淺析我國(guó)煤化工程的工藝與應(yīng)用

焦志強(qiáng) 王相令

（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731）

淺析我國(guó)煤化工程的工藝與應(yīng)用

焦志強(qiáng) 王相令

（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731）

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的煤化工程項(xiàng)目也在快速地發(fā)展中。由于煤化工產(chǎn)業(yè)有利于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，加上我國(guó)豐富的煤炭資源，使得煤化工產(chǎn)業(yè)具有良好的發(fā)展前景。煤化工技術(shù)是一種清潔煤技術(shù)，是一種轉(zhuǎn)換的技術(shù)，可以形成焦煤、氣化、液化等新能源和產(chǎn)品，而且在對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)輸出方面，也有一些不確定性，使得我國(guó)在對(duì)煤化工工程研究的過(guò)程中有很大的難度。本文對(duì)我國(guó)煤化工程的工藝與相關(guān)應(yīng)用做了簡(jiǎn)單的分析，介紹了煤化工產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的應(yīng)用，說(shuō)明了煤化工產(chǎn)業(yè)的重要意義，以及煤化工產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)狀分析；工藝技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

1 我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

煤化工主要包括煤焦化，液化，氣化三大產(chǎn)品鏈，可以被分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)始于20世紀(jì)40年代，已經(jīng)有7、8年的歷史，使其成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，產(chǎn)品規(guī)模比較大，主要包括：焦化，電石，甲醇和化肥?，F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初，經(jīng)過(guò)10多年的快速發(fā)展，以煤炭為基本形式，可以制烯烴、煤油、天然氣以及煤炭等產(chǎn)品。但是這在整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，還處于發(fā)展的初級(jí)階段，面臨著很多問(wèn)題，比如說(shuō)：投資過(guò)熱，技術(shù)不成熟，不穩(wěn)定，政策和標(biāo)準(zhǔn)不健全，工藝和技術(shù)裝備還處于論證完善和升級(jí)，產(chǎn)量及產(chǎn)量少等多方面的突出矛盾。

目前，中國(guó)已成為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。大約50%的世界煤化工產(chǎn)品都來(lái)源于中國(guó)，我國(guó)正處于從傳統(tǒng)向現(xiàn)代煤化向現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，初出茅廬的現(xiàn)代煤化工替代石油為目標(biāo)。轉(zhuǎn)型的初期，我們國(guó)家主要是引進(jìn)，吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，專用設(shè)備，但現(xiàn)在已經(jīng)逐漸的轉(zhuǎn)變成了對(duì)技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)，研發(fā)實(shí)力不斷加強(qiáng)，在使用原有的設(shè)備和技術(shù)的同時(shí)，逐漸的采用先進(jìn)的煤氣化，在現(xiàn)代煤化工行業(yè)也開(kāi)始使用液體氣化。

2 煤化工的三個(gè)工業(yè)化發(fā)展層次

在煤炭行業(yè)發(fā)展所經(jīng)歷的漫長(zhǎng)過(guò)程中，其主要研究燃料、化工和煤氣化的合成。在目前工藝應(yīng)用的條件下，直接使用能源生產(chǎn)煤制氣，作為一種新的工業(yè)原料，生產(chǎn)的化工產(chǎn)品有著廣泛的應(yīng)用，合成燃料相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，這是煤化工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要突破和進(jìn)展。

煤化學(xué)處理步驟包括：合成氣從煤制造，重新合成氣體的處理，以及深加工的應(yīng)用程序。在這些煤生產(chǎn)合成氣是干燥的粉煤或煤水泥漿的氧化合成的一部分，合成氣體的主要工藝包括：合成路線包括氧化合物，烴類和合成醇。它可作為純化學(xué)品、工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行有效的利用，同時(shí)，也把它作為在生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)物。此外，所生產(chǎn)的甲醇下游產(chǎn)品對(duì)碳?xì)浠衔镎剂撕艽蟮谋戎?，因此大比例醋酸和碳酸二甲酯?duì)整個(gè)化工行業(yè)的重要意義。

2.1 煤氣化的技術(shù)

