淺談我國煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨向

王欣桐

（安徽節(jié)源環(huán)?？萍加邢薰?，安徽合肥230088）

煤化工是將煤用作原料，通過一系列加工利用過程實現(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)等多種反應單元[1]。大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，不僅符合我國現(xiàn)階段資源結構特征，有利于能源結構優(yōu)化，又可通過提供潔凈能源，有效地緩解國家關鍵資源對外的依賴程度。

1 煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

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)電技術等[2]，提升了煤炭經(jīng)濟利用價值，所制得大部分化產(chǎn)品在我國屬市場急需的戰(zhàn)略型物資，因而得到國家大力支持與發(fā)展[3]。

1.1 傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 煤的焦化

我國是世界焦炭產(chǎn)量大國，煉焦技術是煤化工產(chǎn)業(yè)中最早應用的煤化工技術，其主要生產(chǎn)過程是通過煤炭干餾制取焦炭，同時在化產(chǎn)工藝中產(chǎn)生副產(chǎn)品，例如焦爐煤氣、三苯、苯酚等。我國雖在焦化工業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，但行業(yè)的集中程度較低；雖然其相對應的生產(chǎn)能力早已超過3 億噸/年，占到世界總產(chǎn)量的50%以上[4]，但在煤焦油的加工綜合利用等方面的核心競爭力較低。

1.1.2 煤的間接液化

煤間接液化技術的主要生產(chǎn)過程是先通過煤和水蒸氣進行化學反應產(chǎn)生水煤氣（CO 和H2混合的合成氣），后在相應的溫度及壓力條件下定向催化反應生成相應液體燃料。相關技術研究在我國開展于上世紀50年代，在國家政策背景大力支持下，得到了一定程度的發(fā)展。目前我國已建成或在建的煤炭間接液化項目主要有內蒙古伊泰間接液化煤制油項目、神華鄂爾多斯間接液化煤制油項目等。從短期來看，這些項目可能在技術或是環(huán)境方面產(chǎn)生一些負面的影響，但是從長期來看，它們將為我國相關煤液化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展積累寶貴經(jīng)驗。

1.2 新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 煤氣化

煤氣化工藝技術的主要生產(chǎn)過程是通過缺氧條件下煤炭的不完全燃燒過程，從而生成CO、H2等多種化學燃料。我國的煤氣化工藝技術的應用主要集中體現(xiàn)在合成氨工藝，甲醚、甲醇、甲醛等化產(chǎn)品制備產(chǎn)業(yè)上。當前完全應用煤氣化工藝技術的產(chǎn)業(yè)有3 個，分別為固定床氣化技術（德國魯奇爐）、流化床氣化技術（灰熔聚）及氣流床氣化技術（德士古、殼牌氣化爐）[5]。

1.2.2 煤直接液化

煤直接液化工藝技術的主要生產(chǎn)過程是通過溶劑抽提的方式或在高溫高壓催化條件下，利用煤質加氫讓煤中復雜的有機化合物分解，改變煤的H/C 比，最終轉化為液體燃料。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，對于穩(wěn)定國民經(jīng)濟有重要的意義。近年來，我國煤制油工業(yè)化示范類項目相繼成功試車并產(chǎn)出優(yōu)質油品，反映煤制油技術工業(yè)化步伐正在加快[6]。

1.2.3 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)及多聯(lián)產(chǎn)技術系統(tǒng)

IGCC（煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電）工藝技術的生產(chǎn)過程是利用煤氣化技術為支撐的聯(lián)合發(fā)電技術，實現(xiàn)煤電聯(lián)產(chǎn)技術的工業(yè)化應用以及高效的節(jié)能減排。聯(lián)產(chǎn)技術是將能源高效轉化與化產(chǎn)品的生產(chǎn)相結合的技術體系，降低了對原料的需求，將獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)重組后簡化，最終降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了各方資源的綜合化利用。我國對IGCC 及多聯(lián)產(chǎn)技術的研究始于上世紀80 年代初期，從上世紀90 年代開始就組織開展了IGCC電站的研究，分析評估相關指標。

