煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)探討

劉國庫

摘 要 居民生活水平的提高和國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了我國煤化工技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)也對(duì)煤化工技術(shù)提出了更高的要求。推動(dòng)我國新型煤化工技術(shù)發(fā)展需要學(xué)習(xí)先進(jìn)煤化工技術(shù)，進(jìn)一步完善我國煤化工技術(shù)體系，基于此，本篇文章簡(jiǎn)單分析了我國煤化工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，深入研究了新型煤化工技術(shù)，希望為后續(xù)國家新型煤化工技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 煤化工技術(shù);發(fā)展;新型煤化工技術(shù)

引言

中國地大物博，擁有的煤炭資源非常豐富，但是國家發(fā)展不僅需要煤炭資源，也需要石油和天然氣，而我國石油資源和天然氣資源并不豐富，近幾年基本都是從國外進(jìn)口這類資源，同時(shí)，城市化進(jìn)程的不斷加快也大大增加了人們對(duì)石油和天然氣的需求量，所以，我國的石油進(jìn)口量和天然氣進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)，為了改善國內(nèi)資源緊缺的情況，技術(shù)人員要學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新煤化工技術(shù)，促進(jìn)我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1煤化工技術(shù)與新型煤化工技術(shù)的簡(jiǎn)介

簡(jiǎn)單來講，煤化工技術(shù)是通過化學(xué)手段加工煤原料，將煤原料轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)燃料的過程，所以煤的氣化、液化、干餾都是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)手段，20世紀(jì)我國的煤化工體系就已經(jīng)發(fā)展的比較完整，完整的煤化工體系實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機(jī)化學(xué)品轉(zhuǎn)變?yōu)槔妹涸线M(jìn)行生產(chǎn)工作的目標(biāo)，所以，這套傳統(tǒng)煤化工體系大大促進(jìn)了我國工業(yè)發(fā)展。改革開放以來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)發(fā)展速度越來越快，傳統(tǒng)的煤化工體系已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，所以，人們開始深入研究新型煤化工技術(shù)，新型煤化工技術(shù)以傳統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，用清潔能源代替石油化工產(chǎn)品，煤燃燒會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，而這種新型煤化工技術(shù)制造的環(huán)保性清潔能源，例如柴油、液化石油氣等等不僅減少了環(huán)境污染，還為煤化工行業(yè)發(fā)展提供了新思路[1]。

2煤化工技術(shù)

煤化工技術(shù)主要是通過化學(xué)手段對(duì)煤炭資源進(jìn)行后期加工，然后將煤炭資源轉(zhuǎn)化為各種固體、液體或者氣體化學(xué)品，但是煤化工技術(shù)加工煤炭資源的過程會(huì)生產(chǎn)出各種類型的化學(xué)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品分類不同，應(yīng)用到的主要加工方式和加工環(huán)境也有所區(qū)別，例如，在不同環(huán)境下進(jìn)行的煤液化工作，最終產(chǎn)出的化學(xué)產(chǎn)品類型也有差異，傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)對(duì)煤炭資源加工后產(chǎn)出的最主要的化學(xué)成品就是氣化合成氨;而新型的煤化工技術(shù)對(duì)煤炭資源進(jìn)行汽化和液化則會(huì)生產(chǎn)出烴基，醇醚燃料等等產(chǎn)品，同時(shí)，新產(chǎn)品的生產(chǎn)加工也為煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新方向。

2.1 煤氣化

煤氣化就是指通過化學(xué)技術(shù)在高溫環(huán)境下對(duì)煤炭資源進(jìn)行碳化學(xué)處理，最終將煤炭資源轉(zhuǎn)化為氣體混合物的過程。要注意的是，在碳化學(xué)處理過程中需要用到大量二氧化碳和空氣，而且碳化學(xué)反應(yīng)需要化學(xué)分解，這個(gè)過程中煤炭資源可以轉(zhuǎn)化為氣體物，但是這些氣體物會(huì)和熱炭發(fā)生均相反應(yīng)。

