新常態(tài)下現(xiàn)代煤化工思考和創(chuàng)新

汪壽建

(中國化學(xué)工程股份有限公司，北京 100007)

專題綜論

新常態(tài)下現(xiàn)代煤化工思考和創(chuàng)新

汪壽建

(中國化學(xué)工程股份有限公司，北京 100007)

在新常態(tài)下，現(xiàn)代煤化工只有堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，在煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)、核心工藝技術(shù)、高端產(chǎn)品技術(shù)、裝備制造技術(shù)以及環(huán)?？刂萍夹g(shù)等方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新重點(diǎn)突破，現(xiàn)代煤化工才能在創(chuàng)新升級(jí)中得到生存和發(fā)展。

煤化工；核心技術(shù)；產(chǎn)品技術(shù)；制造技術(shù)；創(chuàng)新升級(jí)

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.001

回顧“十二五”期間煤化工在煤制油、煤制氣、煤制烯烴等示范工程中取得的重大成果、重大技術(shù)突破以及存在的問題；思考在新常態(tài)下煤化工發(fā)展面臨的嚴(yán)峻的環(huán)保準(zhǔn)入門檻、石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、低端產(chǎn)品庫存產(chǎn)能過剩等挑戰(zhàn)；創(chuàng)新煤化工核心工藝技術(shù)、市場(chǎng)需求高端產(chǎn)品鏈技術(shù)、國產(chǎn)大型裝備制造技術(shù)、二耗一效節(jié)能降耗技術(shù)和環(huán)?？刂萍夹g(shù)，已經(jīng)成為迫在眉睫的重點(diǎn)課題，把這些創(chuàng)新問題研究透，解決好，現(xiàn)代煤化工才能在創(chuàng)新中生存和發(fā)展。

1 “十二五”期間煤化工回顧

現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，包括煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制醇醚燃料和煤制化肥等示范項(xiàng)目，其中有不少堪稱世界煤化工發(fā)展的亮點(diǎn)。技術(shù)創(chuàng)新一直是煤炭清潔高效開發(fā)利用長期發(fā)展戰(zhàn)略的核心，它不僅在于原創(chuàng)性發(fā)明，獲得單體功能核心技術(shù)的突破，更在于為拓展具有重大應(yīng)用價(jià)值鏈的下游產(chǎn)業(yè)集成打下了基礎(chǔ)，形成具有競(jìng)爭(zhēng)力的品牌。

1.1 大型煤氣化、甲醇合成、乙二醇發(fā)展現(xiàn)狀

大型煤氣化是煤化工的關(guān)鍵技術(shù)，通常煤化工項(xiàng)目生產(chǎn)不好都與煤氣化不穩(wěn)定生產(chǎn)有關(guān)。在“十二五”期間，我國煤氣化技術(shù)得到快速發(fā)展，如多噴嘴對(duì)置式氣化爐已建成107臺(tái)，其中40臺(tái)爐子已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行；航天爐已建成73臺(tái)，其中24臺(tái)投產(chǎn)運(yùn)行；水冷壁清華爐、兩段爐、五環(huán)爐、東方爐等都取得了很大的成績。

大型甲醇合成：低壓合成，大型氣冷式反應(yīng)器、水冷式反應(yīng)器，等溫反應(yīng)、副產(chǎn)蒸汽、單系列產(chǎn)能5 000 t/d。大唐多倫167萬t/a甲醇，神華包頭180萬t/a甲醇，寧煤180萬t/a甲醇。已建成煤制甲醇裝置產(chǎn)能約5 000萬t/a以上，單系列產(chǎn)能達(dá)到60萬t/a、100萬t/a和180萬t/a。

