現(xiàn)代煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

楊彥華

摘要：近年來，國內(nèi)煤炭市場價格相對較低，與國際油價保持一個較高的水平價格運行，所有的人只關(guān)注燃煤污染，預計用煤炭代替石油，可以更好地促進新煤化工行業(yè)的成長。本文首先對中國新煤化工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜合分析，其重點是研究新煤化工的關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破和示范項目的最新情況;其次，梳理和分析了各個時間段新型煤化工行業(yè)的政策框架和標準。

關(guān)鍵詞：新型煤化工;行業(yè)現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

引言

我國煤炭資源儲量十分豐富，是我國主要能源，占總能源的2/3，煤炭的大量使用在促進經(jīng)濟快速發(fā)展的同時極大地提高了人民的生活水平，為社會發(fā)展做出了巨大貢獻。但是煤炭在燃燒過程中排放的NOX，SOX、COX以及重金屬、二惡英等有害物質(zhì)，對環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞。

1傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)

傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)主要是通過煤炭焦化和煤炭氣化來生產(chǎn)甲醇、電石和合成氨等產(chǎn)業(yè)。我國傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)起步于20世紀40年代，隨著經(jīng)濟規(guī)模不斷增大，市場需求增加，我國傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)取得長足發(fā)展，但隨著生產(chǎn)規(guī)模的急劇增加和宏觀經(jīng)濟的低迷，傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)均已呈現(xiàn)產(chǎn)能過剩的局面，整體開工率不足70%。

煤焦油作為煤在干餾和氣化過程中的副產(chǎn)混合物，其中很多化合物是塑料、合成纖維、燃料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多芳烴化合物是石油加工無法生產(chǎn)和替代。

1.1中低溫煤焦油綜合利用

中低溫煤焦油是煤氣化生產(chǎn)半焦以及低階煤加工改質(zhì)過程中的副產(chǎn)品，主要組分為脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環(huán)烷烴、堿類、芳香族和類樹脂物，其中酚及其衍生物質(zhì)量含量可達10%～30%，烴狀烴大約20%，重油（焦油瀝青）的含量相對較少。據(jù)統(tǒng)計，全國中低溫煤焦油產(chǎn)量已接近400萬t/a，中低溫煤焦油深加工主要可分為精細化工路線和加氫路線。精細化工路線是逐級分離煤焦油所含組分，但這路線除了酚類外，其余單體組分含量較少，分布分散，進行單體分離的經(jīng)濟效益不好，發(fā)展較慢，目前僅有法國的馬里諾走中低溫煤焦油精細化工路線。加氫工藝是在一定溫度、壓力及催化劑作用下，將煤焦油所含的硫、氮等雜原子脫除，并將其中的芳烴類化合物飽和，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油和柴油的過程。

1.2高溫煤焦油綜合利用

高溫煤焦油是煤在高溫干餾和氣化過程中的副產(chǎn)品，產(chǎn)率大約占煉焦干煤的3.5%～4.0%左右，其成分主要為芳香族化學物質(zhì)、雜環(huán)化合物及含量為54%～56%的瀝青。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國煤焦油產(chǎn)量約2000萬噸。我國高溫煤焦油的消費市場主要分為4部分：高溫煤焦油深加工，加氫生產(chǎn)燃料油，制備炭黑、陶瓷、玻璃等原料和燃料，出口。隨著，環(huán)保意識增強和我國高溫煤焦油深加工能力提高，以高溫煤焦油作燃料和出口量越來越少。

高溫煤焦油深加工是指通過分餾的方式將高溫煤焦油中的化學品分離，生產(chǎn)輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油等貴重餾分，再對各餾分進行深加工制取苯、萘、酚等芳烴類化工原料及中間體。主要由煤焦油預處理、蒸餾和精餾三部分組成。其中煤焦油蒸餾是煤焦油加工的龍頭，其蒸餾裝置水平往往是衡量煤焦油加工技術(shù)先進程度，現(xiàn)國內(nèi)煤焦油蒸餾技術(shù)有常壓蒸餾法、減壓蒸餾法和常減壓蒸餾法。

加氫生產(chǎn)燃料油是近年來新開辟的提升高溫煤焦油附加值的路徑，其原理與中低溫煤焦油加氫反應(yīng)原理一樣。只是由于高溫煤焦油中多環(huán)芳烴含量較高，碳氫比較大，粘度大，加氫難度更大。目前，常用的工藝是切尾餾分加工工藝，如黑龍江寶泰隆公司、河南利源煤焦集團、邯鄲鑫盛能源科技有限公司等公司已采用該工藝生產(chǎn)燃料油，并取得良好經(jīng)濟效益。同時成都淘鴻科技有限公司開發(fā)了高溫煤焦油加氫聯(lián)產(chǎn)針狀焦生產(chǎn)工藝，將加氫尾油用作溶劑-沉降法精制煤焦油瀝青的溶劑，改善精制瀝青炭化質(zhì)量。

2煤化工技術(shù)現(xiàn)狀

煤化工是指通過化學加工處理將煤轉(zhuǎn)變成氣、液、固態(tài)燃料和化工產(chǎn)品的過程，傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)包括煉焦、電石以及焦油加工等。