2.2 煤焦化

煤焦化其實(shí)就是指煤的干餾，工作人員可以通過加熱的方式分解煤炭，但是需要注意的是，煤焦化整個(gè)過程中要避免煤炭資源與空氣接觸。一般來講，煤焦化會(huì)生成煤焦油和焦炭，有時(shí)候也會(huì)生成一些焦?fàn)t氣或者其他煤焦化產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在日常生活和化工生產(chǎn)中都有非常重要的意義，例如，醫(yī)藥行業(yè)和染料行業(yè)都會(huì)用到大量的煤焦油;化工生產(chǎn)常用的吡啶喹啉類化合 物就是煤焦油的主要產(chǎn)物?？偟膩碇v，煤焦油的產(chǎn)業(yè)價(jià)值甚至比石油化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品價(jià)值更高[2]。

2.3 煤液化

煤液化主要是將煤炭原料中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為流質(zhì)物質(zhì)，然后產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏倪^程，煤液化產(chǎn)物在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用都非常廣泛。目前常用的煤液化技術(shù)主要有①直接液化煤技術(shù)②間接液化煤技術(shù)這兩種，這兩種技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)提供了大量資源，也是目前新型煤化工技術(shù)的重要發(fā)展方向。直接液化煤技術(shù)并不是我國的專利技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)最從德國引進(jìn)的煤炭處理技術(shù)，最初，德國工作人員在高溫條件下通過化學(xué)手段促使煤炭與氣態(tài)氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，極大地提高了煤炭中的氫含量，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的轉(zhuǎn)化，但是在此化學(xué)反應(yīng)過程中溶劑是必不可少的原料，此時(shí)的轉(zhuǎn)化過程是比較緩慢的，產(chǎn)出的液態(tài)煤數(shù)量有限，為了提高液態(tài)煤產(chǎn)量，技術(shù)人員開始進(jìn)行深入探索研究，開始使用硫化銅，硫化鎢等催化劑，這些活性比較高的催化劑加快了化學(xué)反應(yīng)的速度，將煤液化過程分解為氣相加氫、糊相加氫的過程，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；阂夯a(chǎn)，此后技術(shù)人員也沒有放松對(duì)煤液化技術(shù)的研究，之后幾年內(nèi)越來越多的直接液化煤技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用在煤炭資源處理中。與直接液化煤技術(shù)相同，間接液化煤技術(shù)也是從德國引進(jìn)的，間接液化煤技術(shù)首先促使煤原料氣化反應(yīng)產(chǎn)生氧化焰和氫氣，然后再添加催化劑，生產(chǎn)液態(tài)烴類產(chǎn)品。相對(duì)于歐洲國家來講，我國的煤液化技術(shù)是比較落后的，國外國家煤液化技術(shù)研究開始時(shí)間早，技術(shù)成果多，且在長期的生產(chǎn)研究后已經(jīng)形成了具有代表性的技術(shù)，例如，溶劑精制煤工藝、氫煤法等等。

3新型煤化工技術(shù)探討

改革開放以來，我國科學(xué)技術(shù)水平有了極大提高，煤化工技術(shù)在國家支持下也有了較好的發(fā)展，技術(shù)人員開始深入研究煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)造更符合現(xiàn)代化生產(chǎn)需求的新型煤化工技術(shù)，而新型煤化工技術(shù)是一種綜合性較高的技術(shù)，主要涉及以下3個(gè)方面：

3.1 新型煤氣化技術(shù)

新型煤氣化技術(shù)就是新型煤化工技術(shù)的組成技術(shù)之一，它主要是通過活性較高的催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，將煤炭資源轉(zhuǎn)化為異丁醇濃度為60%，甲醇濃度為40%的化學(xué)產(chǎn)品，然后再經(jīng)過脫水縮合作用產(chǎn)生最終作物——異丁烯[3]。