煤制乙二醇：已建成十多套乙二醇示范裝置，單系列裝置產(chǎn)能20萬t/a，乙二醇總產(chǎn)能達(dá)到165萬t/a。

1.2 煤(甲醇)制油發(fā)展現(xiàn)狀

在一定的溫度、壓力和催化劑條件作用下，原料煤通過一系列加氫化學(xué)反應(yīng)生成液態(tài)油(烷烴)的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，也可稱為煤的液化制取合成油的過程。按照煤制油工藝路線可分為直接液化合成油和間接液化合成油，同時(shí)將甲醇制汽油也可看成是煤制油的一種形式。主要技術(shù)有：德國IGOR工藝，反應(yīng)條件為溫度470 ℃，壓力30 MPa，催化劑采用煉鋁工業(yè)廢渣;日本NEDOL工藝，反應(yīng)條件為溫度455～465 ℃，壓力17～19 MPa，催化劑采用合成硫化鐵或天然硫鐵礦;美國HTI工藝，反應(yīng)條件為溫度440～450 ℃，壓力17 MPa，采用懸浮床反應(yīng)器和鐵基催化劑；神華DCTO工藝，在一定溫度、壓力和催化條件下加氫反應(yīng)，獲得液化油品，并進(jìn)行分離、提質(zhì)加工成汽油、柴油及其他化工產(chǎn)品；山西煤化所的甲醇制汽油工藝等。

神華煤直接液化制油技術(shù)成功用到包頭100萬t/a煤制油示范工程中；中科院山西煤化所與中科合成油聯(lián)合開發(fā)的煤間接液化制油工藝，高溫漿態(tài)床F-T合成工藝在伊泰、潞安和神華包頭進(jìn)行了16萬t/a煤間接液化示范工程建設(shè)，已經(jīng)成功投產(chǎn)運(yùn)營。

神華煤直接液化工藝：以煤為原料，在一定的溫度、壓力和催化劑條件作用下，通過一系列加氫化學(xué)反應(yīng)生成液態(tài)油(烷烴)的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，直接液化制取合成油工藝見圖1。

圖1 煤直接液化工藝流程

以煤為原料，經(jīng)煤氣化生成粗合成氣(CO+H2)，經(jīng)氣體凈化后，采用漿化床反應(yīng)器和鐵基催化劑，通過費(fèi)托合成生產(chǎn)出餾程不同的液態(tài)烴，經(jīng)裂解重整加氫后制得柴油、石腦油、LPG石腦油等產(chǎn)品，煤間接液化工藝見圖2。

圖2 煤間接液化工藝流程

以甲醇為原料，在一定溫度、壓力和催化劑作用下進(jìn)行烴類裂解反應(yīng)，生成的混合產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，在分離器中分離出汽油、重油、LPG等產(chǎn)品，一步法甲醇制汽油工藝流程見圖3。部分煤(甲醇)制油示范工程投產(chǎn)概況見表1，部分待建和正在建設(shè)的煤(甲醇)制油示范工程的概況見表2。

圖3 一步法甲醇制汽油工藝流程

序號(hào)建設(shè)地點(diǎn)項(xiàng)目名稱投產(chǎn)日期投資金額/億元1內(nèi)蒙古鄂爾多斯神華煤化工能源公司100萬t煤直接液化制油投產(chǎn)245(1期)2內(nèi)蒙古鄂爾多斯內(nèi)蒙古伊泰煤制油公司16萬t間接制油投產(chǎn)253山西長治山西潞安煤制油公司16+5萬t間接制油投產(chǎn)304陜西榆林陜西榆林未來能源公司100萬t間接制油2015.85內(nèi)蒙古鄂爾多斯神華煤化工能源公司18萬t間接制油6山西晉城晉煤天溪公司甲醇制油10萬t20147內(nèi)蒙古鄂爾多斯內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)甲醇制油2×10萬t20148云南先鋒云南先鋒甲醇制油20萬t20149陜西寶雞陜西寶氮集團(tuán)公司10萬t2015.1小計(jì)290萬t

表2 待建和正在建設(shè)的部分煤(甲醇)制油示范工程概況

續(xù)表

1.3 煤制烯烴芳烴現(xiàn)狀

煤制烯烴過程主要包括煤氣化、凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴。先要把煤制成甲醇，而煤制甲醇的過程首先是將煤氣化制成合成氣，然后將合成氣變換和凈化，最后將合成氣制成粗甲醇并精餾，最終產(chǎn)出合格的甲醇進(jìn)行甲醇制烯烴。目前甲醇制烯烴技術(shù)主要有：中科院大連化物所的甲醇制乙烯/丙烯(DMTO)工藝、 Lurgi公司的固定床甲醇制丙烯(MTP)工藝、中石化的甲醇制乙烯/丙烯(SMTO)工藝等。中科院大連化物所自主研發(fā)的DMTO專利技術(shù)，是世界首套最大的煤制烯烴示范項(xiàng)目。該技術(shù)首次用于神華包頭煤制烯烴工程，于2007年9月開工建設(shè)，2011年1月正式投入商業(yè)化運(yùn)營。

