基于煤化工工藝分析煤制產(chǎn)品的發(fā)展前景

王國俊

摘要：隨著社會的發(fā)展，我國的煤礦工程的發(fā)展也越來越迅速。石油與煤炭作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，二者的化工產(chǎn)品對社會生活與發(fā)展發(fā)揮了重要的優(yōu)勢與作用。目前我國的石油資源較為短缺，大部分石油資源都會依賴進(jìn)口，但煤炭的儲量較為豐富，為我國煤化工行業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但在煤化工產(chǎn)品中，研究節(jié)能環(huán)保性較高，具備廣闊的發(fā)展前景的產(chǎn)品值得研究與思考。

關(guān)鍵詞：煤化工工藝分析;煤制產(chǎn)品;發(fā)展前景

引言

煤炭能源是我國能源結(jié)構(gòu)的核心，煤炭的開采與利用已經(jīng)引起社會的關(guān)注。在煤化工企業(yè)中，通過運(yùn)行先進(jìn)的化工工藝技術(shù)，能夠保證能源供給問題得到有效解決，進(jìn)一步提升煤炭資能源的使用率。鑒于此，本文主要分析煤化工工藝技術(shù)與未來發(fā)展方向，從而推動我國煤化工企業(yè)能夠更加高速的發(fā)展。

1我國煤化工主要產(chǎn)品與發(fā)展現(xiàn)狀

煤化工的生產(chǎn)過程中，會將煤作為主要生產(chǎn)原料，經(jīng)過化學(xué)處理過程轉(zhuǎn)換成液體即煤制油，氣體即為煤制合成天然氣，化學(xué)品即煤制甲醇、二甲醚、烯烴等，無論是煤制油、煤制烯烴還是煤制二甲醚等相關(guān)煤化工產(chǎn)品都可以有效替代石油能源，其發(fā)展前景較為廣闊，也具備較強(qiáng)的緊迫性與必要性。煤制油的過程會對技術(shù)與資金提出很高的要求，也會消耗大量的資源，我國對煤制油項目會進(jìn)行嚴(yán)格的審批。煤制烯烴的生產(chǎn)過程中，具備生產(chǎn)流程長、流程工藝復(fù)雜的特點，也會要求投入大量的資金，因此發(fā)展進(jìn)程較慢。但對于煤制二甲醚與煤制天然氣來說，其都會將甲醇作為基礎(chǔ)的合成原料，煤制二甲醚不會消耗大量的投資，生產(chǎn)流程較快，發(fā)展速度很快。例如我國在2010年，煤制二甲醚產(chǎn)量約為500萬t，但在2017a，煤制二甲醚的產(chǎn)量超過1500萬t，其主要被當(dāng)做高熱值的燃料，煤制二甲醚是我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分。

2典型煤化工工藝生產(chǎn)流程對比

2.1三類煤化工工藝流程

煤制二甲醚與煤制合成天然氣的主要差異部分為合成階段。利用兩步法對二甲醚進(jìn)行合成，其技術(shù)要求較低，轉(zhuǎn)化率較高，其合成的主要流程為：甲醇在洗后會生成合成氣，將其聚集在甲醇合成塔中，就會轉(zhuǎn)換為粗甲醇，之后對粗甲醇進(jìn)行蒸餾，利用二甲醚合成供需對其進(jìn)行處理，合成工段完成之后就會將二甲醚分離完畢。煤制合成天然氣在我國起步較晚，采用的主要技術(shù)為甲烷化技術(shù)，但這種技術(shù)在合成氨的工藝中已經(jīng)被熟練應(yīng)用。在煤制合成天然氣過程中采用的流程為：將洗完后的甲醇合成氣進(jìn)行聚集，之后在甲烷化爐中對合成天然氣進(jìn)行制取，然后利用膜分離技術(shù)對合成天然氣進(jìn)行提純，就會得到最終的實際使用天然氣。利用一步法對二甲醚進(jìn)行合成是一項新引進(jìn)的技術(shù)，在我國還處起步初期，但在國際中著名的大型企業(yè)已經(jīng)掌握了較為成熟的技術(shù)，大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)模式也會逐漸形成。在利用這種技術(shù)對二甲醚進(jìn)行制作的過程中，會將甲醇洗后的合成氣聚集在合成塔中，之后會在內(nèi)部同時完成甲醇合成與脫水流程，之后就會分離出合格的二甲醚與乙醇。分離完成的甲醇可以將其繼續(xù)合成循環(huán)，也可以將其銷售。這種二甲醚合成技術(shù)流程較短、設(shè)備簡便、轉(zhuǎn)換率較高，會成為未來的煤制二甲醚主要發(fā)展。

