煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)

呂紫艷

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)

呂紫艷

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

通過吸收先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)完善煤化工技術(shù)，并研發(fā)出新型煤化工技術(shù)是目前世界各國都重視的問題。本文主要介紹了煤化工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，然后提出了研發(fā)新型煤化工技術(shù)的可能性，希望可以推動(dòng)我國煤炭行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

煤化工技術(shù)；發(fā)展；新型煤化工技術(shù)；煤炭

引 言

當(dāng)今各國在世界性環(huán)境問題面前都開始倡導(dǎo)環(huán)保，發(fā)展新型煤化工業(yè)成為了一種必然的趨勢(shì)。調(diào)整國家能源化工的結(jié)構(gòu)成為了目前一個(gè)不得不采取的措施。只有這樣才可以堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，才可以解決環(huán)境問題。

1 煤化工與煤化工技術(shù)

煤化工是以煤作為主要原料，煤炭化學(xué)加工之后會(huì)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氣體、固體以及液體和其它相關(guān)的化學(xué)品，它可以生產(chǎn)出很多種化工產(chǎn)品。煤化工有很多的分類，比如一次和二次化學(xué)加工以及深度化學(xué)加工，再比如煤的焦、氣、液化，種類非常之多，在不同的生產(chǎn)工藝情況下會(huì)產(chǎn)生出不同的產(chǎn)品。傳統(tǒng)煤化工中包括了煤焦化、電石以及氣化合成氨等，另外的煤炭液化以及氣化制烯烴和煤氣化制醇醚燃料等都屬于現(xiàn)代的新型煤化工。

煤化工技術(shù)包括了很多種，主要有：

1) 煤焦化，煤焦化是指將煤與空氣隔絕，然后采用加熱的方法令煤分解，這個(gè)過程就是煤焦化，在實(shí)踐中也被稱之為煤的干餾。煤焦化過程產(chǎn)生的產(chǎn)品一般都會(huì)包括焦炭或者煤焦油，還會(huì)包括焦?fàn)t氣。煤焦化所產(chǎn)生的這些產(chǎn)品在實(shí)際生活中的應(yīng)用非常廣泛，比如在化工行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、染料行業(yè)以及農(nóng)藥和炭素中都有應(yīng)用。煤焦油存在部分產(chǎn)品的使用價(jià)值高于石油化工業(yè)產(chǎn)品的情況，如經(jīng)常出現(xiàn)的吡啶喹啉類化合物就是其中一種，此外還有稠環(huán)化合物。

2) 煤氣化，煤氣化則是指煤借助高溫和氣化劑這兩種條件發(fā)生的固體轉(zhuǎn)為氣體的一種熱化過程。氣化劑一般都包括了空氣、二氧化碳以及水蒸氣。這些氣化劑能夠與煤中間包含的碳發(fā)生非均相反應(yīng)。煤在熱分解的過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和水以及烴類產(chǎn)物。

3) 煤液化，煤液化指的是將煤當(dāng)中包含的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成流質(zhì)產(chǎn)物，這樣做的目的是獲得液態(tài)的碳?xì)浠衔?，然后利用這種碳?xì)浠衔飳?shí)現(xiàn)替代石油或者替代石油制品。這一技術(shù)則包括了兩個(gè)重要的組成部分，一部分是直接液化技術(shù)，另外一部分則是間接液化部分。這種技術(shù)下產(chǎn)生的產(chǎn)品具有很大的市場潛力，而且在工藝和工程技術(shù)兩個(gè)方面表現(xiàn)出了很明顯的集中度，這是我國目前新型煤化工技術(shù)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。

2 新型煤化工技術(shù)

新型煤化工技術(shù)仍舊是以煤炭作為主要原料，主要的產(chǎn)品方向是那些有利于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的以及市場上面急需的產(chǎn)品。主要是在技術(shù)方面取得了進(jìn)步，工藝路線科學(xué)，對(duì)于環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生特別危害，從整體上來講就是一種具有特別價(jià)值的新型產(chǎn)業(yè)。新型煤化工技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展必然是建立在傳統(tǒng)煤化工技術(shù)的基礎(chǔ)之上的。新型煤化工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：

1) 主要產(chǎn)出清潔能源產(chǎn)品。新型煤化工技術(shù)有兩個(gè)主要作用，一個(gè)是替代石油化工產(chǎn)品，另外一種則是生產(chǎn)潔凈能源。比如在生活中常見柴油、汽油都可以被這種清潔能源所代替。

2) 煤炭與能源之間實(shí)現(xiàn)化工一體化。從新型煤化工技術(shù)的性質(zhì)和價(jià)值來看，可以說其在未來將是我國主要的戰(zhàn)略方向。這種煤化工技術(shù)依賴于煤炭資源而存在，然后在實(shí)踐中與化工技術(shù)以及其它相關(guān)能源結(jié)合起來，使其最終形成一種一體化的新興產(chǎn)業(yè)。

3) 新型煤化工技術(shù)還具有的高新技術(shù)以及優(yōu)化集成特點(diǎn)。這種技術(shù)是建立在煤炭資源的煤種以及煤質(zhì)基礎(chǔ)之上制定其產(chǎn)品目標(biāo)，在這一過程中需要針對(duì)不同的情況采用不同的煤化工技術(shù)。煤化工技術(shù)的工藝優(yōu)化集成主要是從能源的梯級(jí)利用方面以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行，以此實(shí)現(xiàn)增加經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