大連化物所的DMTO甲醇制烯烴，在神華鄂爾多斯建設(shè)了60萬t MTO項(xiàng)目，神華寧煤60萬t MTP甲醇制丙烯項(xiàng)目。清華分別與華電和中國化學(xué)開發(fā)的流化床甲醇制芳烴FMTA、甲醇制丙烯FMTP中試裝置獲得成功，延長石油集團(tuán)開發(fā)的煤油共煉加氫45萬t的示范工程等。煤制烯烴已建成投產(chǎn)12套裝置，每套約60萬t產(chǎn)能，總烯烴產(chǎn)能約500萬t。大連化物所的甲醇制乙烯/丙烯(DMTO)工藝流程見圖4。

圖4 DMTO甲醇制烯烴工藝流程

Lurgi公司固定床甲醇制丙烯(MTP)工藝見圖5。工藝流程為：原料甲醇經(jīng)二甲醚(DME)預(yù)反應(yīng)，在催化劑作用下生成混合烴，經(jīng)調(diào)節(jié)后進(jìn)入分離系統(tǒng)，分離出丙烯產(chǎn)品、汽油等副產(chǎn)品，分離出的C1-C2和C4-C5返回到反應(yīng)段進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為丙烯，最終得到丙烯產(chǎn)品。部分煤(甲醇)制烯烴企業(yè)示范工程投產(chǎn)概況見表3，部分待建和在建的煤(甲醇)制烯烴示范企業(yè)工程概況見表4。

圖5 Lurgi(MTP)甲醇制丙烯工藝流程示意圖

序號(hào)建設(shè)地點(diǎn)項(xiàng)目名稱投產(chǎn)日期投資金額/億元1內(nèi)蒙古多倫大唐多倫47萬t煤制聚丙烯MTP2009年2402內(nèi)蒙古包頭神華煤化工能源60萬t煤制聚烯烴DMTO2010年1703寧夏寧東神華寧煤50萬t煤制聚丙烯MTP2012年1704河南中原中石化中原煤化工20萬t聚烯烴SMTO2013年5陜西榆林中煤榆林60萬t聚烯烴DMTO(一期)2014年

續(xù)表

表4 部分待建和在建煤(甲醇)制烯烴企業(yè)示范工程概況

續(xù)表

1.4 煤制氣

煤制天然氣是將煤炭通過煤氣化、氣體凈化再合成人工甲烷氣的一種潔凈氣體能源轉(zhuǎn)換工藝。甲烷化催化劑和反應(yīng)器是煤制天然氣的關(guān)鍵技術(shù)，目前主要的甲烷化技術(shù)有英國DAVY工藝、德國Lurgi工藝、丹麥TREMPTM工藝等，由于甲烷化是強(qiáng)放熱反應(yīng)，為防止甲烷化反應(yīng)器溫度過高，上述技術(shù)都采用了大循環(huán)氣量移走反應(yīng)熱的多固定床串聯(lián)工藝。大唐克旗第一條生產(chǎn)線、新疆慶華首期13億Nm3天然氣生產(chǎn)線以及新疆廣匯5億Nm3液化天然氣項(xiàng)目均已投產(chǎn)。

原料煤經(jīng)氣化制備合成氣(CO+H2),合成氣經(jīng)過變換、氣體凈化，送甲烷化合成天然氣，天然氣再通過干燥加壓管道輸送到客戶端或制液化天然氣(LNG)。煤制天然氣工藝流程見圖6。部分煤制天然氣示范工程投產(chǎn)概況見表5，部分待建和在建的煤制天然氣示范工程概況見表6。

圖6 煤制天然氣工藝流程

序號(hào)建設(shè)地點(diǎn)項(xiàng)目名稱投產(chǎn)/建設(shè)投資金額/億元1內(nèi)蒙古克旗大唐克旗40億Nm3煤制天然氣一期2013年底2572新疆伊犁新疆慶華55億Nm3煤制天然氣一期2013年2783內(nèi)蒙古鄂爾多斯內(nèi)蒙古匯能20億Nm3煤制天然氣一期2014年1704新疆廣匯新疆廣匯5億Nm3煤制天然氣一期2014年250小計(jì)36億Nm31200

