煤化工工藝技術(shù)評(píng)述與展望

李冠男，王 鑫

1鞍山盛盟煤氣化有限公司；2鞍山興泰安全事務(wù)服務(wù)公司

煤化工工藝技術(shù)評(píng)述與展望

李冠男1，王 鑫2

1鞍山盛盟煤氣化有限公司；2鞍山興泰安全事務(wù)服務(wù)公司

作者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國煤化工行業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行簡要闡述，并重點(diǎn)介紹了以下幾個(gè)方面：（1）煤制天然氣行業(yè)；（2）煤制油行業(yè)；（3）煤制甲醇行業(yè)等煤與化工行業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的工藝生產(chǎn)流程以及技術(shù)特點(diǎn)、使用設(shè)備的情況等。并且對(duì)不同類型的煤化工產(chǎn)業(yè)的環(huán)境承載能力進(jìn)行了簡要的分析，然后依據(jù)我國煤炭資源生產(chǎn)以及消費(fèi)的特點(diǎn)對(duì)行業(yè)的發(fā)展提出了一些見解。

煤化工；工藝；發(fā)展；評(píng)論；石油；天然氣

前言

就我國資源的儲(chǔ)備情況來講，我國的石油、天然氣等資源比較匱乏，但是煤炭的儲(chǔ)備比較充裕，并且我國的生產(chǎn)以及消費(fèi)在全世界范圍內(nèi)都較靠前。但是煤炭的熱值利用率低于百分之二十，這就使得一部分煤炭被白白地浪費(fèi)掉，這不但造成了浪費(fèi)，同時(shí)也對(duì)大氣造成了嚴(yán)重的污染。所以，為了充分利用我國煤炭高儲(chǔ)量、高產(chǎn)量的優(yōu)勢，大力推進(jìn)煤化工行業(yè)的發(fā)展是一個(gè)必然的發(fā)展方向。只有通過對(duì)煤炭進(jìn)行綜合利用以及深度加工，才能有效地提高煤炭的經(jīng)濟(jì)效益。

1、我國煤化工的行業(yè)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國的煤化工行業(yè)仍處于示范建設(shè)階段?，F(xiàn)代煤化工技術(shù)相比于傳統(tǒng)煤化工技術(shù)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）現(xiàn)代煤化工裝置規(guī)模相對(duì)較大；（2）現(xiàn)代煤化工行業(yè)具有較高的技術(shù)集成度；（3）現(xiàn)代煤化工的資源利用率較高等。同時(shí)在我國很多省市都有煤化工的擬建項(xiàng)目。為了確?，F(xiàn)代煤化工行業(yè)可以走科學(xué)、合理的發(fā)展道路，在煤化工行業(yè)發(fā)展的初期，我國就制訂了相關(guān)政策，并將煤制天然氣、煤制油等幾個(gè)煤化工項(xiàng)目確定為現(xiàn)代煤化工的代表領(lǐng)域。作者通過對(duì)以上領(lǐng)域進(jìn)行研究，同時(shí)綜合考慮到環(huán)境的綜合承載能力，對(duì)煤化工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

2、煤制天然氣

2.1 煤制天然氣的生產(chǎn)工藝

煤制天然氣的主要工藝技術(shù)流程：第一步、將煤氣化生產(chǎn)合成氣；第二步、將合成以后的氣體通過一氧化碳變換、凈化；第三步、將經(jīng)過第二步處理的氣體經(jīng)過甲烷反應(yīng)后，將生成天然氣。近年來我國科技不斷發(fā)展，直接合成天然氣的技術(shù)已研發(fā)成功，其主要原理是將煤氣化然后與甲烷化合并成為一個(gè)單元直接由煤生產(chǎn)出富甲烷氣體。這種生產(chǎn)方式與直接合成天然氣技術(shù)相比具有煤氣化轉(zhuǎn)化時(shí)的投資大，但是優(yōu)勢是相關(guān)技術(shù)已非常成熟，這種生產(chǎn)工藝已經(jīng)成為煤制天然氣產(chǎn)業(yè)中的主要工藝之一。

2.2 煤制天然氣的技術(shù)特點(diǎn)

對(duì)于煤制天然氣的生產(chǎn)來講，其生產(chǎn)最為核心的技術(shù)就是甲烷化的工藝?，F(xiàn)階段煤制天然氣所應(yīng)用的甲烷化生產(chǎn)技術(shù)基本都是英國的DAVY公司所研制的甲烷化技術(shù)、丹麥TOPSOE所研制的甲烷化循環(huán)工藝技術(shù)以及德國LURGI公司所研制的甲烷化技術(shù)。通過對(duì)以上幾種甲烷化技術(shù)進(jìn)行分析，可以知道德國LURGI公司的甲烷化技術(shù)轉(zhuǎn)化率并不高，但是德國公司的甲烷化方法工業(yè)化程度卻相對(duì)較高。

