刍议工业型煤发展现状与未来发展趋势

付阳（中天合创燕化承揽团队公用工程部，北京 102500）

刍议工业型煤发展现状与未来发展趋势

付阳（中天合创燕化承揽团队公用工程部，北京 102500）

我国疆土辽阔，煤炭资源极为丰富，是目前世界上产煤大国，高居煤炭产业前列。且煤炭是保障世界各国工业发展及民众生活的必备资源，但据可靠的科学调查数据显示，我国对于煤炭的利用率偏低，技术水平相对落后，进而导致我国煤炭资源大幅度浪费。而我国煤炭资源储备量远大于其他能源，这就从另一角度决定了我国在未来很长一段发展时期内，都必定以煤炭作为工业发展的主要能源。众所周知，煤炭为非再生资源，为保证煤炭资源的高效利用，国家必须加大力度对新型煤化工技术进行研发，提高煤炭利用率，缓解我国煤炭市场的供给需求，促进资源可持续发展。本文根据我国现阶段工业的发展和国情，指出了我国在新型煤化工技术的发展现状以及未来的发展趋势，以期促进产业结构转型升级，推动我国经济发展。

工业型煤；现阶段发展；发展趋势

1 工业型煤化工发展现状

国外的工业型煤生产大多采用的是无粘结剂高压成型工艺和热压成型工艺，其原因是所用的原料多数为变质程度较低的褐煤。相比而言，我国的煤炭变质程度较深，适宜采用粘结剂低压成型，便即可成型，过程简单大大的降低了生产的成本。

我国在1985年就开始了型煤的研究，先后研究出了四种不同的工业型煤技术，在20世纪七十年代中期，我国就已经研制成功了以无烟型煤为原材料，供合成氨造气用的石灰碳酸化煤球、纸浆废液型煤球，同时造我国的小化肥工厂进行了大量的推广使用。八十年代以后，无烟型煤技术的发展迈向了新阶段。优质的防水企划型煤成为了研究的重点，在八五期间以后，在免烘干无烟型煤造气型的煤技术取得了更大的进展。而近几年来，我国的生物质型煤技术、环保型煤、型煤粘液剂以及烟煤型煤技术等方面也有了明显的进步，主要以新型洁净煤化工技术为主，充分有力的促进了我国工业型煤技术的发展［1］。

新型煤化工技术在开采及使用过程中，可有效减少煤炭的加工、转化、燃烧等带来的一系列污染，充分提高煤炭利用率，实现高效、洁净生产。目前我国所提倡的新型煤化工技术主要有三种发展路线：一、煤炭煤气化，这项技术采用的是特殊的化学工艺，利用先进的科技设备将煤炭资源制造成化工产品或气体，实现煤炭的利用率最大化；二、将煤炭原材料制作成甲醇，在以往的制作工艺中通常是将天然气作为制造甲醇的原料；三、以煤炭资源作为原料，制作成烃类产品。目前我国内蒙的中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目，就是以这三种路线为主。利用先进的技术设备以煤碳为原料，煤气化为龙头，建设360万吨/年甲醇装置、360万吨/年MTO装置、35万吨/年的聚丙烯装置（环管）、35万吨/年的聚丙烯装置（气相）、12万吨/年的LDPE（釜式）装置、25万吨/年的LDPE（管式）装置及30万吨/年的LLDPE（气相）装置等多套装置及配套的空分装置、热电装置及液体储运系统等公用工程及配套设施。制作出甲醇，再由甲醇生产出烯烃产品，包括聚乙烯、聚丙烯等，其在该领域上取得了骄人成果，并在烃类制造过程中实现了甲醇的百分百转化率。截至目前，我国建成并投产运行5座煤制油示范工程，总产能168万吨/年；建成投产1座60万吨/年煤制烯烃大型工程；在建两座，总产能98万吨/年；建成1座煤制乙二醇示范工程，年产能20万吨；在建煤制天然气示范工程4座，总产能151亿立方米/年。

图1 我国工业型煤化工示范项目汇总

2 新型煤化工核心技术路线分析

2.1 煤气化技术

主要表现为煤化工产业发展过程中最重要的单元技术，即煤气化技术。我国通过先后引进“鲁奇”“德士古”及“壳牌”等典型炉型，以用于生产合成气及化工产品，实际工作过程中一般采用多组分催化剂，从合成气制出含量约为60%的异丁醇与40%的甲醇混合物，异丁醇经脱水处理形成异丁烯，进而完成自合成气直接进行甲基叔丁基醚的制取工作。该技术路线以天然气、煤为主要原料，进而制取高辛烧值添加剂［2］。

