淺談國內(nèi)煤化工技術的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

夏東進

摘? ?要：煤炭作為世界上儲量最豐富的資源，煤經(jīng)過煤化工技術能加工成液體、固體和氣體燃料，也能生產(chǎn)各種化工反應所需的化工原材料，煤化工的發(fā)展能媲美石油化工和天然氣發(fā)展。在我國，煤化工行業(yè)占據(jù)比較重要的地位，推動我國經(jīng)濟水平大力發(fā)展。煤化工技術是將原料煤變?yōu)榕c人們生活息息相關的必需品。本文介紹了煤化工在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了煤焦化、煤氣化和煤炭化的技術現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向。并結(jié)合國內(nèi)情況，提出了現(xiàn)代煤化工的發(fā)展方向。

關鍵詞：煤化工? 煤焦化? 煤氣化? 煤液化

中圖分類號：TD78? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0039-02

根據(jù)煤化工的進展情況，國內(nèi)將煤化工行業(yè)分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工。最初的煤化工由于生產(chǎn)技術比較落后，不能充分利用煤炭，以至于產(chǎn)生大量廢渣廢氣，嚴重污染環(huán)境，出現(xiàn)霧霾等情況。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們對生活環(huán)境需求的提高，希望能通過一定的手段能改進煤化工的發(fā)展技術，從而改善生活環(huán)境。新型煤化工的發(fā)展正是為響應時代發(fā)展因應而生。將來的煤化工方向應是清潔生產(chǎn)，向著煤制油、煤制新型材料的方向發(fā)展。

1? 煤化工技術現(xiàn)狀

傳統(tǒng)煤化工主要是指利用煤經(jīng)過一定的加工制備農(nóng)業(yè)化肥、焦炭、合成氨等領域，國內(nèi)煤化工產(chǎn)品的產(chǎn)量位居世界前列。但是由于我國社會對煤依賴度較高，大規(guī)模發(fā)展煤化工企業(yè)，而煤化工加工工藝技術水平比較落后，產(chǎn)生的廢氣廢渣無相應的環(huán)保處理措施和回收再利用的加工設備，以至于造成大量的資源浪費，環(huán)境污染嚴重，嚴重影響人們的生活。隨著國內(nèi)科學技術和經(jīng)濟水平的發(fā)展，國家出臺了相關環(huán)保法律法規(guī)，大力整治環(huán)境污染，比如規(guī)劃專門的化工園區(qū)，特別是在長江沿線整體搬遷煤化工廠到化工園區(qū)，形成煤化工產(chǎn)品直接進入下一工廠，煤化工技術也隨之提高，部分落后產(chǎn)能退出，傳統(tǒng)煤化工行業(yè)慢慢開始恢復。

1.1 煤焦化技術現(xiàn)狀

煤炭經(jīng)高溫干餾的工藝過程后，產(chǎn)生煤焦油、煤氣和焦炭，此工藝路線稱為煤焦化。煤焦化的副產(chǎn)物比較多，經(jīng)回收以后可以作為化學產(chǎn)品使用。例如煤焦油作為一種油性液體，含有多種化工原材料苯、蒽、酚等，大量用于制備醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥中間體、炸藥和染料等有機物。煤氣可以用作生活燃氣或作為化工原材料。焦炭可以用作煉鐵工業(yè)，還是制備電石和二極管的原材料。煤焦化隨著科技技術的大力發(fā)展，煤焦化技術發(fā)展趨勢也是向著環(huán)保、低成本、低能耗、高效率的方面發(fā)展。

自20世紀初期以來，隨著經(jīng)濟發(fā)展，鋼鐵行業(yè)的需求量加大，帶動了煤焦化行業(yè)的快速前進。從而出現(xiàn)了煤焦化產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、環(huán)境污染嚴重、浪費煤原料，惡性競爭等問題。2016年，國家頒布了一系列關于焦化行業(yè)的文件，要求大規(guī)模治理京津冀和長三角地區(qū)的環(huán)境污染，采取區(qū)域性根據(jù)鋼產(chǎn)量來定焦炭產(chǎn)量，提高煤炭轉(zhuǎn)化率等措施，淘汰了一大批生產(chǎn)技術落后的煤焦化小企業(yè)，環(huán)境污染問題有所改善。為進一步改善環(huán)保問題和提高煤炭的經(jīng)濟價值，在現(xiàn)階段的煤焦化技術發(fā)展中，主要是通過改造現(xiàn)有焦化爐和新建現(xiàn)代化的焦化爐，如對現(xiàn)有焦化爐加建廢水處理系統(tǒng)，脫硫脫硝尾氣處理系統(tǒng)等，新建焦爐采用大型頂裝焦爐等。在對設備進行改造時，開發(fā)新的煤焦化工藝，比較先進的煤焦化工藝有搗固煉焦技術等[1]。

1.2 煤液化技術現(xiàn)狀

煤液化是將煤炭在一定溫度壓力的條件下轉(zhuǎn)化生成化工原材料或者化工產(chǎn)品的煤技術路線，加工過程和產(chǎn)品都屬于比較干凈的工藝路線。煤液化根據(jù)化學反應的路線不同，可分為直接液化反應和間接液化反應。