2 煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨向

隨著我國工業(yè)化、城鄉(xiāng)一體化進程加快，群體環(huán)保意識逐漸增強，社會技術層次不斷提升，市場經(jīng)濟環(huán)境不斷改善，我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展將繼續(xù)發(fā)揮自身的資源優(yōu)勢，以優(yōu)化能源供給為手段，以高效綠色綜合利用為途徑，保障社會安定有序、國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。其未來在我國發(fā)展趨向主要體現(xiàn)在以下四個方面：

（1）產(chǎn)量增加和規(guī)模擴大

隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為響應國家節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟要求，我國現(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 年國家甲醇年產(chǎn)能約為400 萬噸，之后三年內我國甲醇項目年總產(chǎn)能已激增至約為1 200 萬噸，其中大規(guī)模企業(yè)的比例明顯提升。在國際大環(huán)境下，我國采用國內外先進技術及裝備，培育出世界級煤化工產(chǎn)業(yè)以及具有國際競爭能力的大型工廠，如年產(chǎn)量百萬噸產(chǎn)品的工廠等在未來也變得可期。

（2）技術進步和裝備國產(chǎn)

除發(fā)展傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)外，我國繼續(xù)大力發(fā)展以能源綜合潔凈利用為主的產(chǎn)業(yè)，并配套建設相關產(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。企業(yè)未來將成為煤化工產(chǎn)業(yè)裝備技術發(fā)展的載體，投資開發(fā)先進煤化工產(chǎn)業(yè)技術及新型裝備，同時更加注重核心技術的轉化過程。盡管這樣，在單套設備制造、關鍵設備規(guī)模及壽命等方面，國產(chǎn)技術應用的水平與世界先進的裝備制造水平仍存在差距，未來工藝進步和裝備國產(chǎn)化仍是我國煤化工發(fā)展的重要方向。通過學習引進，我國擁有成套自主產(chǎn)權的技術裝備，對外輸出也成為可能。

（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)應樹立低碳理念指導產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進煤化工產(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)化解決煤炭轉化中高效、潔凈和經(jīng)濟三大問題[8]，應是今后行業(yè)發(fā)展需要考慮的重點。未來煤化工發(fā)展應以綠色高效、循環(huán)利用為核心，穩(wěn)步推進資源集約化和生產(chǎn)清潔化，并加強“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)能淘汰和提質增效

據(jù)有關的研究機構預測，工業(yè)用煤量將會在2020年前增速提升，年均增速將會達到16.5%，之后增速放緩，2020 年至2025 年間的年均增速降至0.96%。提高能源的轉換效率不僅可提供相應收益，還可節(jié)省煤炭的消耗。山西焦化集團近年來致力于自主淘汰落后產(chǎn)能，積極推動行業(yè)內轉型升級，提倡傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，隨著化肥廠的關停，擁有43 年歷史的山西焦化集團落后產(chǎn)能全部關停[9]。在淘汰落后產(chǎn)能的同時，山西焦化集團先后建成國內領先的6 座KN60 型的節(jié)能環(huán)保焦爐，同步建成國際領先、單套加工規(guī)模最大為30 萬噸的煤焦油加工裝備及自主技術研發(fā)的焦爐煤氣配水煤氣制甲醇裝置，并通過這一改造，極大地優(yōu)化和改善了能源利用效率，響應當今國家能源和環(huán)保政策，真正地做到節(jié)能減排。

3 結論

我國是在“缺油、少氣、富煤”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產(chǎn)生環(huán)境污染，我國煤化工工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型及可持續(xù)綠色發(fā)展要立足于各項成熟單項技術，積極調整產(chǎn)業(yè)的結構布局，發(fā)展新型的煤化工技術，走科技水準高、資源消耗低、環(huán)境影響小、經(jīng)濟效益好的創(chuàng)新發(fā)展之路。