表6 部分待建和在建的煤制天然氣示范工程概況

續(xù)表

2 煤化工存在的問題

2.1 煤化工布局問題

逢煤必化?！笆濉逼陂g，煤化工一窩蜂上馬現(xiàn)象嚴(yán)重，而國家對(duì)煤化工布局有嚴(yán)格要求，要優(yōu)先在有煤炭資源的開發(fā)區(qū)和重點(diǎn)開發(fā)區(qū)布局，但部分煤化工企業(yè)未選擇在環(huán)境容量較好的地區(qū)進(jìn)行符合環(huán)境保護(hù)的規(guī)劃，對(duì)沒有環(huán)境容量的地區(qū)也未開展經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、替代措施來騰出環(huán)境容量，也未最大限度減少污染物的排放。

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，從2013年～2015年5月，獲得國家發(fā)改委路條的煤化工項(xiàng)目共計(jì)22個(gè)，總投資達(dá)5 000億元，而各地上報(bào)發(fā)改委的煤化工項(xiàng)目達(dá)104個(gè)，總投資額高達(dá)2萬億元。

2.2 水資源瓶頸制約問題

煤化工是一個(gè)大量消耗水資源的產(chǎn)業(yè)，而部分煤化工項(xiàng)目布局在水資源相對(duì)匱乏、環(huán)境相對(duì)脆弱的地區(qū)。工藝蒸汽參加化學(xué)反應(yīng)、循環(huán)冷卻水蒸發(fā)或“跑、冒、滴、漏”損失需要的系統(tǒng)補(bǔ)充水、除鹽水補(bǔ)充水及生活用新鮮水，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量廢水，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大威脅。若節(jié)水措施不到位，如開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)、空冷技術(shù)、閉式冷凝液回收技術(shù)、水的梯級(jí)利用及重復(fù)利用技術(shù)等措施沒實(shí)施好，單位水耗和廢水排放量就降不下來，從而影響煤化工項(xiàng)目整體布局。

2.3 產(chǎn)品同質(zhì)化及低油價(jià)沖擊經(jīng)濟(jì)效益問題

煤化工產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象非常普遍。沒有獲取開發(fā)高端煤化工產(chǎn)品的核心技術(shù)以及國產(chǎn)化大型裝備制造技術(shù)，國際專利商會(huì)完全壟斷高端產(chǎn)品的市場(chǎng)；煤化工生產(chǎn)企業(yè)只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品或者是后續(xù)產(chǎn)品鏈的原料，產(chǎn)業(yè)鏈做不長，這就導(dǎo)致煤化工中間產(chǎn)品雷同現(xiàn)象比較嚴(yán)重，企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，經(jīng)不起低油氣價(jià)的沖擊，煤化工的競(jìng)爭(zhēng)力成本優(yōu)勢(shì)遇到了極大的挑戰(zhàn)，企業(yè)效益不好。

2.4 三廢排放及綜合利用問題

高濃度有機(jī)廢水排放污染處理不到位。主要來源于煤氣化廢水等，污染物以COD為主，典型的高濃度有機(jī)廢水COD濃度一般均在3 000～5 000 mg/L以上,有的出水甚至超過10 000 mg/L，污水處理量大。BOD與COD的比值>0.3時(shí)，廢水還相對(duì)容易處理，但如果選擇工藝不正確、投資不到位難以達(dá)標(biāo)或直接送至蒸發(fā)塘處理，就會(huì)給周圍環(huán)境造成不良影響；高濃度難降解有機(jī)物廢水處理工藝選擇存在問題，對(duì)高濃有機(jī)物、高難降解物、高含毒物、高含油物以及氰化物、硫化物、硫氰化物、高含氨氮等的處理后不能達(dá)標(biāo)；BOD與COD的比值<0.3時(shí)，含有苯酚、萘、蒽、苯并芘等多環(huán)類化合物、以芳香族化合物和雜環(huán)化合物居多；重金屬和有毒有機(jī)物，色度高，有異味，散發(fā)出刺鼻惡臭，對(duì)于具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性等成分復(fù)雜的污水處理目前還沒有更好的工藝技術(shù)或投資成本太高。

