簡(jiǎn)析煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)要點(diǎn)

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展背景下，對(duì)于能源的需求也在不斷深化，新型的煤化工技術(shù)已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需求與部署之一。怎樣大力發(fā)展新型煤化工技術(shù)也在一定程度上彰顯了國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)能力與技術(shù)能力。在本文的研究中將針對(duì)煤化工技術(shù)的發(fā)展歷程與顯著進(jìn)展進(jìn)行分析，進(jìn)而為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供更為先進(jìn)的發(fā)展意見(jiàn)和建議。

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

就能源儲(chǔ)備而言，世界上存儲(chǔ)量最為豐富的資源便是煤炭。然而，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，煤炭在世界領(lǐng)域內(nèi)的消耗量逐漸提升。為保證日后煤炭行業(yè)的發(fā)展，以及眾多衍生行業(yè)的穩(wěn)步推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)倡導(dǎo)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境等理念，逐漸尋找嶄新的煤炭化工技術(shù)。

1 煤化工技術(shù)的發(fā)展

煤化工指的是以煤炭作為原材料，在化學(xué)工藝的引導(dǎo)和幫助下能夠?qū)⒚禾哭D(zhuǎn)化為固體、液體等不同形式的燃料和化學(xué)品，進(jìn)而生產(chǎn)出多樣化的化工產(chǎn)品。基于生產(chǎn)工藝和形式間的差異性，又可將煤化工細(xì)分為四條生產(chǎn)鏈，即：煤焦化、煤氣化、煤電石和煤液化。

1.1 煤焦化

煤焦化也可以稱為煤干餾，其具體的實(shí)施流程指的是將煤炭與空氣隔絕，并且以強(qiáng)熱作為分解催化劑。立足于煤化工生產(chǎn)形式可知，存在一二次和深度化學(xué)加工形式，不同生產(chǎn)形式中成產(chǎn)出的產(chǎn)品也存在相應(yīng)的差異，以焦化、氣化、液化、合成氣化工、焦油化工和電石乙炔等產(chǎn)品為代表，時(shí)至今日，上述產(chǎn)品在社會(huì)工業(yè)、醫(yī)學(xué)和化工等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。并且其中一部分煤化工產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)部具有無(wú)可替代的重要作用[1]。

1.2 煤氣化煤

煤氣化煤指的是煤炭受到熱化影響，并且在高溫環(huán)境和化學(xué)藥品的相互作用下，固體煤炭能夠轉(zhuǎn)化為氣體混合物。其中使用的氣化試劑有水蒸氣、空氣、二氧化碳等。與此同時(shí)，煤炭經(jīng)過(guò)熱分解之后也會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)，其中具有代表性的物質(zhì)有二氧化碳、水蒸氣、烴類，以上物質(zhì)均能夠與熱碳發(fā)生反應(yīng)[2]。

由于加工中選擇的氣化方式存在差異，其外在條件和煤炭性質(zhì)均有所不同，氣化產(chǎn)生的氣體組織也不同。根據(jù)煤氣爐合成氣體的流程與特點(diǎn)，可以將煤層由上而下分成這幾個(gè)層次，分別是干燥、干餾、還帶、氫化與灰層。煤炭受到高溫加熱之后內(nèi)部的水分會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象，這種情況一般來(lái)講出現(xiàn)在干燥與干餾環(huán)節(jié)之間。接下來(lái)煤炭則會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，產(chǎn)生粗煤氣，經(jīng)過(guò)不同化學(xué)加工與提純之后就能夠生成不同的化學(xué)品。

1.3 煤液化

所謂煤液化，是以化學(xué)處理手段，以煤炭有機(jī)質(zhì)為對(duì)象，開(kāi)展的轉(zhuǎn)化活動(dòng)，在提取到流質(zhì)產(chǎn)物后，即可構(gòu)建二次加工活動(dòng)，最終生成液態(tài)的碳?xì)浠衔?，這種物質(zhì)能夠一定程度代替石油以及相關(guān)制品。煤液化技術(shù)分為直接技術(shù)和間接技術(shù)兩種，其商品市場(chǎng)十分廣泛，發(fā)展技術(shù)也隨著市場(chǎng)需求不斷變化，是當(dāng)下世界范圍內(nèi)新型煤化工技術(shù)的重要發(fā)展方向[3]。

1.3.1 直接液化

煤化工中的直接液化技術(shù)在1913年就已經(jīng)出現(xiàn)，首次出現(xiàn)的國(guó)家是德國(guó)。相關(guān)專家利用高溫環(huán)境與溶劑相互作用，促使煤炭和液態(tài)氫進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而能夠增加煤炭中的氫氣含量，最終引導(dǎo)煤炭轉(zhuǎn)化為液態(tài)。1927年相關(guān)技術(shù)人員對(duì)傳統(tǒng)的直接液化方式進(jìn)行創(chuàng)新，將硫化銅與硫化鎢作為嶄新的催化裝置，液化流程也隨之劃分成為了氣相加氫與糊相加氫兩個(gè)不同階段，在煤化工工程化發(fā)展進(jìn)程中具有極高地位。隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤化工技術(shù)也已經(jīng)從傳統(tǒng)的“小作坊”場(chǎng)所脫離開(kāi)來(lái)，形成了具有專業(yè)方向和專業(yè)技術(shù)的企業(yè)。

