關于煤化工技術發(fā)展的幾點思考

張琳琳

( 山東化工技師學院，山東 滕州 277599)

煤化工技術是指以潔凈煤為基礎，通過化學加工將煤炭轉換成固體、液體、氣體以及化學品等化工燃料。隨著生產(chǎn)力的進步，煤化工逐漸以合成氨、甲醇以及焦炭為主。傳統(tǒng)的燃煤技術很容易造成煤資源的浪費，而且在燃燒中會產(chǎn)生很多有害氣體，造成嚴重的環(huán)境污染。能源的不可再生以及工業(yè)的進步也對煤化工產(chǎn)品需求的增加，煤化工技術的發(fā)展也逐漸受到人們重視。而煤化工技術上存在的很多問題也在一定程度上制約了我國煤炭經(jīng)濟的發(fā)展。

一 煤化工技術的發(fā)展現(xiàn)狀

以美國為首的西方國家非常重視煤化工技術的發(fā)展，投入了相當大的人力、財力、物力，對煤化工技術的研究也比較早，并取得了一定進步。國外的煤化工技術已經(jīng)逐漸實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，煤化工的整個過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染也比較少，而且生產(chǎn)過程中盡量采用低能耗的生產(chǎn)方法，產(chǎn)品的浪費現(xiàn)象也比較少見。

豐富的煤炭資源，相對集中的分布，低廉的價格以及品種齊全的煤質為我國的煤炭工業(yè)發(fā)展提供了有力保障。但是，我國由于發(fā)展比較緩慢，煤化工技術也明顯落后于其他發(fā)達國家。具體表現(xiàn)在:工藝水平比較低，設備的加工能力不高，產(chǎn)品的品種少，而且生產(chǎn)過程中耗能比較高，環(huán)境污染嚴重。造成這種現(xiàn)象的主要原因有很多，其中最主要的原因是生產(chǎn)沒有形成一定的規(guī)模，由于我國煤礦比較多而且分布在各個地方，很多公司都嘗試著進行小規(guī)模的研究生產(chǎn)，技術以及人員方面都沒有達到既定的要求，所以在生產(chǎn)中時會給周圍的環(huán)境造成一定程度的污染，而且產(chǎn)品的質量也不高。

目前，煤化工的核心是煤氣化，煤氣化技術始于1930年以后，方法有很多種，煤化工中的主要產(chǎn)品甲醇、醋酸、醋酐、醋酸酯、聚甲醛、DMF、甲烷氯化物、甲醇轉乙烯、丙烯等都是以煤作原料來實現(xiàn)的。改革開放以后，國內(nèi)很多公司紛紛引進了國外的煤氣化技術，可是與國外的煤氣化技術相比，仍然存在很多差距，我國還在研究新的煤氣化方法。而對于煤炭液化、煤炭焦化等方面的研究還要相對晚些。此外，應用煤氣化技術聯(lián)合發(fā)電也逐漸被國內(nèi)很多公司研究和應用。

二 關于煤化工技術發(fā)展的幾點思考

(一)煤化工技術的發(fā)展方向

1.煤炭氣化

煤炭氣化是煤化工中非常重要的一部分。煤炭氣化是一個熱化學過程，具體是指以煤或煤焦為原料，以氧氣、氫氣、水蒸氣等作為氧化劑在溫度極高的條件下通過這種化學反應將煤炭或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料的過程。煤炭的氣化可以分為五種:外熱式水蒸氣氣化、自然式水蒸氣氣化、煤的水蒸氣氣化、煤的加氫氣化以及氫化結合制造各種代用天然氣等。此外，煤氣化還有另外一種方式，就是煤的地下氣化。

在我國，煤氣化技術被廣泛應用于冶金、機械、化工、建材等工業(yè)生產(chǎn)。我國已經(jīng)逐漸開始自主研究煤氣化技術，干煤粉氣流床氣化、多嘴噴水煤漿氣化都是我國擁有自主知識產(chǎn)權的煤氣化技術。這些技術的工藝指標都達到甚至超過國外同類技術水平，而軟件的費用卻不到同類技術的一半。煤炭氣化技術的應用領域十分廣泛，工業(yè)燃氣、民用燃氣、冶金、發(fā)電、煤炭氣化燃料電池等多個領域都有涉及，而且煤炭的其他各種變化也離不開煤炭氣化。國內(nèi)的煤氣化技術起步較晚，可以結合國外引進的先進技術，根據(jù)自身煤質、煤種的特點，研發(fā)出適合自己的爐型和工藝。煤氣化技術的研究開發(fā)還需要大量的專業(yè)人才，才能研發(fā)出更多的煤氣化產(chǎn)品。

