煤制油化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)措施

竺翔宇

【摘 要】目前，我國煤炭技術(shù)水平不斷提高，已經(jīng)具備了一些先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。在煤制油化工生產(chǎn)中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些污染問題，為了滿足煤炭清潔利用目的，加強(qiáng)工藝創(chuàng)新與環(huán)境保護(hù)具有重要作用。本文主要對煤制油化工生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及環(huán)境保護(hù)策略展開探討。

【關(guān)鍵詞】煤化工；煤制油；化工生產(chǎn)；環(huán)境保護(hù)

煤炭的不合理利用為城市環(huán)境帶來了巨大的環(huán)境壓力，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，需要努力實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)革命。在很多煤炭生產(chǎn)基地中，可以使用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行煤炭清潔利用，逐步減輕環(huán)境壓力。為了更好地實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用的目標(biāo)，還需要付出更多努力。

一、煤制油化工生產(chǎn)現(xiàn)狀

首先，傳統(tǒng)煤化工生產(chǎn)過剩、供過于求。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國傳統(tǒng)煤化工發(fā)展穩(wěn)定上升，總產(chǎn)量趨于過剩，市場關(guān)系明顯供過于求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在2017年，我國煤炭整體消耗六億t左右，但是傳統(tǒng)煤化工總體產(chǎn)量卻達(dá)到了將近七億t，總體產(chǎn)量超出需求將近17%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過市場需求。另外，由于市場上，石油制品與煤炭制品價(jià)格上的差異比較明顯，使得從消費(fèi)者的角度出發(fā)都傾向于選擇價(jià)格相對低廉的煤炭制品。我國是資源消耗大國，再加上價(jià)格方面的差異性，因此在價(jià)格和市場的推動(dòng)下，使得煤化工產(chǎn)業(yè)不斷地深化改革創(chuàng)新，經(jīng)過了多年的發(fā)展，新型煤化工產(chǎn)業(yè)也是遍地開花，取得了不菲的成績。

二、煤制油化工生產(chǎn)主要工藝技術(shù)

（一）煤制油費(fèi)托合成產(chǎn)物烯烴分離工藝

我國的能源資源總量中，煤炭儲(chǔ)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石油和天然氣的儲(chǔ)量。將煤以費(fèi)托合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)液體油品轉(zhuǎn)化，是緩解人民日益增長的石油能源需求和供應(yīng)總量矛盾的有效手段。當(dāng)前，雖以煤為原料的費(fèi)托合成法制取輕質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的油品成本較高，在經(jīng)濟(jì)合理性上還不能與石油化工產(chǎn)品相競爭，但對諸如我國能源結(jié)構(gòu)這樣的具有豐富煤炭資源而石油資源相對匱乏的國家或地區(qū)而言，這是解決燃料的需要的有效補(bǔ)充手段。在其技術(shù)的應(yīng)用過程中，其費(fèi)托合成物中除含有汽油、柴油外，還存有大量的優(yōu)質(zhì)烯烴，基本不含有S、N、CnH（2n-2）等，經(jīng)精餾工藝的再加工可以出a-烯烴。同時(shí)，又以在精餾過程中可以實(shí)現(xiàn)對不同碳鏈長度的高濃度的生產(chǎn)能力，使費(fèi)托合成產(chǎn)物烯烴分離工藝具有了較為廣闊的市場應(yīng)用前景。

（二）煤制油直接液化技術(shù)

所謂的直接液化技術(shù)質(zhì)的是當(dāng)煤處于一定的溫度和壓力環(huán)境下，（通常溫度在四百到四百七十?dāng)z氏度左右，壓力在十八到三十帕）進(jìn)行催化加氫裂化成液態(tài)烴類物質(zhì)，產(chǎn)生數(shù)量較少的氣態(tài)的烴，同時(shí)將其中的氮、氧、硫等沒有必要的原子分離出來進(jìn)而進(jìn)行深度轉(zhuǎn)化的過程。

（三）間接液化化工工藝

跟直接液化工藝的不同之處是煤炭間接液化工藝的轉(zhuǎn)化過程，間接液化工藝的原料是煤炭，然而其是先借助物理手段轉(zhuǎn)化為氣體，再借助物理方式與化學(xué)方式轉(zhuǎn)化為液體。具體來講，其制作程序是先轉(zhuǎn)化煤炭為一氧化碳，再借助氫氣對其實(shí)施脫氧和脫硫處理，最后借助氫氣與催化劑轉(zhuǎn)化為液態(tài)的煤炭，該過程的進(jìn)行需要高壓與高溫環(huán)境的支持。對于煤炭間接液化工藝技術(shù)來講，其需要的原料要求不高，當(dāng)今國內(nèi)很多的煤炭類別都能夠應(yīng)用這種工藝技術(shù)。煤炭在氣化之后還應(yīng)凈化處理氣體，從而將雜質(zhì)灰塵等氣體去除，進(jìn)而防止反應(yīng)當(dāng)中其他化學(xué)反應(yīng)的形成。這種技術(shù)有別于直接液化工藝，其要求15個(gè)到40個(gè)的大氣壓和大約250℃的高溫環(huán)境。