煤氣化技術(shù)的發(fā)展在成熟長(zhǎng)時(shí)間的包括以下幾種形式：殼牌煤氣化，道指水煤漿氣化，Lursi固定床氣化，德士古水煤漿氣化技術(shù)。殼牌煤氣化：氣化技術(shù)這樣相對(duì)更干凈，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠用于發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的這樣一個(gè)過(guò)程，而這種技術(shù)的合成氣可以在化工原料應(yīng)用。這種技術(shù)可以選擇干煤粉進(jìn)料，所以其材料的選擇范圍也更廣泛，成本相對(duì)較低，煤耗也少。道瓊斯水煤漿氣化技術(shù)：該技術(shù)是比較優(yōu)秀的，可廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)。氣化爐的這種技術(shù)由兩部分組成，因而具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：與其他技術(shù)相比，這樣的技術(shù)，氣化的合成條件的詳細(xì)和平，穩(wěn)定和可靠的技術(shù)，能夠在這兩個(gè)使用普通耐火材料的能耗更低的-stage爐技術(shù)之間，選擇一個(gè)相對(duì)較低的投資成本。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)合成氨和甲醇生產(chǎn)方法的應(yīng)用，而且具有較強(qiáng)的可行性，前景非常樂(lè)觀。Lursi固定床氣化：該方法只能適用于更高的煤的品種，并且只有塊煤可以應(yīng)用。例如：在較大的城市，采用煤氣化技術(shù)是比較合適的，但是由于廢氣產(chǎn)生對(duì)環(huán)境造成很大的影響，嚴(yán)重的影響固定煤漿氣化。這種材料是主要用于水煤漿氣化技術(shù)，我們需要添加一些人工氧，使其在高溫下發(fā)生一定的氧化反應(yīng)和一定的壓力下，經(jīng)過(guò)氣化爐，最終得到的氧氣和一氧化碳的合成氣。使用這種技術(shù)的關(guān)鍵在于組件生產(chǎn)的可靠和安全的有效應(yīng)用，較高的碳轉(zhuǎn)化率，大部分的煤可以進(jìn)行靈活的技術(shù)操作，對(duì)于產(chǎn)生、排出的廢物的回收利用也會(huì)很大程度的減輕對(duì)環(huán)境的污染。水煤漿化工技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀：水煤漿煤濃度的增加，它有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，是技術(shù)問(wèn)題。在生產(chǎn)過(guò)程中所采用的方法主要有：氣化爐和水煤漿，但是，他們儲(chǔ)存的容量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，且時(shí)間比較短，通過(guò)進(jìn)行額外的碳質(zhì)固體的添加，可以很好的提升煤濃度。近年來(lái)，有關(guān)的化學(xué)過(guò)程已投入應(yīng)用到水煤漿氣化的設(shè)備，使其操作過(guò)程變得相對(duì)來(lái)說(shuō)更簡(jiǎn)單。

2.2 煤氣化的方法

干氣的應(yīng)用還處于起步階段，許多國(guó)家一般都將其用于發(fā)電。因?yàn)榻陙?lái)，煤的氣化方法被廣泛使用，這是比較常見(jiàn)的方法是：氣流床氣化，熔融床氣移動(dòng)床氣化和流化床氣化爐。國(guó)米熔融氣化床的方法，其中三種方法都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。①氣流床氣化法：該方法是施加到固體氣化之間，應(yīng)用汽化劑帶入粉煤氣化爐實(shí)現(xiàn)氣化。氣流可以粉碎屏障使其打開(kāi)，因此通過(guò)浸漬的粘度氣化過(guò)程，這是該方法的一個(gè)重要特征。汽化劑可以選擇水和氧氣，足以使反應(yīng)溫度保持在反應(yīng)的一個(gè)更高的水平，但是在溫度較低的情況下易于出現(xiàn)多種問(wèn)題，對(duì)此出現(xiàn)了后期的Prenflo方法以及Shell加壓氣化方法。②移動(dòng)床氣化的方法。相對(duì)移動(dòng)的固體床氣化法，采用相反的操作原理，通過(guò)大氣壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用大氣壓力的方法比較簡(jiǎn)單，但必須依靠塊煤，相對(duì)來(lái)說(shuō)，其他熔點(diǎn)比較低的煤不適用于這個(gè)方法。通過(guò)加大壓力的方法以及對(duì)汽化劑和氧應(yīng)用的不斷改進(jìn)，大大地提高了煤的適應(yīng)性。這種方法適用于魯奇該方法，最終會(huì)產(chǎn)生含氧氣體甲烷氣體高的成分。③流化床氣化過(guò)程。這種方法需要的煤顆粒尺寸800mm或更少，汽化的選擇被用作固化媒體使用，對(duì)流化床中的使用，該床的邊緣之間的氣體分配板的內(nèi)部的氣固流化床具有更好的能力，使接觸帶渾濁，但具有相當(dāng)?shù)臒崃亢唾|(zhì)量傳輸效率，所以該組合物的平衡和穩(wěn)定性是流化床的一個(gè)重要特征。

