煤化工技術發展與新型煤化工技術探討

牛志軍

（山西金象煤化工有限責任公司，山西 澤州 048000）

0 引言

當前，科學技術不斷推陳出新，向多元化發展方向不斷邁進。在化工生產領域當中，煤炭資源是必不可缺的資源之一，能夠為化工領域各項工作帶來更高的經濟效益。但是在發展過程中，由于煤炭自身屬于不可再生能源，導致煤炭資源十分寶貴，需要研究人員通過優化煤化工技術的方式提升資源的利用率，切實做到資源合理利用，充分發揮煤炭資源的作用。因此，深入探究煤化工技術發展與新型煤化工技術是當前重點研究內容。

1 傳統煤化工技術常見類別

1.1 煤干餾技術

煤干餾技術在煤化工中應用廣泛，其主要操作方法就是在空氣隔離與高壓的環境下加熱煤，當達到足夠高的溫度后可以分解煤原料，完成煤原料向一次、二次產物的轉變，進而完成煤炭轉化。在煤干餾技術應用期間，工作人員必須確保生產環境滿足空氣隔離方面的要求，之后對溫度進行逐漸提升，當達到200 ℃以上的溫度后，將會排除煤料中存在的水分。而在溫度提升到350 ℃的時候，煤灰出現軟化情況。溫度提升到400～540 ℃之間，此時煤料產吹的煤氣會與焦油產生反應，從而產出一次熱反應產物。再次提高溫度，超過550 ℃時，煤料會出現產出揮發物質以及收縮的情況。最后，溫度最終提升至800 ℃以上時，煤料會在高溫環境下產出二次熱分解產物。

在實際應用過程中，煤干餾技術自身具備流程復雜的特點，導致轉化工程中不確定因素過多，會對實際生產效率產生較大影響。比如，在對煉焦用煤使用煤干餾技術時，因為煉焦用煤存在粘結性、結焦性等表現，可能會在一定程度上降低干餾技術的實際使用效果。若是煉焦用煤粘結性超出規定標準，將會持續提升煤料的膨脹壓力，造成嚴重影響。煤干餾技術流程見圖1。

圖1 煤干餾技術流程

1.2 煤液化技術

煤液化技術主要指工作人員在催化劑、氧氣等材料的幫助下，對煤料進行液化處理，從而促進煤原料由固體向液體形態轉變。當前，煤液化技術已經逐漸向間接液化技術的方向發生轉變。由于煤液化技術的成本較高，且對煤料的要求較高，導致應用較為困難。而間接液化技術則有效解決了成本和材料方面的問題。工作人員在對氫煤技術進行應用時，可以借助高溫和催化劑的作用，在高溫環境中保證煤料和水蒸氣充分接觸。當煤炭氣化后工作人員應該綜合利用脫碳處理和脫硫處理措施，最終能夠合成較為清潔的氣體。當相關人員使用催化方法處理此種氣體后可生成烴類液體材料或生產機油所需的原材料。煤液化技術流程圖見圖2。

圖2 煤液化技術流程圖

1.3 煤氣化技術

煤氣化技術主要指工作人員將煤料或者半焦煤料置入高溫和加壓的環境當中，并適當添加氣化劑，在其作用下煤料和氣化劑會產生化學反應，最后形成氣體狀態的產物。在此反應過程中，煤料完成了從固態到氣態的轉變，并有微量副產品出現，如灰渣或焦油等。現如今，在各種科學技術越來越完善的過程中，各種生產類技能逐漸優化，在一定程度上擴展了煤氣化技術附屬技術種類，而各種技術也存在不同的適宜應用條件，導致不同技術具備明顯的優缺點。

比如，工作人員可在生產甲醇的工作中使用煤氣化技術，在甲醇制取過程中以煤為原料，在此過程中煤料需要經過脫酸、煤氣反應、物料變換、空分處理等多個流程，最終形成烯烴材料、甲醇材料、二甲醚材料[1]。現如今此種技術在甲醇制取作業中應用廣泛，但是制取過程中不同煤氣化技術手段具備不同的技術規格以及生產流程，需要工作人員理性分析，因地制宜進行選擇。

2 新型煤化工技術

2.1 烴化產物合成技術

當前化工領域中，低碳烯烴材料的需求量不斷上漲，且質量要求不斷提升，需要工作人員利用煤化工技術對烯烴材料進行進一步研究，通過優化甲醇制備烯烴材料技術或其他技術對烯烴材料進行強化，從而滿足化工領域的發展需求。

工藝將甲醇作為原料，首先對甲醇進行脫水操作，生成二甲醚、甲醇、水混合物，隨后轉化為低碳烯烴[2]。在此過程中，甲醇的制備較為簡單，可以將煤作為原料轉化為甲醇，不僅能夠提升轉化效率，同時也能夠進一步降低材料浪費。在非石油制乙烯和丙烯過程中，煤轉化甲醇是核心技術。雖然當前該技術應用前景極為廣泛，但是在發展過程中依然存在較高的改進空間。如果能夠進一步推進甲醇制乙烯和丙烯的技術發展，就可以實現低碳烯烴生產方式多元化，極大程度上緩解我國石油資源壓力，并進一步推動烯烴工業發展。具體流程見圖3。

圖3 醇烴化新工藝流程

副方程式則為式（1）—式（4）：

醇烴化反應方程式則為式（5）—式（8）：

2.2 新型氨合成技術

新型氨合成技術操作較為簡單，能夠在現有條件下對氨進行合成。具體操作時，工作人員首先應當準備好粗原料氣，粗原料氣當中應當具備氨氮元素。其次，落實凈化處理，在處理過程中需要規范運用一氧化碳變換、脫硫、脫碳、氣體精制等步驟，借此增加氫氮混合氣密度，并使用催化劑完成氨提取工作[3]。最后將氨作為原料應用到各種工業生產中，最終形成化肥、石油等產品。

在使用新型氨合成技術的過程中，工作人員需要重點考慮排放氣體回收與廢渣回收處理的問題，保障生產環境不會受到新型氨合成技術的影響。同時，也應當加大對安全問題的重視程度，合理對一氧化碳濃度、硫化氫的濃度、氨濃度進行控制，確保不會出現安全事故，對人員生命安全造成威脅。

2.3 新型煤氣化技術

在傳統煤氣化技術當中，固定床氣化技術、氣流床氣化技術、流化床氣化技術都是常用技術，但是也都存在局限性。比如，在應用流化床氣化技術過程中，產生的煤氣當中存在帶出物，且帶出物當中，碳的含量極高，會導致碳的轉化效率下降，材料出現浪費的情況[4]。因此，在研究新型煤氣化技術過程中，應設置不同的催化劑對比使用條件，以此為前提處理煤料，收獲更多混合物質以及化學物質。同時，也可以在原有傳統煤氣化廢鍋技術的基礎上，合理運用粉煤加壓氣化輸送工藝、間歇性排渣工藝等，替換原有的氣冷卻裝置和飛灰過濾裝置，充分發揮出煤氣化廢鍋技術的優勢，進而提升煤化工水準。

3 結論

我國能源儲備當中，煤炭資源的儲備量高于石油儲備量以及天然氣儲備量。合理開發煤化工技術，能夠切實發揮出煤炭資源的作用，提升轉化效率，推進工業發展。為了對傳統煤化工技術進行優化，解決現存難題，并進一步提升煤炭資源的利用效率，煤化工企業需要對現有煤化工產品質量進行提升，通過借鑒國內外先進技術的方式對現有技術進行優化，促進現代化技術水平不斷發展，并在此基礎上推進綠色環保理念融入產業體系工作。