1.3.2 間接液化

煤化工中的間接液化技術(shù)首次出現(xiàn)也是在德國(guó)，1923年德國(guó)皇家煤炭研究專家提出此項(xiàng)方法，將煤炭作為原材料，經(jīng)過(guò)氣化反應(yīng)處理能夠合成CO，H+，將以上氣體作為原材料，使用不同類型的催化劑進(jìn)行催化，能夠直接合成為液態(tài)的烴類產(chǎn)品。20世紀(jì)中，西方國(guó)家出現(xiàn)了幾次不同程度的石油危機(jī)，德國(guó)、美國(guó)作為世界領(lǐng)域中重要的工業(yè)國(guó)家，為減緩石油危機(jī)帶來(lái)的影響，組織了大量的技術(shù)人員研發(fā)先進(jìn)的煤化工技術(shù)，經(jīng)過(guò)其探索和研究，得出了眾多具有劃時(shí)代意義的技術(shù)。例如，溶劑精制煤工藝、氫溶劑法、氫煤法等[4]。

2 新型煤化工技術(shù)

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，煤化工技術(shù)也獲得了一定的技術(shù)支撐，得以革新，日前，煤化工技術(shù)前景廣闊，勢(shì)頭正猛。新型煤化工技術(shù)并不是單一化的技術(shù)種類，而是需要多方面技術(shù)支持，在本小結(jié)中將從以下幾個(gè)方面詳細(xì)論述。

2.1 煤氣化技術(shù)

煤氣化技術(shù)應(yīng)用對(duì)設(shè)備具有一定要求，主要是以德士古、魯奇以及殼牌為基本使用形式，我國(guó)近年來(lái)也引進(jìn)了不同種類的爐型作為煤化工發(fā)展設(shè)備。煤氣化技術(shù)實(shí)施的核心是多組分的催化劑，煤炭在催化劑的作用下能夠分解出不同濃度的異丁醇、甲醇混合物。其中異丁醇的含量約為60%，經(jīng)過(guò)脫水處理之后能夠轉(zhuǎn)化為異丁烯。簡(jiǎn)而言之，煤氣化技術(shù)就是講煤炭和天然氣作為生產(chǎn)加工的原材料，進(jìn)而能夠獲得純度更優(yōu)的化學(xué)制品[5]。

2.2 用煤作為原材料產(chǎn)出甲醇以及各種化工產(chǎn)品

眾所周知，作為關(guān)鍵材料，天然氣是甲醛生產(chǎn)活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)前提。

根據(jù)我國(guó)的能源資源儲(chǔ)備而言，與石油和天然氣儲(chǔ)備量?jī)上鄬?duì)比，煤炭?jī)?chǔ)備量遙遙領(lǐng)先，進(jìn)而在較長(zhǎng)的一段時(shí)間中，甲醛生產(chǎn)仍舊有賴于煤炭。與此同時(shí)，甲醛也是工業(yè)生產(chǎn)中重要的原材料之一，甲醛羰基化之后利用不同的加工方式能夠成功得到醋酸酐、醋酸、草酸以及甲酸，以上物質(zhì)是化工行業(yè)中的重要原材料。在我國(guó)西南化工研究院的探索中，已經(jīng)成功從甲醇羧基化中提取出醋酸酐、醋酸，并且以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)整合產(chǎn)業(yè)鏈的擴(kuò)展和確立，實(shí)現(xiàn)相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在催化劑的作用下，甲醇和亞硝酸互相反應(yīng)形成草酸，成為化工領(lǐng)域中草酸合成的嶄新途徑?；诖?，部分公司也開(kāi)啟創(chuàng)新活動(dòng)，嘗試將甲醇與CO融合，進(jìn)行二胺和乙烷作用，并且對(duì)兩種物質(zhì)施加一定壓力，能夠出現(xiàn)羰基化反應(yīng)，可得到甲酸。在這一實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)化成功概率為80.7%，選擇性概率為99.4%，具有良好的研究意義和市場(chǎng)前景[6]。

2.3 用煤作為原材料合成烴類

根據(jù)對(duì)大量專家的研究成果整合，煤化工技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了裂解甲醇，取出烯烴的技術(shù)革新。我國(guó)中科院在此項(xiàng)技術(shù)的研究中取得了穩(wěn)定、準(zhǔn)確的研究結(jié)果，烯烴在煤化工中的轉(zhuǎn)化率和提取率都高達(dá)100%。但是，其中值得注意的一點(diǎn)是，在此項(xiàng)技術(shù)研究中，仍舊存在一部分技術(shù)未能明確，一部分核心問(wèn)題仍舊困擾著相關(guān)技術(shù)人員研究。因此，想要實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)的全面深刻發(fā)展，需要進(jìn)一步在探索和實(shí)踐中得到結(jié)果。與此同時(shí)，煤作為原材料轉(zhuǎn)化成甲烷的技術(shù)也取得了突出成就，甲烷轉(zhuǎn)化率已經(jīng)從研究最初的25%逐步提升至35%，成為了新型煤化工技術(shù)中的中堅(jiān)項(xiàng)目。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上文的研究能夠看出，新型煤化工已經(jīng)逐漸成為我國(guó)乃至世界領(lǐng)域中規(guī)模廣闊、發(fā)展前景良好的產(chǎn)品，并且能夠彌補(bǔ)石化產(chǎn)品自身缺點(diǎn)。但是在未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)當(dāng)不斷創(chuàng)新其技術(shù)形式，更好的發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]高明.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020，46（8）：11-12.

[2]劉國(guó)庫(kù).煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)探討[J].科學(xué)與信息化，2020（15）：63-64.

[3]丁陶，李彥文，李濤.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)探討[J].化工管理，2020（14）：112-113.

[4]王冬，張洪偉.淺談煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].化工管理，2020（14）：91-92.

[5]郝建文.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].資源信息與工程，2020，35（2）：48-50.

[6]姚艷芳，勝華龍.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].科學(xué)與財(cái)富，2020（5）：356.

作者簡(jiǎn)介：

郭德鵬（1981- ），男，漢族，山西孝義人，碩士，工程師，從事檢驗(yàn)檢測(cè)相關(guān)工作。