4) 要建設(shè)一種大型企業(yè)以及產(chǎn)業(yè)基地，可以為新型煤化工技術(shù)的發(fā)展提供場地這一類物質(zhì)條件。

5) 要合理利用煤炭資源。新型煤化工技術(shù)是符合當(dāng)前世界對(duì)于環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知和要求的，所以它必定是以產(chǎn)出潔凈并且高效的產(chǎn)品為目標(biāo)的。

6) 新型煤化工技術(shù)追求最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

7) 新型煤化工技術(shù)需要與環(huán)境之間達(dá)到一種協(xié)調(diào)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)充分利用資源，并且要將產(chǎn)生的污染物進(jìn)行集中處理，從根本上減少污染物的產(chǎn)生。

8) 新型煤化工技術(shù)會(huì)帶動(dòng)很多行業(yè)的發(fā)展，為人才優(yōu)化配置提供了條件。

3 新型煤化工技術(shù)的研發(fā)

新型煤化工技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)目前主要是集中于以下幾個(gè)方面:

1) 以煤為原材料可以合成各種烴類化學(xué)產(chǎn)品。我國目前所有的技術(shù)可以將甲醇裂解提取烯烴，這種制取技術(shù)的烯烴轉(zhuǎn)化率為百分之百。

2) 用煤炭作為主要原料，采用新型煤化工技術(shù)生產(chǎn)出甲醇，或者生產(chǎn)出其它的很多種化工產(chǎn)品。甲醇是一種極為重要的化工原料，為了獲得醋酸以及其他的化工產(chǎn)品，采用羰基化的方式可以實(shí)現(xiàn)。

3) 新型煤化工技術(shù)還可以將煤作為一種主要原料制作成一種低碳烴類。這種烴類產(chǎn)品在國外的發(fā)展速度比較快，而且技術(shù)相對(duì)于我國來講已經(jīng)非常成熟。這種產(chǎn)品技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了工業(yè)化設(shè)計(jì)的程度了。其中化工產(chǎn)品還包括了醋酸、甲酸以及草酸等等，一般都會(huì)經(jīng)過Pd的催化形成。此外乙烷以及叔二胺的作用下，可以將CO以及甲醇進(jìn)行加壓使其產(chǎn)生羰基化反應(yīng)，就可以得到甲酸甲酯。

4) 新型煤化工技術(shù)的一個(gè)最為明顯的發(fā)展趨勢(shì)就是煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。這種技術(shù)的一個(gè)重要的特點(diǎn)就是可以通過把很多種的煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)采用優(yōu)化耦合的方式集成到一起。這樣的一個(gè)方式最大好處就是可以以最低的物質(zhì)資金投入和最短的時(shí)間投入，獲得豐富的具有極高附加值的化工產(chǎn)品。這些化工產(chǎn)品在當(dāng)今世界上的應(yīng)用價(jià)值相當(dāng)可觀，不僅如此這種煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)還會(huì)生產(chǎn)出具有清潔特性的二次能源。這就是在化工行業(yè)中一直以來被追求的一種能源價(jià)值的梯級(jí)利用。

5) 煤的液化法，分為間接液化和直接液化。具體來講就是將煤炭作為原材料，使其經(jīng)過汽化，然后將由CO2+H2組成的氣體做原材料，加入催化劑催化，最終形成液態(tài)烴類產(chǎn)品。直接液化則主要是利用高溫條件，加入溶劑，使氣態(tài)氫與煤炭發(fā)生反應(yīng)，煤炭中的氫含量就會(huì)增加?？梢允褂昧蚧u和硫化銅作為催化劑。

4 結(jié)語

國家對(duì)于煤炭資源的有效利用非常重視，尤其是現(xiàn)在我國的環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，國家針對(duì)煤化工技術(shù)的投入非常大。我國作為一個(gè)世界性的大國，優(yōu)化煤化工技術(shù)，發(fā)展新型煤化工技術(shù)也符合我國的基本治國戰(zhàn)略目標(biāo)。加之我國的能源資源有限，從煤炭這一種資源上面努力獲得一種可以減緩環(huán)境問題又能夠發(fā)展我國經(jīng)濟(jì)的方法，是促進(jìn)我國和諧社會(huì)建立目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要方法。未來我國的煤化工技術(shù)的發(fā)展方向和目標(biāo)應(yīng)該建立在傳統(tǒng)煤化工技術(shù)基礎(chǔ)之上，然后通過在相應(yīng)的方方面面進(jìn)行優(yōu)化，逐漸實(shí)現(xiàn)一種具有先進(jìn)技術(shù)、巨大規(guī)模、豐富工藝的新型煤化工企業(yè)或者是新型煤化工產(chǎn)業(yè)基地，為國家和世界的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

[1] 馬中學(xué).煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].甘肅石油化工,2015(9).

[2] 張玉卓.中國煤炭演化產(chǎn)業(yè)化示范工程進(jìn)展與展望[J].中國煤炭,2016(1).

[3] 倪維斗.二甲醚經(jīng)濟(jì)解決中國能源與環(huán)境問題的重大關(guān)鍵[J].煤化工,2013.

Development of coal chemical technology and new coal chemical technology

LYU Ziyan

(Yangquan Coal Industry (Group) Co., Ltd., Yangquan Shanxi 045000, China)

Absorbing advanced technology and experience, improving the coal chemical technology, and developing new coal chemical technology, are the world's attention. This paper mainly introduces the development trend of coal chemical technology, and then puts forward the possibility of research and development of new coal chemical technology so as to promote the development and progress of Chinese coal industry.

coal chemical technology; development; new coal chemical technology; coal

2017-05-20

呂紫艷，女，1980年出生，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)，碩士學(xué)位，工程師。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.04.11

TQ53

A

1004-7050(2017)04-0034-02

綜述與論壇