2.2三類煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對比

第一，利用兩步法對二甲醚進(jìn)行合成需要首先使用粗甲醇合成辦法，在合成過程中會生成很高的壓力，因此需要在合成的環(huán)節(jié)配置專門的壓縮機(jī)從而增強(qiáng)合成氣壓。利用一步法對二甲醚與煤制天然氣進(jìn)行合成，環(huán)境的壓力不會超過6MPa，也不用對凈化完成的合成氣進(jìn)行加壓操作從而直接進(jìn)行合成反應(yīng)?？梢钥闯?，相比于二步法對二甲醚進(jìn)行合成，后兩種煤化工工藝會節(jié)省更多的成本。第二，在煤制天然氣的過程中，甲烷化是十分重要的步驟。甲烷化在反應(yīng)過程中會釋放大量的熱量，會提升甲烷化操作環(huán)境的溫度，這時需要將多個反應(yīng)器以串聯(lián)的方式進(jìn)行聯(lián)接，從而達(dá)到熱量分散的目的，同時還需要使用專門的換熱器從而減少操作環(huán)境的溫度。另外，在進(jìn)行甲烷化的過程中，會使用大量的專業(yè)設(shè)備，制造這些設(shè)備需要使用耐高溫性較強(qiáng)的材料，會產(chǎn)生不菲的成本。利用一步法對二甲醚進(jìn)行合成的過程中不會釋放較多的熱量，不需要設(shè)置專門的耐高溫?zé)峄厥障到y(tǒng)，可以看出，其在設(shè)備投入方面不會花費(fèi)較多的成本。第三，對于產(chǎn)品的提純過程，煤制二甲醚的提純方式為蒸餾工藝。近幾年來，蒸餾工藝技術(shù)水平不斷提升，操作更加便捷，生產(chǎn)過程具備很強(qiáng)的安全性，被廣泛應(yīng)用在化工廠的生產(chǎn)過程中。對于煤制天然氣方面，會采用膜分離技術(shù)進(jìn)行提純，但會對設(shè)備與技術(shù)提出較高要求。

3煤化工工藝技術(shù)與未來發(fā)展方向

3.1煤氣化方法

在煤炭化工企業(yè)中，煤氣化方法的應(yīng)用范圍比較廣，煤氣化方法主要分為三種，分別是移動床氣化法、流化床氣化法與氣流床氣化法等。其中，移動床氣化法主要分為兩種，分別是正常壓力法與加壓法等，與加壓法相比，常壓法的應(yīng)用流程更加簡單，相關(guān)工作人員在操作過程中，需要提前將熔點較高的煤炭進(jìn)行氣化，并保證高熔點的煤炭溫度在規(guī)定范圍之內(nèi)，如果該煤炭的溫度較低，會影響氣化效果。加壓法主要指的是改進(jìn)常壓法中的氣化方法，將氧氣與水蒸氣進(jìn)行科學(xué)氣化，能夠保證熔點較低的煤塊得到有效氣化。

3.2煤氣化技術(shù)

目前，我國煤炭化工企業(yè)中的煤氣化技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣泛，主要有Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù)、Dow水煤漿加壓氣化技術(shù)以及Shell粉煤氣化技術(shù)等。本文主要介紹Texaco水煤漿加壓氣化方法與Dow水煤漿加壓氣化方法。Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù)主要指的是將水與煤炭進(jìn)行有效結(jié)合，在氧化爐中，讓水與煤炭進(jìn)行充分的反應(yīng)，最終生成CO與H2，通過合理運(yùn)用Texaco水煤漿加壓氣化方法，能夠有效提升煤炭的轉(zhuǎn)化效率，安全性能較好，對廢水、廢氣與廢渣的處理比較合理，能夠有效保證生態(tài)環(huán)境。

結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，若繼續(xù)采用粗獷式的生產(chǎn)技術(shù)將會對環(huán)境與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成嚴(yán)重阻礙。為了將人類的生活持續(xù)改善，同時給生態(tài)環(huán)境提供良好保護(hù)，必須對能源問題與環(huán)境問題進(jìn)行深入思考。因此大力發(fā)展清潔能源與可再生能源，可以加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的效果。煤制二甲醚的節(jié)能性、清潔性、無污染性較高，在未來會有更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛啟明，杜彥學(xué)，袁善錄，等.煤化工工藝過程CO2排放分析及其減排技術(shù)[J].煤化工，2015，（06）：25-27.