2.煤炭液化

煤液化分為間接液化和直接液化。間接液化是指先合成氣，再以合成氣為原料合成液體燃料。在我國，氣流反應器、漿態(tài)床反應器、固定床反應器已逐漸在煤炭的間接液化中投入使用。煤炭的直接液化比間接液化對原料的要求還要嚴格，但是直接液化的效率也比較高，能夠生產(chǎn)汽油和芳烴。我國已經(jīng)逐漸將煤液化的相關技術引入，輔助國內(nèi)煤炭液化的發(fā)展。

從我國的國情來看，石油資源的供給不足已經(jīng)阻礙了我國能源的發(fā)展，因此，煤炭液化逐漸成為煤炭企業(yè)關注的焦點，相對煤氣化來說，煤炭液化對煤質的要求比較高，需要經(jīng)濟上的大量投資以及更高的技術支持，因此，煤炭液化的發(fā)展還需要經(jīng)過一段較長的時期。但是煤炭液化也是煤化工技術中很重要的一部分，這就要求國家要拓寬融資渠道，培育專業(yè)隊伍，建立相應的煤炭液化工程研究基地，以加快煤炭液化技術的進程?！笆晃濉币?guī)劃建議中就確立了以煤為基礎，多元化發(fā)展的基本方略，多元化發(fā)展中就涉及到了煤炭的液化，事實證明，我國的煤炭工業(yè)將繼續(xù)保持旺盛的發(fā)展趨勢，在今后較長一段時間內(nèi)，煤炭液化將會成為研究的重點。

3.煤炭焦化

煤經(jīng)過焦化以后的產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油煤氣、和化學產(chǎn)品等三類。其中，焦炭是最重要的產(chǎn)品，煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品煤氣和化學產(chǎn)品的主要成分是氫和甲烷，分離合成后可以代替天然氣作為日常燃料。我國焦炭產(chǎn)品方面的缺乏使許多國內(nèi)大型的焦化工業(yè)看到了發(fā)展的前景，目前，我國的焦炭產(chǎn)量約1.2 億t/a，居世界首位，直接消耗的原料煤占全國煤炭消費總量的14%，可見，焦炭已經(jīng)成為我國的主要出口產(chǎn)品之一，而且出口量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。此外，低硫、低灰等優(yōu)質的焦炭也在國外市場有很大的發(fā)展空間。目前，國家已經(jīng)把煤炭工業(yè)的發(fā)展列入投資項目。煤炭焦化后的附屬產(chǎn)品的價格也將受到政策的影響，焦化行業(yè)將繼續(xù)調(diào)整和重組，整個煤炭行業(yè)都將面臨模式的轉變。黑龍江、山西等地區(qū)的煤商已經(jīng)開始在煤炭焦化方面投入大量資金，強有力的推動了焦化工業(yè)的發(fā)展。

此外，煤化工合成產(chǎn)品以及替代燃料逐漸引起重視。比如:將甲醇進一步加工產(chǎn)生合成二甲醚等附屬產(chǎn)品，這項技術正在研發(fā)，很多衍生品也相繼出現(xiàn)，填補了能原生的空缺。

(二)未來煤化工技術發(fā)展應該具備的特點

1.以潔凈能源為主要產(chǎn)品

新型的煤化工要以生產(chǎn)可替代石油化工產(chǎn)品和潔凈能源為主，主要包括:汽油、柴油、航空煤油、乙烯原料、液化石油氣、聚丙烯原料、各種替代燃料、熱力、電力等。此外，煤化工特有的產(chǎn)品如芳香烴等也應該廣泛生產(chǎn)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，清潔能源是減輕環(huán)境污染，提高人們生活質量的重要保證，煤炭不僅耗費能源，而且污染嚴重，由此對社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生嚴重制約。而清潔能源的開發(fā)則正好解決了這一問題，在未來發(fā)展過程中，應當加強清潔能源技術研究，實現(xiàn)煤化工業(yè)的環(huán)保發(fā)展。