已經(jīng)選擇的一些技術(shù)可生化性較差。本質(zhì)上是由其難降解物種類的特性決定的，外部環(huán)境條件(如溫度、pH值等)未達(dá)到生物處理的最佳條件,化合物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,在微生物群落中,沒有針對(duì)要處理的化合物的酶,使其具有抗降解性，同時(shí)含有對(duì)微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(zhì)。

高濃鹽水處理回收綜合利用問題。含鹽廢水主要來源于生產(chǎn)過程中的煤氣洗滌廢水、循環(huán)水排水、除鹽水排水、回用系統(tǒng)濃水以及補(bǔ)充的新鮮水等。煤化工實(shí)現(xiàn)“零排放”后得到的雜鹽，具有極強(qiáng)的可溶性，其穩(wěn)定性和固化性差，易造成二次污染。

3 煤化工生存和發(fā)展

隨著國際油價(jià)的下跌、國內(nèi)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高、石油化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型調(diào)整和大量中低檔產(chǎn)品庫存積壓等因素的疊加，“十三五”期間現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)發(fā)展調(diào)整新周期。在這個(gè)時(shí)期，現(xiàn)代煤化工只有創(chuàng)新升級(jí)才能生存發(fā)展，除此之外，沒有其他的好辦法。我們可以在下面這些技術(shù)中進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)。

3.1 推進(jìn)煤炭清潔轉(zhuǎn)化產(chǎn)品鏈技術(shù)升級(jí)

按照統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、綜合利用的原則，統(tǒng)籌推進(jìn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展和煤炭清潔轉(zhuǎn)化創(chuàng)新技術(shù)，在形成現(xiàn)代煤化工向新型化、大型化、產(chǎn)業(yè)基地及基地群方面進(jìn)一步優(yōu)化布局；重點(diǎn)在煤炭資源豐富、水資源有保障、生態(tài)環(huán)境許可、運(yùn)輸便捷的地區(qū)，根據(jù)生態(tài)環(huán)境、水資源保障的情況布局現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目；加強(qiáng)煤化工技術(shù)、產(chǎn)品、工藝領(lǐng)域的耦合集成，提升現(xiàn)代煤化工技術(shù)水平和煤炭清潔轉(zhuǎn)化產(chǎn)品鏈技術(shù)，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，促進(jìn)煤化工深度發(fā)展。

3.2 完善清潔能源產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)升級(jí)

現(xiàn)代煤化工要以清潔能源產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以煤制清潔油品技術(shù)為突破口，為大氣污染防治的重點(diǎn)城市提供標(biāo)準(zhǔn)油品，為煉廠成品油升級(jí)提供優(yōu)質(zhì)的調(diào)和技術(shù)；以低階煤分級(jí)分質(zhì)利用技術(shù)為突破口，進(jìn)行低階煤多聯(lián)產(chǎn)，提升煤炭轉(zhuǎn)化利用總體效率；以煤制天然氣為突破口，解決富煤地區(qū)的能源長距離外送，為目標(biāo)消費(fèi)市場(chǎng)削減分散燃煤、發(fā)展冷、熱、電三聯(lián)供和清潔燃料運(yùn)輸工具提供潔凈能源保障。

3.3 推進(jìn)超大型化潔凈煤氣化技術(shù)升級(jí)

現(xiàn)代煤氣化是煤化工發(fā)展的核心，國外大型先進(jìn)煤氣化技術(shù)Texaco水煤漿氣化技術(shù)、Shell粉煤氣化技術(shù)和GSP粉煤氣化技術(shù)處于領(lǐng)先地位，要分別對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多噴嘴水煤漿氣化、干煤粉氣流床氣化技術(shù)進(jìn)行工業(yè)示范開發(fā)和放大研究；大型化潔凈煤氣化發(fā)展趨勢(shì)和方向應(yīng)遵循我國煤種多、煤質(zhì)多樣性的特點(diǎn)，研究開發(fā)適合灰熔點(diǎn)高、中強(qiáng)黏結(jié)性煤種的氣化技術(shù)。推進(jìn)大型潔凈煤氣化技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，確保取得“長、滿、穩(wěn)、優(yōu)”龍頭作用；不斷創(chuàng)新煤轉(zhuǎn)化率高、氣化效率高、有效產(chǎn)率高、節(jié)能消耗低、成本造價(jià)低、長周期穩(wěn)定、綠色環(huán)保優(yōu)的氣化工藝，推進(jìn)各類加壓氣化技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)、集成、耦合及裝備大型化。

