淺談我國(guó)煤化工工業(yè)發(fā)展現(xiàn)況及未來發(fā)展趨向

文/王欣桐（安徽節(jié)源環(huán)?？萍加邢薰荆?/p>

煤化工是將煤應(yīng)用作原料，通過一系列加工利用過程實(shí)現(xiàn)煤綜合利用的產(chǎn)業(yè)，其主要的加工利用單元包含煤的焦化、煤的氣化、煤的液化以及煤焦油加工、煤基甲醇制備烯烴、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和多聯(lián)產(chǎn)等多種反應(yīng)單元[1]。大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，不僅符合我國(guó)現(xiàn)階段資源結(jié)構(gòu)特征，有利于能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，又可通過提供潔凈能源，有效地緩解國(guó)家關(guān)鍵資源對(duì)外的依賴程度。

一、煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)況

傳統(tǒng)煤化工工業(yè)中主要有煤制焦炭、煤間接液化，為農(nóng)業(yè)、鋼鐵等行業(yè)提供原料補(bǔ)給；新型煤化工工業(yè)一般主要以低煤化度的褐煤為原材料，主要包括煤氣化工藝、煤制油工藝以及煤氣化聯(lián)合發(fā)電技術(shù)等[2]，提升了煤炭經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，所制得的大部分產(chǎn)品在我國(guó)屬市場(chǎng)急需的戰(zhàn)略型物資，因而得到國(guó)家大力支持與發(fā)展[3]。

1.傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)況

（1）煤的焦化。我國(guó)是世界焦炭產(chǎn)量大國(guó)，煉焦技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)中最早應(yīng)用的煤化工技術(shù)，其主要生產(chǎn)過程是通過煤炭干餾制取焦炭，同時(shí)在化產(chǎn)工藝中產(chǎn)生相應(yīng)副產(chǎn)品，例如焦?fàn)t煤氣、三苯、苯酚等。我國(guó)雖在焦化工業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)量上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但行業(yè)的集中程度較低；雖然其相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)能力早已超過3 億噸/年，占到世界總產(chǎn)量50%以上[4]，但在煤焦油的加工綜合利用等方面的核心競(jìng)爭(zhēng)力較低。

（2）煤的間接液化。煤間接液化技術(shù)的主要生產(chǎn)過程是先通過煤和水蒸氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生水煤氣（CO 和H2混合的合成氣），后在相應(yīng)的溫度及壓力條件下定向催化反應(yīng)生成相應(yīng)液體燃料。相關(guān)技術(shù)研究在我國(guó)開展于20 世紀(jì)50 年代，在國(guó)家政策的大力支持下，得到了一定程度發(fā)展。目前我國(guó)已建或在建的煤炭間接液化項(xiàng)目主要有內(nèi)蒙古伊泰間接液化煤制油項(xiàng)目、神華鄂爾多斯間接液化煤制油項(xiàng)目等，從短期來看，這些項(xiàng)目可能在技術(shù)或環(huán)境方面產(chǎn)生一些負(fù)面的影響，但從長(zhǎng)期來看，它們將為我國(guó)煤液化相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

2.新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)況

（1）煤氣化。煤氣化是通過缺氧條件下煤炭的不完全燃燒過程，生成CO、H2等多種化學(xué)燃料。我國(guó)的煤氣化工藝技術(shù)的應(yīng)用主要集中體現(xiàn)在合成氨工藝，甲醚、甲醇、甲醛等化產(chǎn)品制備上。當(dāng)前完全應(yīng)用于煤氣化產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)有3 種，分別為固定床氣化技術(shù)（德國(guó)魯奇爐）、流化床氣化技術(shù)（灰熔聚）及氣流床氣化技術(shù)（德士古、殼牌氣化爐）[5]。

（2）煤直接液化。煤直接液化是通過溶劑抽提的方式或在高溫高壓催化條件下，利用煤質(zhì)加氫讓煤中復(fù)雜的有機(jī)化合物分解，改變煤的H/C 比，最終轉(zhuǎn)化成為液體燃料。在未來石油資源日益緊張的前提下，煤基液化燃料將逐步替代目前的天然石油，對(duì)于穩(wěn)定國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義。近年來，我國(guó)煤制油工業(yè)化示范類項(xiàng)目相繼成功試車并產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)油品，反映煤制油技術(shù)工業(yè)化步伐正在加快[6]。

（3）煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)。IGCC（煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電）是利用煤氣化技術(shù)為支撐的聯(lián)合發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用以及高效的節(jié)能減排。聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是將能源高效轉(zhuǎn)化與化產(chǎn)品的生產(chǎn)相結(jié)合的技術(shù)體系，降低了對(duì)原料的需求，將獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)重組后簡(jiǎn)化，最終降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了各方資源的綜合化利用。我國(guó)對(duì)IGCC 及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究始于20 世紀(jì)80 年代初期，從20 世紀(jì)90 年代開始就組織開展了IGCC 電站的研究，分析評(píng)估相關(guān)指標(biāo)。