2.1煉焦

在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中，煉焦是應(yīng)用最早的工藝，它是指煤在隔絕空氣的條件下，加熱升溫至900℃左右，通過熱分解和結(jié)焦生成焦炭，同時回收粗煤氣、焦油和其它副產(chǎn)品的工藝。煉焦過程分為備煤、煉焦、凈化煤氣三個階段，具體流程為進廠煤炭經(jīng)配煤、粉碎得到特定指標的入爐煤后，進入煤塔，采用搗固方式推入炭化室高溫煉焦，焦炭經(jīng)濕法熄焦、晾焦得到焦炭、焦爐煤氣，焦炭作為高爐煉鐵的主要原料廣泛用于鋼鐵行業(yè)，焦爐煤氣一部分作為高熱值燃料，一部分經(jīng)脫硫、脫氨、脫笨等工藝得到輕苯、硫銨、焦油、甲醇等化工產(chǎn)品，同時減少了污染物排放。

2.2煤炭氣化

煤炭氣化是以氧或氫作介質(zhì)，在一定溫度和壓力下將固體煤轉(zhuǎn)化為CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的合成氣，再對合成氣進行深加工，制取其它產(chǎn)品。煤炭氣化一般分為地上和地下氣化兩種，具體氣化過程是煤首先經(jīng)氣化干燥后，繼續(xù)升溫至一定溫度，煤分子開始分解，生成焦油、干餾煤氣等揮發(fā)性物質(zhì)，同時煤變成半焦狀態(tài);繼續(xù)升溫條件下，與氣化劑反應(yīng)生成粗煤氣（CO、CO2、N2、H2S、CH4等為主）。

2.3煤炭液化

煤液化是制取石油替代品的一種技術(shù)手段，是當前煤化工的一個發(fā)展熱點，它有兩種不同的路線，一種是直接液化，另一種是間接液化。

直接液化是把煤炭磨成煤粉與溶劑配成油煤漿，在400℃、150kPa條件下催化加氫液化，生產(chǎn)含芳烴較高的粗油品，再經(jīng)進一步加氫得到可使用油品。這種路線回收率較高，但操作條件苛刻。目前引領(lǐng)煤液化發(fā)展方向的技術(shù)包括工藝簡單、產(chǎn)物雜原子含量低的德國IGOR工藝、以生產(chǎn)重質(zhì)燃油為目的的美國SRC工藝、解決了催化劑鉬的回收的俄羅斯低壓加氫液化技術(shù)等。

3我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

3.1構(gòu)建全新煤化工技術(shù)體系

按照“能源與資源的高效轉(zhuǎn)化與綜合利用、清潔生產(chǎn)和資源的循環(huán)利用”發(fā)展原則，加大煤化工技術(shù)之間耦合，將焦爐煤氣加工利用產(chǎn)業(yè)延伸到碳一化工領(lǐng)域，煤焦油加工利用產(chǎn)業(yè)延伸到煤液化和精細化工生產(chǎn)領(lǐng)域;并利用IGCC發(fā)電技術(shù)是碳一化工領(lǐng)域與煤液化和精細化工生產(chǎn)領(lǐng)域之間耦合，共同構(gòu)建具有時代特征的煤化工體系。

3.2加大技術(shù)研發(fā)力度

技術(shù)創(chuàng)新是提高產(chǎn)業(yè)核心競爭的中心環(huán)節(jié)，建議站在國家能源安全戰(zhàn)略高度上大力扶持具有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開發(fā)、推廣，積極推廣關(guān)鍵裝備和技術(shù)的自主化進程;支持建立健全現(xiàn)代煤化工技術(shù)和裝備創(chuàng)新體系，進行跨地區(qū)、跨行業(yè)的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。煤化工企業(yè)應(yīng)該吸收、消化國外先進技術(shù)，增強其自主創(chuàng)新能力，新增產(chǎn)能應(yīng)該以提高高端產(chǎn)品自給率、建設(shè)高水平的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)為目標。

3.3加大新型環(huán)保技術(shù)研發(fā)

對目前煤化工項目中常用廢水零排放工藝核心技術(shù)進行研發(fā)，開發(fā)高效同步脫鈣、鎂、硅一級反滲透工藝，優(yōu)化現(xiàn)有二級反滲透工藝，建立高效、經(jīng)濟、穩(wěn)定的煤化工高鹽廢水回用工藝;研發(fā)以高級氧化技術(shù)為主的廢水凈化技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，控制反滲透濃水機械蒸發(fā)過程中的揮發(fā)性氣體污染;研發(fā)新型、節(jié)能、高效濃鹽水機械蒸發(fā)設(shè)備+蒸發(fā)塘聯(lián)用技術(shù)，真正做到廢水零排放，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護齊頭并進。

結(jié)語

總體來說，煤化工技術(shù)在我國起步較晚，但發(fā)展較快，目前已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)，它的發(fā)展符合我國“富煤少油缺氣”的現(xiàn)狀，在經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展中起著十分重要的作用。

參考文獻

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（作者單位：大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責任公司）