國經濟發展打下堅實的基礎。