3 煤化工產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

總體而言，煤化工技術(shù)當(dāng)中存在著相當(dāng)多的實(shí)際問(wèn)題，如污染大，成本高，運(yùn)輸問(wèn)題等，并且相互交織著。因此，工程實(shí)踐和有關(guān)它的研究人員要進(jìn)一步研究和探索，大型煤化工技術(shù)，將大型設(shè)備設(shè)置在距離煤礦較近的地方，建立相應(yīng)的煤化工技術(shù)的企業(yè)，降低相應(yīng)的傳輸成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，走可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，創(chuàng)新和環(huán)保的方式，而不是犧牲環(huán)境為代價(jià)并且研發(fā)新技術(shù)。①新技術(shù)的應(yīng)用。高能耗一直是煤化工技術(shù)，采用新工藝生產(chǎn)技術(shù)研究和創(chuàng)新的生產(chǎn)技術(shù)瓶頸，提高生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)，可靠的保證，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，科學(xué)合理的工藝操作，從而節(jié)省更多的能源，人力和材料，從而產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益。②突破產(chǎn)能過(guò)剩的限制。在實(shí)際的實(shí)踐中，我們知道，只有30%在左二甲醚生產(chǎn)能力煤炭制造成品率左右，煤炭生產(chǎn)制造甲醇產(chǎn)能的產(chǎn)量只有54%，因此，可以利用產(chǎn)能的有效利用，應(yīng)該更好地?cái)U(kuò)展容量規(guī)劃和資源，以使他們能夠保證滿足市場(chǎng)需求，環(huán)保承載的適應(yīng)能力。煤化工發(fā)展之路。③科學(xué)規(guī)劃煤化工發(fā)展路徑。必須要打開(kāi)認(rèn)識(shí)的思路，目前國(guó)內(nèi)的煤化工的投資進(jìn)入到熱潮時(shí)期，很大程度上受到國(guó)際油價(jià)的攀升影響，煤化工產(chǎn)業(yè)的成本相對(duì)較為優(yōu)勢(shì)，某些煤化工企業(yè)為謀取經(jīng)濟(jì)利益獲取大量的終端產(chǎn)品。但是這種想法的行業(yè)的認(rèn)識(shí)將不利于煤炭清潔生產(chǎn)于心，從而對(duì)煤化工行業(yè)未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生限制。

[1]沙興南，楊南星．煤的氣化與利用[M]．上海：華東理工大學(xué)出版社，2013，9.

[2]曹征俊.中國(guó)潔凈煤技術(shù)[M]．北京：中國(guó)物資出版社，2012，11.

[3]陳樂(lè).新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究[J].2015，3.

TQ53

A

1004-7344（2016）06-0234-02

2016-2-2

焦志強(qiáng)（1988-），男，助理工程師，本科，畢業(yè)于新鄉(xiāng)學(xué)院，化學(xué)工程與工藝專業(yè)。

王相令（1987-），男，助理工程師，本科，畢業(yè)于華北水利水電大學(xué)，工業(yè)工程專業(yè)。