二、煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨向

隨著我國(guó)工業(yè)化、城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程加快，人們的環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，社會(huì)技術(shù)層次不斷提升，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境不斷改善，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展將繼續(xù)發(fā)揮自身的資源優(yōu)勢(shì)，以優(yōu)化能源供給為手段，以高效綠色綜合利用為途徑，保障社會(huì)安定有序、國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，其未來在我國(guó)發(fā)展趨向主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

1.產(chǎn)量增加和規(guī)模擴(kuò)大

隨著我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求，我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)逐步向裝置大型化的方向發(fā)展。例如，2008年國(guó)家甲醇年產(chǎn)能約為400 萬噸，而后三年內(nèi)我國(guó)甲醇項(xiàng)目年總產(chǎn)能已激增至約1200 萬噸，其中大規(guī)模企業(yè)的比例明顯增加。在國(guó)際大環(huán)境下，我國(guó)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)及裝備，培育出世界級(jí)煤化工產(chǎn)業(yè)以及具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的大型工廠，如年產(chǎn)量百萬噸產(chǎn)品的工廠等，在未來可能實(shí)現(xiàn)。

2.技術(shù)進(jìn)步和裝備國(guó)產(chǎn)

除發(fā)展傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)外，我國(guó)繼續(xù)大力發(fā)展以能源綜合潔凈利用為主的產(chǎn)業(yè)，并配套建設(shè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大型工廠，如煤液化、合成氣制備液體燃料以及化工原材料等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。企業(yè)未來將成為煤化工產(chǎn)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的載體，投資開發(fā)先進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)及新型裝備，同時(shí)更加注重核心技術(shù)的轉(zhuǎn)化過程。盡管在單套設(shè)備制造、關(guān)鍵設(shè)備規(guī)模及壽命等方面，國(guó)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的水平與世界先進(jìn)的裝備制造水平仍存在差距，未來工藝進(jìn)步和裝備國(guó)產(chǎn)化仍是我國(guó)煤化工發(fā)展的重要方向。通過學(xué)習(xí)引進(jìn)，我國(guó)擁有成套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備對(duì)外輸出也成為可能。

3.節(jié)能減排和資源集約

煤化工在生產(chǎn)過程中，將消耗大量的能源，產(chǎn)生大量的污染物，新型煤化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)樹立低碳理念指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)與CO2捕集利用與封存（CCUS）一體化發(fā)展[7]。從能源- 資源- 環(huán)境一體化角度，高度優(yōu)化解決煤炭轉(zhuǎn)化中高效、潔凈和經(jīng)濟(jì)三大問題[8]，應(yīng)是今后行業(yè)發(fā)展需要考慮的重點(diǎn)。未來煤化工發(fā)展應(yīng)以綠色高效、循環(huán)利用為核心，穩(wěn)步推進(jìn)資源集約化和生產(chǎn)清潔化，并加強(qiáng)“三廢”排污治理和資源循環(huán)綜合利用，最大限度降低污染物的排放。

4.產(chǎn)能淘汰和提質(zhì)增效

據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，工業(yè)用煤量將會(huì)在2020 年前增速提升，年均增速將會(huì)達(dá)到16.5%，之后增速放緩，2020 年至2025 年間的年均增速降至0.96%。提高能源的轉(zhuǎn)換效率不僅可提供相應(yīng)收益，還可節(jié)省煤炭的消耗。山西焦化集團(tuán)近年來致力于自主淘汰落后產(chǎn)能，積極推動(dòng)行業(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提倡傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，隨著化肥廠的關(guān)停，擁有43年歷史的山西焦化集團(tuán)落后產(chǎn)能全部關(guān)停[9]。在淘汰落后產(chǎn)能的同時(shí)，山西焦化集團(tuán)先后建成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的6 座KN60 型的節(jié)能環(huán)保焦?fàn)t，同步建成國(guó)際領(lǐng)先、單套加工規(guī)模最大的30 萬噸煤焦油加工裝備及自主技術(shù)研發(fā)的焦?fàn)t煤氣配水煤氣制甲醇裝置，并通過這一改造，極大地優(yōu)化和改善能源利用效率，響應(yīng)國(guó)家能源和環(huán)保政策，真正地做到節(jié)能減排。

三、結(jié)語

我國(guó)是在“缺油、少氣、富煤”的背景下大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的，由于煤炭利用過程會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，我國(guó)煤化工工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)綠色發(fā)展要立足于各項(xiàng)成熟的單項(xiàng)技術(shù)，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局，發(fā)展新型的煤化工技術(shù)，走科技水準(zhǔn)高、資源消耗低、環(huán)境影響小、經(jīng)濟(jì)效益好的創(chuàng)新發(fā)展之路。