2.煤炭與能源化工一體化

煤炭與能源化工的一體化是指煤化工技術要緊密依托于煤炭資源的開發(fā)，并與其他的化工技術和能源相結合以形成煤炭與能源化工一體化的新型產(chǎn)業(yè)。單一煤炭發(fā)展或者是單一能源發(fā)展容易造成資源浪費，如很多煤炭企業(yè)對于煤渣的處理都是丟棄，由此使得煤炭中的污染物質滲透到地表中，對環(huán)境及土壤都產(chǎn)生危害。通過將煤炭和能源化工結合，可以實現(xiàn)煤化工技術的進一步開發(fā)和應用，并由此形成新型產(chǎn)業(yè)，更好的滿足社會主義經(jīng)濟發(fā)展需求。

3.優(yōu)化集成及高新技術

高新技術是指根據(jù)煤的特點及品種，把不同的特點與品種的煤轉化成高新技術，并且能夠在產(chǎn)品結構、能源梯度利用、產(chǎn)品結構等方面對不同工藝的煤實行優(yōu)化與集成，以提高整體經(jīng)濟效益。同時，新型技術可以通過當代發(fā)達的網(wǎng)絡技術將煤化工技術迅速提升到一個更高的起點。高新技術是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要動力，因此，加強高新技術研究是推動煤化工技術發(fā)展的有效措施，同時還要對各種高新技術進行優(yōu)化集成，以提高新技術應用效果，為環(huán)保、節(jié)約型社會的發(fā)展提供更有效的資源。

4.大型化

大型化生產(chǎn)是指運用統(tǒng)一的生產(chǎn)模式，相同的技術，進行一整批煤炭的處理方式。具體來講大型的大型化生產(chǎn)在一定程度上節(jié)省了人力、財力、物力，而且促進了國內(nèi)企業(yè)之間的合作。目前，我國的焦炭產(chǎn)量占世界總量的一半以上，而且有逐年上升的趨勢，采用大型化的生產(chǎn)模式，不僅能夠解決部分技術上的問題，而且生產(chǎn)過程完全自動化，生產(chǎn)出的煤化工產(chǎn)品質量也能夠得到保障。因此，未來的煤化工技術應該是在大型化的基地完成的。這就要求構建大規(guī)模的裝置，企業(yè)之間注意合作，最大程度的降低單位投資，加強煤化工帶來的經(jīng)濟效益。

5.低污染

煤化工技術在產(chǎn)生很多高附加值化工產(chǎn)品的過程中也對環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的影響。因此，要使煤化工得到長遠發(fā)展，就必須確保煤化工技術不斷地革新。做好時時監(jiān)督，在引進國外的先進技術的同時，對自身的設備及技術加以改良。煤化工技術的革新還應當涉及到對煤進行處理之后的污水凈化、廢氣處理等。這些后續(xù)工作不僅能夠減少煤化工技術給環(huán)境帶來的污染，而且也保障了煤化工技術的可持續(xù)發(fā)展。因此，對于煤化工以外的相關技術也應該被列入研究范圍。

6.節(jié)能耗

煤化工業(yè)也應該因地制宜的發(fā)展，才能有效的提高生產(chǎn)效率。未來的煤化工技術要以創(chuàng)造新能源，彌補我國在能源上的空缺為目的。因此，在生產(chǎn)的過程中就要確保能源的消耗做到最少，能源的利用率高，并注意實現(xiàn)副產(chǎn)品的回收再利用，節(jié)約煉焦煤等寶貴資源。同時，開發(fā)下游產(chǎn)品，增加產(chǎn)業(yè)鏈，也是節(jié)能耗的一種新途徑。

三 結束語

大力發(fā)展煤化工已經(jīng)成為了我國今后能源發(fā)展的必然選擇。國家已經(jīng)建立了完整的政策和體系，規(guī)范煤化工的用煤質量要求。各個企業(yè)也積極開展煤炭氣化、液化、焦化等方面的資源評價，根據(jù)企業(yè)的實際情況開展大規(guī)模的項目建設，對煤化工技術進行可行性的研究和創(chuàng)新。由此可見，煤化工技術的發(fā)展對整個國家的經(jīng)濟發(fā)展有著深遠影響。

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