芻議工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

付陽（中天合創(chuàng)燕化承攬團隊公用工程部，北京 102500）

芻議工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

付陽（中天合創(chuàng)燕化承攬團隊公用工程部，北京 102500）

我國疆土遼闊，煤炭資源極為豐富，是目前世界上產(chǎn)煤大國，高居煤炭產(chǎn)業(yè)前列。且煤炭是保障世界各國工業(yè)發(fā)展及民眾生活的必備資源，但據(jù)可靠的科學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國對于煤炭的利用率偏低，技術(shù)水平相對落后，進而導(dǎo)致我國煤炭資源大幅度浪費。而我國煤炭資源儲備量遠大于其他能源，這就從另一角度決定了我國在未來很長一段發(fā)展時期內(nèi)，都必定以煤炭作為工業(yè)發(fā)展的主要能源。眾所周知，煤炭為非再生資源，為保證煤炭資源的高效利用，國家必須加大力度對新型煤化工技術(shù)進行研發(fā)，提高煤炭利用率，緩解我國煤炭市場的供給需求，促進資源可持續(xù)發(fā)展。本文根據(jù)我國現(xiàn)階段工業(yè)的發(fā)展和國情，指出了我國在新型煤化工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，以期促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，推動我國經(jīng)濟發(fā)展。

工業(yè)型煤；現(xiàn)階段發(fā)展；發(fā)展趨勢

1 工業(yè)型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀

國外的工業(yè)型煤生產(chǎn)大多采用的是無粘結(jié)劑高壓成型工藝和熱壓成型工藝，其原因是所用的原料多數(shù)為變質(zhì)程度較低的褐煤。相比而言，我國的煤炭變質(zhì)程度較深，適宜采用粘結(jié)劑低壓成型，便即可成型，過程簡單大大的降低了生產(chǎn)的成本。

我國在1985年就開始了型煤的研究，先后研究出了四種不同的工業(yè)型煤技術(shù)，在20世紀(jì)七十年代中期，我國就已經(jīng)研制成功了以無煙型煤為原材料，供合成氨造氣用的石灰碳酸化煤球、紙漿廢液型煤球，同時造我國的小化肥工廠進行了大量的推廣使用。八十年代以后，無煙型煤技術(shù)的發(fā)展邁向了新階段。優(yōu)質(zhì)的防水企劃型煤成為了研究的重點，在八五期間以后，在免烘干無煙型煤造氣型的煤技術(shù)取得了更大的進展。而近幾年來，我國的生物質(zhì)型煤技術(shù)、環(huán)保型煤、型煤粘液劑以及煙煤型煤技術(shù)等方面也有了明顯的進步，主要以新型潔凈煤化工技術(shù)為主，充分有力的促進了我國工業(yè)型煤技術(shù)的發(fā)展［1］。

新型煤化工技術(shù)在開采及使用過程中，可有效減少煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒等帶來的一系列污染，充分提高煤炭利用率，實現(xiàn)高效、潔凈生產(chǎn)。目前我國所提倡的新型煤化工技術(shù)主要有三種發(fā)展路線：一、煤炭煤氣化，這項技術(shù)采用的是特殊的化學(xué)工藝，利用先進的科技設(shè)備將煤炭資源制造成化工產(chǎn)品或氣體，實現(xiàn)煤炭的利用率最大化；二、將煤炭原材料制作成甲醇，在以往的制作工藝中通常是將天然氣作為制造甲醇的原料；三、以煤炭資源作為原料，制作成烴類產(chǎn)品。目前我國內(nèi)蒙的中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項目，就是以這三種路線為主。利用先進的技術(shù)設(shè)備以煤碳為原料，煤氣化為龍頭，建設(shè)360萬噸/年甲醇裝置、360萬噸/年MTO裝置、35萬噸/年的聚丙烯裝置（環(huán)管）、35萬噸/年的聚丙烯裝置（氣相）、12萬噸/年的LDPE（釜式）裝置、25萬噸/年的LDPE（管式）裝置及30萬噸/年的LLDPE（氣相）裝置等多套裝置及配套的空分裝置、熱電裝置及液體儲運系統(tǒng)等公用工程及配套設(shè)施。制作出甲醇，再由甲醇生產(chǎn)出烯烴產(chǎn)品，包括聚乙烯、聚丙烯等，其在該領(lǐng)域上取得了驕人成果，并在烴類制造過程中實現(xiàn)了甲醇的百分百轉(zhuǎn)化率。截至目前，我國建成并投產(chǎn)運行5座煤制油示范工程，總產(chǎn)能168萬噸/年；建成投產(chǎn)1座60萬噸/年煤制烯烴大型工程；在建兩座，總產(chǎn)能98萬噸/年；建成1座煤制乙二醇示范工程，年產(chǎn)能20萬噸；在建煤制天然氣示范工程4座，總產(chǎn)能151億立方米/年。

圖1 我國工業(yè)型煤化工示范項目匯總

2 新型煤化工核心技術(shù)路線分析

2.1 煤氣化技術(shù)

主要表現(xiàn)為煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中最重要的單元技術(shù)，即煤氣化技術(shù)。我國通過先后引進“魯奇”“德士古”及“殼牌”等典型爐型，以用于生產(chǎn)合成氣及化工產(chǎn)品，實際工作過程中一般采用多組分催化劑，從合成氣制出含量約為60%的異丁醇與40%的甲醇混合物，異丁醇經(jīng)脫水處理形成異丁烯，進而完成自合成氣直接進行甲基叔丁基醚的制取工作。該技術(shù)路線以天然氣、煤為主要原料，進而制取高辛燒值添加劑［2］。