2.2 以煤为主要原料生产多种化工产品

该路线将煤作为主要生产原料，进而提炼制取甲醇等多种化工产品。当前国外主要以天然气作为生产甲醇的主要原料，由于我国煤炭储量较之天然气极为丰富，且我国尚处于发展中国家，新型能源研发并大量投入使用需要一定发展期限，因此，在未来一定时间内，煤炭仍然是我国生产甲醇等化工产品的主要原料。通过羰基化进一步进行醋酸、醋酸酐、甲酸、草酸等化工产品的制取。

图2 中天合创煤炭深加工项目生产工艺流程图

2.3 煤为原料合成烃类

当前，合成气制烯烃已成为化工产品制造研究方向之一，大量研究成果为化工企业的化工产品加工生产工作提供了理论依据和实际参考，中天合创积极参考并利用相关部门研究成果，在未来发展道路上拓展更多生产渠道，实现煤炭原料充分利用。（见图2）

总之，型煤产业的发展迅猛推动了煤化产业的转型升级，在今后的发展道路上，煤化产业必定会朝着大型化、规模化、节能化、低耗化方向发展，通过三条技术路线的指导和规范，促进煤化行业发展，推动我国经济建设。

3 工业型煤化工发展趋势

新型煤化工是煤炭综合利用的重要发展方向，有利于缓解国内油气供需矛盾，保障我国能源安全。但目前许多现代煤化工关键技术和工艺还尚处于工业化示范阶段，大规模商业化生产还不成熟。煤炭是我国最主要的能源资源，不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料。近年来，在国际油价急剧震荡和对替代化工原料、替代能源的需求越发迫切的背景下，节能减排已成大势所趋。能否节能减排作为衡量科学发展的重要标准，能否将节能减排与转变发展方式和优化产业结构有机结合，成为了影响我国当前长远发展的战略选择［3-5］。所以，加快煤化工关键设备与成套技术装备的开发，不仅可以降低煤化工项目的投资，增强竞争力，而且可以提升我国装备制造业技术水平，带动相关产业的发展。

中国煤化工产品的市场空间巨大，煤化工行业未来发展前景广阔。“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状，在我国经济快速增长、对原油及天然气的需求逐年增加的形势下，发展煤化工对我国能源结构的调整具有重要意义，有利于推动石油替代战略的实施，实现能源多样化，促进后石油时代化学工业可持续发展。结合各煤化工项目产品在“十二五”期间的供需形势和国家推广政策，预计煤制天然气、煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇、煤制芳烃均有很大的发展空间，是未来新型煤化工的主要组成部分。事实上，各工业示范项目的实际投资额明显高于设计值。煤制乙二醇与煤制芳烃是后起之秀，后者也是石油化工“十二五”发展指南中重点推广的技术，由于乙二醇与芳烃尤其是PX的进口依赖度高，煤制品的市场空间将非常可观。目前各地在规划的项目则远远超过预测，投资额超过一万亿元。新型煤化工也可以作为洁净煤技术，提高煤炭利用效率、减少污染物的排放。燃煤产物已成为我国大气污染的主要来源，占到我国二氧化硫排放的85%、硝化物排放的67%、二氧化碳排放的80%、烟尘排放的70%。同时燃煤的能源利用效率不高，导致资源浪费。而新型煤化工技术经过大型煤气化、净化工艺后中间品为合成气，碳转化率高达98%-99%，在工艺前期即可集中处理灰渣、硫氮化物，符合我国节能减排的国策。

4 结语

相对而言，我国的工业型煤化工技术正处在逐步发展、完善、形成系统的技术体系阶段，适应国情的发展。同时型煤的生产市场、使用市场也正在逐步规范，正在逐步的走向标准化，这也在一定程度上推动了煤化工产业技术的不断革新和提升。因此未来工业型煤化工产业将会成为我国经济发展的重中之重，发展新型煤化工技术、生产新型煤化工产品能够促进煤炭工业沿新型工业化路线发展，推动能源经济建设，实现可持续发展，对我国自然资源实现合理利用的同时，对我国能源结构转型升级战略具有重要推动意义。

［1］张香亭，我国工业型煤发展现状及技术方向，辽宁工程技术大学学报［J］，2002，21（04）.

［2］孟宪锐，新型煤化工产业发展规划研究，中国矿业大学［J］，2015.

［3］肖元真，王雁等，实施节能减排的保障机制探析［J］，重庆文理学院学报（社会科学版），2010，29（1）：92-97.

［4］王淑玲，基于可持续发展的吉林省节能减排初探［D］，东北师范大学，2008.

［5］肖晋，陈熙等，论当代我国节能减排的可持续和系统化发展战略［J］，2009，（1）：17-21.