三、煤制油環(huán)境保護(hù)措施

（一）廢水零排放措施

煤制油工藝的廢水成分復(fù)雜，主要需要處理氣化廢水、合成廢水、其他工藝排放的生產(chǎn)廢水、初期雨水以及生活污水，需要去除廢水中油類物質(zhì)、氰化物、酚、氨和懸浮物等。為了最大限度地減少污染，符合國家環(huán)保要求，各大企業(yè)都在開展廢水處理方面的研究，其中實(shí)現(xiàn)廢水零排放為最終目標(biāo)。要想從源頭進(jìn)行保障，就必須要開辟第二水源。如果能夠?qū)⑻烊坏慕邓⒌V井水以及自來水、地下水等水源都利用起來，拓展為可用的水源，不僅能夠滿足煤化工業(yè)企業(yè)的巨大的用水量，確保穩(wěn)定的水量供給，還能夠節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高企業(yè)效益。另外，新型煤化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢水零排放最終還是要靠技術(shù)來解決。通過對新型技術(shù)的深入研究，解決其中的技術(shù)性難題，尋找更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、更加高效的滲透膜，降低廢水處理中的能耗，提高廢水處理效率。除此之外，還要對于系統(tǒng)生產(chǎn)操作中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估和分析，避免在廢水處理工藝中產(chǎn)生二次污染，從而對環(huán)境造成污染，讓廢水處理項(xiàng)目功虧一簣。

（二）脫硫、脫硝、除塵。

煤制油化工生產(chǎn)企業(yè)脫硫采用石灰石-石膏法、脫硝采用選擇性非催化還原，除塵采用多電場靜電除塵器。脫硫使用的原材料外進(jìn)，剩余物石膏送磚廠作為原材料使用；脫硝采用的SNCR法以氨水作為還原劑，以噴射方式進(jìn)入爐膛中，使NOx得以還原。脫硝使用的氨水來源于熄焦工段煤氣處理過程中得到的副產(chǎn)品氨水，將氨水濃度提高至18%以上，運(yùn)至脫硝車間備用。除塵使用的電除塵，用電來源主要來源于企業(yè)自備電廠，價(jià)格相對較低，在同等費(fèi)用條件下，電場強(qiáng)度可滿足于除塵需要，同時(shí)安裝污染物排放在線監(jiān)測裝置，對污染物的排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證污染物的達(dá)標(biāo)排放。

（三）推廣煤制油工藝的發(fā)展

在綠色低碳發(fā)展、環(huán)保法規(guī)要求趨嚴(yán)等推動(dòng)下，我國油品質(zhì)量升級步伐加快，油品質(zhì)量升級更有利于煤液化產(chǎn)品優(yōu)勢的發(fā)揮。自2014年初起我國全面執(zhí)行國Ⅳ汽油標(biāo)準(zhǔn)，其中硫含量降至50ppm；2014年底開始執(zhí)行國Ⅳ柴油標(biāo)準(zhǔn)，硫含量同樣降至50ppm；同時(shí)，2017年底汽柴油達(dá)到國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，硫含量降至10ppm，油品質(zhì)量對霧霾天氣的整體影響將明顯下降。煤液化產(chǎn)品普遍具有低硫或無硫、無氮和無重金屬等有害雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，可大大減少PM2.5的污染，是典型的優(yōu)質(zhì)清潔燃料。直接液化和間接液化生產(chǎn)的柴油硫含量低于1ppm，氮含量低于1ppm，在當(dāng)前油品質(zhì)量升級環(huán)境下，發(fā)展煤制油能夠提供優(yōu)質(zhì)清潔油品，減少油品使用對霧霾天氣的影響，緩解我國部分地區(qū)的大氣污染問題。

（四）完善煤化工環(huán)境制度

第一，由政府部門和企業(yè)共同合作，優(yōu)化產(chǎn)品項(xiàng)目規(guī)范，集中研發(fā)和發(fā)展幾個(gè)最有前景的技術(shù)，避免煤化工技術(shù)盲目發(fā)展。并且在扶植煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，要篩選企業(yè)，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模化。第二，完善產(chǎn)業(yè)鏈的配套建設(shè)，包括設(shè)備的研發(fā)建設(shè)、法律法規(guī)的制定、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的建設(shè)，不能讓煤化工技術(shù)單一發(fā)展，孤立應(yīng)用。第三，結(jié)合需求設(shè)計(jì)產(chǎn)品發(fā)展的周期，根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益、發(fā)展前景、節(jié)能減排等多元化的需求評估項(xiàng)目，分析哪些技術(shù)需要重點(diǎn)投資發(fā)展，哪些技術(shù)需要即時(shí)淘汰止損。

四、結(jié)語

國內(nèi)原油供應(yīng)增速低于需求增速、原油對外依存度高，煤制油是保障國家能源安全的有效補(bǔ)充。為了保證煤制油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，做好工藝創(chuàng)新與環(huán)境保護(hù)是新時(shí)期煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃格省，李雪靜，楊延翔，等.我國煤制油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2017，35（06）：421-428.

[2]黃潛.煤制油化工企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)及安全管理研究[J].山西化工，2017，37（04）：90-92.

[3]徐航.煤制油技術(shù)分析[J].石化技術(shù)，2016，23（08）：63-64.