3.4 優(yōu)化超大型氣體凈化技術(shù)

針對(duì)不同的氣化技術(shù)、原料氣差異和目標(biāo)產(chǎn)品的特征，優(yōu)化選擇最佳的氣體凈化技術(shù)，集成合成氣凈化方案，提升耐硫?qū)挏刈儞Q催化劑活性和使用壽命，降低消耗、提高轉(zhuǎn)化率和降低投資的變換技術(shù)。優(yōu)化集成以適應(yīng)各種變換氣的工藝參數(shù)，滿足各種產(chǎn)品對(duì)脫硫脫碳的要求，提高脫碳效率，降低能耗，降低蒸汽消耗，降低大型低溫甲醇洗工藝投資，形成能滿足大型二氧化碳脫除的工藝技術(shù)以及大型吸收塔器等設(shè)備。開發(fā)脫硫及硫回收以及一氧化碳及二氧化碳分離技術(shù)，通過變壓吸附、PSA、膜分離、低溫精餾等工藝的組合滿足不同產(chǎn)品、不同規(guī)模、不同組分的氣體分離升級(jí)技術(shù)。堅(jiān)持技術(shù)升級(jí)示范與結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合，利用煤化工的先進(jìn)工藝、技術(shù)和裝備對(duì)氣體凈化技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造，使傳統(tǒng)的凈化工藝形成規(guī)?；⒓s化、可持續(xù)化發(fā)展模式。

3.5 開發(fā)超大型低壓等溫高位回收甲醇合成技術(shù)

采用低壓甲醇合成技術(shù)是發(fā)展趨勢(shì)。以低中壓甲醇合成為目標(biāo)，節(jié)能降耗為目的，選擇等溫型反應(yīng)器，在最適宜的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行；以反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽，高位能回收方式可使合成甲醇綜合能耗有效降低。采用新型催化劑是因其具有高活性、低溫耐硫，床層溫度易控等特點(diǎn)。力求催化劑床層溫度分布有效控制，滿足各種操作條件變化；力求床層內(nèi)均溫或溫差小，生產(chǎn)強(qiáng)度大，使用壽命長，時(shí)空收率高，低循環(huán)比和高單程轉(zhuǎn)化率，副反應(yīng)產(chǎn)物和雜質(zhì)少；采用徑向或軸徑向等溫反應(yīng)器是發(fā)展趨勢(shì)。選擇徑向或軸徑向床層結(jié)構(gòu)，氣體分布均勻，阻力降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；選擇材料應(yīng)具有抗羰基化生成能力和抗氫脆能力，因其制造檢修及裝卸還原方便，避免采用特殊貴重材料；選擇凈化降低合成氣總硫含量，避免甲醇催化劑中毒；研發(fā)液相法甲醇合成新工藝是發(fā)展趨勢(shì)。進(jìn)一步開發(fā)氣-液-固滴流床、漿態(tài)床和流化床甲醇合成工藝，由于液相合成中使用了熱容高、導(dǎo)熱系數(shù)大的惰性液體，更好進(jìn)行等溫反應(yīng)。

3.6 耦合優(yōu)化工藝產(chǎn)品行業(yè)領(lǐng)域集成技術(shù)

整體煤氣化要與煤化工、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電以及大型超超臨界發(fā)電等進(jìn)行耦合；不同煤氣化技術(shù)與污染物控制技術(shù)方面的集成，包括高效除塵、硫回收、脫硝技術(shù)；酚氨回收、廢水制漿、活性炭吸附等污水處理技術(shù)。焦化、低溫?zé)峤馀c不同煤氣化技術(shù)之間的組合應(yīng)用技術(shù)以及污染物控制技術(shù)方面要有重大突破和集成。在高效除塵、脫硫、脫硝，酚氨回收、廢水制漿、活性炭吸附等污水處理以及大型氣化爐、熱解爐、合成塔、廢熱鍋爐技術(shù)方面要形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的潔凈煤轉(zhuǎn)化升級(jí)技術(shù)。

3.7 突破低階煤分級(jí)分質(zhì)利用熱解技術(shù)