2.3 生產(chǎn)裝備的情況

在煤制天然氣的行業(yè)中所使用到的主要設(shè)備有：（1）煤氣化爐；（2）甲烷化反應(yīng)器；（3）廢熱鍋爐等。通常煤氣化爐主要有以下三種類型：（1）移動(dòng)床煤化爐；（2）流化床煤化爐；（3）氣流床煤化爐。甲烷化反應(yīng)器所使用的固定反應(yīng)器以及流化床反應(yīng)器，在這兩種類型的反應(yīng)器中，固定床甲烷化技術(shù)相對(duì)比較成熟，被廣泛應(yīng)用，其催化劑主要是以鎳系催化劑為主。

在煤制天然氣的生產(chǎn)過程中，大量的高溫?zé)崃靠梢越?jīng)由廢熱鍋爐產(chǎn)生高壓或中壓的蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽可以用于驅(qū)動(dòng)空分透平，從而有效控制鍋爐的數(shù)量以及鍋爐對(duì)燃料煤的使用量。在煤制天然氣的過程中，甲烷化的步驟百分之八十以上的廢熱都以高壓蒸汽的形式進(jìn)行回收，僅僅有不到百分之一的廢熱用冷水進(jìn)行冷卻，這樣極大程度地提升了整個(gè)系統(tǒng)的熱量回收率。廢熱鍋爐系列主要有以下幾部分構(gòu)成：（1）廢熱鍋爐；（2）汽包；（3）鍋爐熱力管線；（4）蒸汽過熱器設(shè)備等。

2.4 煤制天然氣的產(chǎn)業(yè)前景

大力發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)是非石油行業(yè)生產(chǎn)能源逐步替代石油產(chǎn)品，并有效解決我國天然氣供求矛盾的主要方式。

目前，我國煤制天然氣的能量效率非常高，同時(shí)這也是最有效利用煤炭的方式，并且也是煤制能源產(chǎn)品最優(yōu)的一種方式，有著非常廣闊的發(fā)展前景。

3、對(duì)煤化工行業(yè)發(fā)展前景的展望與建議

目前，我國在煤制天然氣以及煤制烯烴以及煤炭液化等方面都取得了階段性的顯著效果。所以，煤化工行業(yè)逐漸發(fā)展成產(chǎn)業(yè)化、大型化以及自主化的工業(yè)產(chǎn)業(yè)。并且我國煤化工產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)階段的發(fā)展目標(biāo)是提高能源利用水平、增強(qiáng)煤化工產(chǎn)業(yè)的環(huán)保性。在我國“十二五”期間所建立的新項(xiàng)目需要充分地考慮與已經(jīng)投產(chǎn)的示范項(xiàng)目做好對(duì)接，以現(xiàn)有的項(xiàng)目為基礎(chǔ)做好項(xiàng)目前期的綜合分析工作，在示范項(xiàng)目立項(xiàng)成功后使其盡快地開工建設(shè)。

在煤化工產(chǎn)業(yè)中，煤氣化的技術(shù)是煤炭清潔高效使用的最為重要的技術(shù)之一，同時(shí)也是煤化工產(chǎn)業(yè)中核心的技術(shù)。就目前我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來講，需要抓住現(xiàn)有的發(fā)展機(jī)會(huì)，有效地提升企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，開發(fā)屬于我國的煤化工生產(chǎn)制造的技術(shù)。在煤氣化用到的工藝方面，可以參考美國的經(jīng)驗(yàn)，將研究的重點(diǎn)放在提升氣化壓力、增加汽化爐容量、提升煤炭的轉(zhuǎn)化率等生產(chǎn)工藝方面。

煤制石化產(chǎn)業(yè)是資金密集型以及技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)需要根據(jù)自身的能力量力而為。對(duì)投資規(guī)模以及控制規(guī)模需要逐年地增加，同時(shí)需要推進(jìn)工程的建設(shè)進(jìn)度，有效地提升資金的使用效率。并且對(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目需要確保其穩(wěn)定地運(yùn)行，并且加大力度對(duì)煤化工副產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)利用，這樣可以使產(chǎn)業(yè)鏈得到延伸，并有效地提升產(chǎn)品的附加值，進(jìn)而提高煤化工項(xiàng)目的總體經(jīng)濟(jì)效益。

[1]錢伯章，朱建芳.世界天然氣供應(yīng)和需求預(yù)測[J].天然氣與石油，2006，24(2):44～48．

[2]張運(yùn)東，趙星.國際煤制合成天然氣技術(shù)的專利格局[J].石油科技論壇，2009，(4):59～62．

[3]晏雙華，雙建永，胡四斌.煤制合成天然氣工藝中甲烷化合成技術(shù)[J].化肥設(shè)計(jì)，2010，48(2):19～21，32．

[4]朱瑞春，公維恒，范少鋒.煤制天然氣工藝技術(shù)研究[J].煤質(zhì)技術(shù)，2011，(6):81～85．