煤直接液化是在高溫高壓的條件直接加氫液化形成油品。德國是最早開發(fā)煤液化技術的，隨后美國、日本、加拿大等國家也相繼發(fā)展煤液化技術。目前，國內(nèi)外煤直接液化的技術方法主要有氫煤法、日本NEDOL NEDOL 液化工藝、供氫溶劑法、聯(lián)合加工法和英國HTI液化工藝。煤間接液化和煤直接液化的相同點都是以煤為原料，形成產(chǎn)品，不同點是直接法是煤氣化直接成產(chǎn)品，而間接法是氣化后再在催化劑的作用下生成烴類、醇類等物質(zhì)。間接法的生產(chǎn)技術工藝雖然比較落后，但是它的產(chǎn)品多，仍有很大的發(fā)展空間。煤間接液化的技術手段主要有SMDS 技術、MTG 合成技術、費托合成法、薩索爾公司的煤間接液化工藝、低溫煤間接液化[2]。

煤液化技術的未來發(fā)展方向主要從開發(fā)新型高效的催化劑、新型溶劑和擴大間接液化技術的應用領域等。經(jīng)過幾十年發(fā)展，煤液化技術得工藝路線和環(huán)保也越來越成熟，產(chǎn)品也更完善。

1.3 煤氣化技術現(xiàn)狀

煤氣化是在高溫高壓或常壓的條件下，在氣化劑的作用下，生成氣體產(chǎn)物。煤氣化的產(chǎn)品主要有氨和甲醇。目前，在國內(nèi)，煤氣化的技術種類主要有三大類，第一類是固定床煤氣化技術，主要包括魯奇爐、間歇固定床氣化爐和魯奇改進氣化爐，三種氣化爐各有優(yōu)缺點。魯奇爐反應溫度高，效率高，但是好氧低;間歇固定氣化爐操作簡單，技術落后，污染重;改進魯奇爐效果最好。第二類是氣流床煤氣化技術，此種技術指標都比較好，污染小，氣化效率高，但是要求工藝技術水平高。第三種是流化床煤氣化技術，此種技術可以用在劣質(zhì)煤的煤氣化中，但是氣化率和轉(zhuǎn)化率都不高。煤炭氣化未來發(fā)展理念應是高效、環(huán)保、高產(chǎn)量、低能耗，長期看，開發(fā)煤氣化的清潔能源也是必不可少的。在煤氣化的過程中，還可以通過改變探測儀器和研發(fā)新的工藝路線等提高煤化工氣化產(chǎn)業(yè)[3]。

1.4 新型煤化工

現(xiàn)代煤化工（又稱為新型煤化工）是指以煤為主要原料，采用比較安全環(huán)保的工藝技術對煤進行加工，生產(chǎn)污染小的染料和化學工業(yè)品行業(yè)中的基礎原材料?，F(xiàn)代煤化工的轉(zhuǎn)型發(fā)展方向主要是利用煤制油和烯烴，煤制乙二醇和煤制氣等?，F(xiàn)代煤化工的改進策略主要是依據(jù)國家政策和地區(qū)優(yōu)勢，改變原有落后設備和落后工藝，實現(xiàn)煤化工的可持續(xù)發(fā)展。從2008年神華煤炭直接液化建成到現(xiàn)在，已經(jīng)有10年時間，在這期間煤化工行業(yè)的發(fā)展又取得了非常傲人的成績，攻破了一大批技術難題。包括煤氣化技術工藝、煤制油的直接工藝和間接工藝、大型煤制甲醇工藝技術等技術工藝難題，還研發(fā)出了一大批大型設備用于煤化工生產(chǎn)，提高了煤化工的產(chǎn)能、降低了能耗和提高了媒轉(zhuǎn)化率。國內(nèi)現(xiàn)代化煤化工技術的在清潔高效方面取得了重大突破，技術水平以達到世界先進國家的技術水平。現(xiàn)代煤化工的發(fā)展要依據(jù)相關國家政策導向，統(tǒng)籌規(guī)劃，充分發(fā)揮地域特點優(yōu)勢，注重人才引進，合理規(guī)劃開發(fā)煤化工產(chǎn)業(yè)鏈。在發(fā)展技術工藝時，要開發(fā)污染小，產(chǎn)品質(zhì)量純，技術路線安全可靠，研發(fā)專門的廢水廢渣處理工藝，或者是將廢水廢渣充分利用形成產(chǎn)品。注重對能源的充分利用，提高煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的高效率，減少環(huán)境污染。

2? 結(jié)語

隨著對煤炭資源的不斷開掘和開發(fā)，煤炭儲量正在逐漸減少，如果我們不能充分發(fā)揮煤炭資源的利用率，我們將會面臨比較嚴重的能源危機。因此在煤化工的發(fā)展過程中，我們要不斷開發(fā)高效低污染、高利用率、高轉(zhuǎn)化率、高安全性的煤化工工藝技術路線，而且還要符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略路線，在人們的不斷努力下，煤化工正向著我們希望的方向發(fā)展。綜上所述，促進煤化工的發(fā)展，需要人們的努力，要根據(jù)國家政策不斷調(diào)整煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，促進產(chǎn)業(yè)鏈的升級，減少環(huán)境污染，才能使煤化工行業(yè)蓬勃發(fā)展。在解決環(huán)保問題的基礎上加快煤化工技術的高效能發(fā)展能拉動國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展。

參考文獻

[1] 李穎.煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與環(huán)境資源約束探討[J].當代化工研究，2018（7）：26-27.

[2] 郭凱.煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與環(huán)境資源約束探討[J].當代化工研究，2017（10）：68-69.

[3] 王俊理.煤化工技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J].世界有色金屬，2017（1）：20-21.