低階煤分級(jí)分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)綜合利用是一項(xiàng)具有發(fā)展前景的煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)，特別對(duì)含油率較高的低階煤，經(jīng)低溫(500～600 ℃)熱解，獲得焦油、煤氣等輕質(zhì)組分，同時(shí)獲得熱值較高的固體清潔燃料(半焦)。煤氣可用于制氫或甲烷化以及其他化學(xué)品。半焦比原煤熱值更高、更潔凈，既可氣化生產(chǎn)合成氣，繼而生產(chǎn)化工產(chǎn)品，又可作為優(yōu)質(zhì)民用燃料和電廠燃料，從而實(shí)現(xiàn)煤的分質(zhì)分級(jí)高效清潔利用。提升集成煤焦油精制重整產(chǎn)品鏈技術(shù)。低溫?zé)峤獾玫降慕褂彤a(chǎn)品深加工與高溫焦油不一樣，煤焦油加工向精細(xì)化工、染料、醫(yī)藥等方面延伸，精加工向燃料油方面發(fā)展。煤焦油分離和利用的重點(diǎn)由高含量組分轉(zhuǎn)向低含量組分方面研發(fā)，獲得生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品所需的高附加值成分和新工藝。利用煤焦油加氫精制和加氫裂化的方法來生產(chǎn)滿足環(huán)保要求的石腦油、柴油產(chǎn)品是煤炭資源更合理利用的發(fā)展方向。

3.8 控制三廢排放

煤化工項(xiàng)目在環(huán)保節(jié)能減排控制技術(shù)方面要加大力度，完善污染物排放強(qiáng)度低的升級(jí)工藝，在污染控制技術(shù)開發(fā)(如廢水處理技術(shù)、廢水處置方案、結(jié)晶鹽利用與處置方案)方面要勇于承擔(dān)環(huán)保示范任務(wù)。以資源高效和循環(huán)利用為核心，堅(jiān)持減量化、再利用、再循環(huán)的原則，注重推進(jìn)資源、能源節(jié)約和推行清潔生產(chǎn)，降低廢棄物產(chǎn)出率，加強(qiáng)“三廢”治理和循環(huán)利用，最大限度地降低污染物和二氧化碳的排放量。加強(qiáng)對(duì)二氧化碳捕集與封存、利用技術(shù)的研究，使之盡快成為解決煤化工產(chǎn)業(yè)溫室氣體排放問題的重要配套技術(shù)。新建示范工程在大氣污染物和污水排放方面要符合最嚴(yán)格的環(huán)保要求，廢渣全部無害化處理或資源化利用，推廣利用廢水制水煤漿、空氣冷卻等節(jié)水型技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)環(huán)?？刂脐P(guān)鍵技術(shù)和裝備制造國產(chǎn)化。

4 結(jié)語

在“十三五”開局之年，現(xiàn)代煤化工技術(shù)創(chuàng)新肯定會(huì)面臨很多新挑戰(zhàn)、新困難，同時(shí)也會(huì)迎來新的戰(zhàn)略機(jī)遇，只要堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，全面解決“十二五”煤化工存在的各類問題，在煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)、核心工藝技術(shù)、高端產(chǎn)品技術(shù)、裝備制造技術(shù)以及環(huán)?？刂萍夹g(shù)方面取得創(chuàng)新重點(diǎn)突破，現(xiàn)代煤化工才能在創(chuàng)新升級(jí)中得到生存和發(fā)展。

[1]韓曉剛，曾磊.預(yù)處理-SBR工藝處理甲醇生產(chǎn)廢水工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)試[J].水處理技術(shù)，2012，37(7)：121-124.

[2]劉培青，李巖巖，等，固定化微生物技術(shù)處理甲醇廢水[J].遼寧化工，2012，40(12)：38-40.

Reflection and Innovation of Modern Coal Chemical Industry under the New Normal Condition

WANG Shou-jian

(ChinaNationalChemicalEngineeringCo.,Ltd.,Beijing100007China)

Under the new normal condition, the modern coal chemical industry can only survive and develop through innovation and upgrading by making breakthrough in the clean coal conversion technology, core technology, high-end products, manufacturing technology, environment protection and control technology.

coal chemical industry; core technology; product technology; manufacturing technology; innovation and upgrading

汪壽建(1956年-)，男，江蘇無錫人，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國化學(xué)工程股份有限公司總工程師，長期從事化工、煤化工工程設(shè)計(jì)、開發(fā)及技術(shù)管理工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.001

TQ 541

A

1004-8901(2016)06-0001-07

2016-08-30