2.2 以煤為主要原料生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品

該路線將煤作為主要生產(chǎn)原料，進而提煉制取甲醇等多種化工產(chǎn)品。當(dāng)前國外主要以天然氣作為生產(chǎn)甲醇的主要原料，由于我國煤炭儲量較之天然氣極為豐富，且我國尚處于發(fā)展中國家，新型能源研發(fā)并大量投入使用需要一定發(fā)展期限，因此，在未來一定時間內(nèi)，煤炭仍然是我國生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品的主要原料。通過羰基化進一步進行醋酸、醋酸酐、甲酸、草酸等化工產(chǎn)品的制取。

圖2 中天合創(chuàng)煤炭深加工項目生產(chǎn)工藝流程圖

2.3 煤為原料合成烴類

當(dāng)前，合成氣制烯烴已成為化工產(chǎn)品制造研究方向之一，大量研究成果為化工企業(yè)的化工產(chǎn)品加工生產(chǎn)工作提供了理論依據(jù)和實際參考，中天合創(chuàng)積極參考并利用相關(guān)部門研究成果，在未來發(fā)展道路上拓展更多生產(chǎn)渠道，實現(xiàn)煤炭原料充分利用。（見圖2）

總之，型煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅猛推動了煤化產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，在今后的發(fā)展道路上，煤化產(chǎn)業(yè)必定會朝著大型化、規(guī)?；?、節(jié)能化、低耗化方向發(fā)展，通過三條技術(shù)路線的指導(dǎo)和規(guī)范，促進煤化行業(yè)發(fā)展，推動我國經(jīng)濟建設(shè)。

3 工業(yè)型煤化工發(fā)展趨勢

新型煤化工是煤炭綜合利用的重要發(fā)展方向，有利于緩解國內(nèi)油氣供需矛盾，保障我國能源安全。但目前許多現(xiàn)代煤化工關(guān)鍵技術(shù)和工藝還尚處于工業(yè)化示范階段，大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)還不成熟。煤炭是我國最主要的能源資源，不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料。近年來，在國際油價急劇震蕩和對替代化工原料、替代能源的需求越發(fā)迫切的背景下，節(jié)能減排已成大勢所趨。能否節(jié)能減排作為衡量科學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，能否將節(jié)能減排與轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，成為了影響我國當(dāng)前長遠發(fā)展的戰(zhàn)略選擇［3-5］。所以，加快煤化工關(guān)鍵設(shè)備與成套技術(shù)裝備的開發(fā)，不僅可以降低煤化工項目的投資，增強競爭力，而且可以提升我國裝備制造業(yè)技術(shù)水平，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中國煤化工產(chǎn)品的市場空間巨大，煤化工行業(yè)未來發(fā)展前景廣闊?！案幻?、貧油、少氣”是我國能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀，在我國經(jīng)濟快速增長、對原油及天然氣的需求逐年增加的形勢下，發(fā)展煤化工對我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義，有利于推動石油替代戰(zhàn)略的實施，實現(xiàn)能源多樣化，促進后石油時代化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合各煤化工項目產(chǎn)品在“十二五”期間的供需形勢和國家推廣政策，預(yù)計煤制天然氣、煤制烯烴、煤制油、煤制乙二醇、煤制芳烴均有很大的發(fā)展空間，是未來新型煤化工的主要組成部分。事實上，各工業(yè)示范項目的實際投資額明顯高于設(shè)計值。煤制乙二醇與煤制芳烴是后起之秀，后者也是石油化工“十二五”發(fā)展指南中重點推廣的技術(shù)，由于乙二醇與芳烴尤其是PX的進口依賴度高，煤制品的市場空間將非?？捎^。目前各地在規(guī)劃的項目則遠遠超過預(yù)測，投資額超過一萬億元。新型煤化工也可以作為潔凈煤技術(shù)，提高煤炭利用效率、減少污染物的排放。燃煤產(chǎn)物已成為我國大氣污染的主要來源，占到我國二氧化硫排放的85%、硝化物排放的67%、二氧化碳排放的80%、煙塵排放的70%。同時燃煤的能源利用效率不高，導(dǎo)致資源浪費。而新型煤化工技術(shù)經(jīng)過大型煤氣化、凈化工藝后中間品為合成氣，碳轉(zhuǎn)化率高達98%-99%，在工藝前期即可集中處理灰渣、硫氮化物，符合我國節(jié)能減排的國策。

4 結(jié)語

相對而言，我國的工業(yè)型煤化工技術(shù)正處在逐步發(fā)展、完善、形成系統(tǒng)的技術(shù)體系階段，適應(yīng)國情的發(fā)展。同時型煤的生產(chǎn)市場、使用市場也正在逐步規(guī)范，正在逐步的走向標(biāo)準(zhǔn)化，這也在一定程度上推動了煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷革新和提升。因此未來工業(yè)型煤化工產(chǎn)業(yè)將會成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重中之重，發(fā)展新型煤化工技術(shù)、生產(chǎn)新型煤化工產(chǎn)品能夠促進煤炭工業(yè)沿新型工業(yè)化路線發(fā)展，推動能源經(jīng)濟建設(shè)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，對我國自然資源實現(xiàn)合理利用的同時，對我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略具有重要推動意義。

［1］張香亭，我國工業(yè)型煤發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)方向，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報［J］，2002，21（04）.

［2］孟憲銳，新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究，中國礦業(yè)大學(xué)［J］，2015.

［3］肖元真，王雁等，實施節(jié)能減排的保障機制探析［J］，重慶文理學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，29（1）：92-97.

［4］王淑玲，基于可持續(xù)發(fā)展的吉林省節(jié)能減排初探［D］，東北師范大學(xué)，2008.

［5］肖晉，陳熙等，論當(dāng)代我國節(jié)能減排的可持續(xù)和系統(tǒng)化發(fā)展戰(zhàn)略［J］，2009，（1）：17-21.