3.2 利用煤炭制成各類化工產(chǎn)品

煤炭資源其實(shí)能夠衍生出許多類型的化工產(chǎn)品，例如，甲醇、草酸等等，甲醇的化學(xué)價(jià)值是非常高的，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后能夠生成醋酸酐、醋酸等等產(chǎn)品，恰巧這些產(chǎn)品是工業(yè)生產(chǎn)所需的主要材料。目前，我國獲得甲醇的主要渠道仍然是天然氣，但是其實(shí)煤炭也能夠生產(chǎn)大量甲醇，而我國擁有極為豐富的煤炭資源，如果可以通過新型煤化工技術(shù)將煤炭資源轉(zhuǎn)化為甲醇，那么不僅能夠解決我國資源緊缺問題，還能促進(jìn)國家工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近幾年，國家越來越重視甲醇產(chǎn)業(yè)研究，西南化工研究院的甲醇羥基化生產(chǎn)醋酸酐和醋酸的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，甲醇產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)指日可待。

3.3 利用煤炭制成各類烴

國家工業(yè)發(fā)展需要大量的烴資源，目前，我國的制烴技術(shù)有了初步發(fā)展，尤其是甲醇裂解制烯烴技術(shù)已經(jīng)有了優(yōu)秀的研究成果，中科院不僅是國內(nèi)制烴技術(shù)先進(jìn)研究場(chǎng)所，在國外也頗有盛名，中科院的制烴技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)百分百的烯烴轉(zhuǎn)化，而且烯烴選擇性也高達(dá)90%，但是，在烯烴轉(zhuǎn)化過程中仍然存在影響產(chǎn)品純度的問題需要解決。另外，近幾年國家也開始進(jìn)行甲烷產(chǎn)業(yè)新技術(shù)研究，這種較為新型的技術(shù)可以通過過氧脫氫直接制作乙烯，反應(yīng)速度快，獲得產(chǎn)物多，可以為工業(yè)生產(chǎn)提供足夠資源[4]。

4新型煤化工技術(shù)的研發(fā)

目前，技術(shù)人員對(duì)新型煤化工技術(shù)的研究主要集中在以下三個(gè)方面：①烴類化學(xué)產(chǎn)品研究。烴類化學(xué)產(chǎn)品在日?；どa(chǎn)過程中應(yīng)用非常常見，目前，中科院的制烴技術(shù)越來越成熟，不僅實(shí)現(xiàn)了甲醇裂解提取烯烴，而且烯烴轉(zhuǎn)化率高達(dá)百分之百。②中國地大物博，擁有極為豐富的煤炭資源，但是前些年，國家對(duì)煤炭資源開發(fā)和轉(zhuǎn)化工作重視程度不高，所以煤炭資源開發(fā)程度低，近幾年，國家開始重視新型煤化工技術(shù)研究，也生產(chǎn)出了更多煤炭化工產(chǎn)品，甲醇就是非常典型的煤炭化工產(chǎn)品之一，而且甲醇對(duì)現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)有非常重要的意義。③低碳烴類產(chǎn)品在國際上應(yīng)用非常廣泛，但是由于國內(nèi)煤化工技術(shù)發(fā)展不夠成熟，所以國內(nèi)低碳烴類產(chǎn)品較少，而新型煤化工技術(shù)研究在一定程度上促進(jìn)了低碳烴類產(chǎn)品發(fā)展，國外基本都是通過PD催化的技術(shù)產(chǎn)生低碳烴類產(chǎn)品以及其衍生產(chǎn)品的，這種生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值非常高，國內(nèi)新型煤化工技術(shù)要像此類技術(shù)學(xué)習(xí)[5]。

5結(jié)束語

總而言之，我國擁有極為豐富的煤炭資源，但是傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)水平較低，無法充分發(fā)揮豐富的煤炭資源價(jià)值，所以，為了促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國家越來越重視新型煤氣化技術(shù)研究，現(xiàn)階段，我國的新型煤氣化技術(shù)也有了較好的研究成果，實(shí)現(xiàn)了通過煤炭制作各類烴基類產(chǎn)品的目標(biāo)，但是，我們?nèi)匀粦?yīng)該堅(jiān)持對(duì)新型煤氣化技術(shù)的研究和探索，進(jìn)一步提高煤炭資源利用率。

參考文獻(xiàn)

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