中国煤化工技术的发展与新型煤化工技术研究

姚建伟

摘要：煤化工技术主要包括三个方面，分别是煤气化、煤干馏和煤液化，这些都是传统的煤化工技术。主要对新型煤化工技术进行分析，包括煤气化技术、烃类化学品的合成和水煤浆技术，这三种技术是煤化工未来的发展方向。

关键词：煤化工技术;新型煤化工技术;煤气化;水煤浆

引言

“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定我国在很长一段时间内煤炭的主导地位不会改变，而发展煤化工产业对保障我国能源安全具有不可替代作用。介绍煤焦油加工、煤制油、煤制甲醇、煤制天然气和煤制烯烃生产工艺和发展情况，认为我国煤化工产业在现代煤化工技术与传统煤化工技术缺乏耦合、核心技术和关键设备有待提高、废水未能实现零排放，并对提出今后应在全新煤化工技术体系构建、核心技术研发、新型環保技术开发方面加强攻坚。

1煤化工技术的发展

1.1煤气化

煤气化是指使用化学原料进行碳化学处理，需要经过高温环境，是其转化为气体混合物。在对碳使用化学技术转化气态过程中，主要使用的气剂为二氧化碳和空气。化学分解的同时，煤原料在热分解过程中也会产生气态物，气态物也会和热碳发生均相反应。

1.2煤干馏

煤干馏在工业生产中有一个别名叫煤焦化，对这种煤进行的技术主要是使煤和空气进行隔绝然后采用强热分解。焦化的产品非常多，而且在使用中有着很多产品无法代替的特征。煤化工产品中主要包括气化产品、液化产品、焦化产品、合成气化产品等，这些煤化工产品在很多行业都有着广泛的使用，包括农业行业的使用、工业行业的使用、医药行业的使用等。

1.3煤液化

煤液化主要是指将煤原料中包含的有机质进行流质液体的转换，并且把这样的煤液化在转换中使用。使煤液化的前景非常大，研究的经济价值也非常高。如果在高等院校的煤化工专业中对这方面研究，并且能够使煤液化获得提升，这个方面的发展将是煤化工未来发展的方向。

2我国煤化工产业面临的压力

2.1现代煤化工技术与传统煤化工技术缺乏耦合

现代煤化工与传统煤化工的本质相同，均是煤的热解。焦炉煤气可以作为碳一化工的原料获得气化的各种产品，从煤焦油出发可以得到煤炭液化的各类产品。将煤炭液化、气化及碳一化工领域的技术成果改进并援引到焦炉煤气及焦油加工中，必然能提升传统煤化工产业的资源与能源利用水平。但我国在煤化工产业实际发展过程中，忽略了现代煤化工技术与传统煤化工技术物质、能量耦合，导致其孤立发展。

2.2核心技术和关键设备有待提高

煤化工产业是一个技术密集型、资金密集型的产业，其设备投资占项目总投资50%以上，虽然经过经10年的示范，我国在煤化工工艺流程、技术集成、全流程设备选择方面积累了大量的经验，自主核心技术有所突破，如空分、煤气化、低温甲醇洗、甲醇低压合成等单元已有国产化的技术。但仍有部分核心技术、关键设备仍然掌握在国外个别公司手中，专利使用费用高，关键设备引进成本高。同时我国现有的煤化工产业企业大部分采用国外设备与国产设备相结合，全系统集成不优，能源转化效率不高。

2.3离真正废水零排放仍有差距

虽然我国煤化工项目纷纷提出废水零排放方案，但实际操作工程中存在着一些问题和技术难点，如煤化工废水在非正常工况废水水质波动大、中水平衡调度困难、能耗指标高、潜在二次污染转移等。同时，现常用的煤化工废水零排放工艺中如采用一级反渗透，其浓水产生量大，实际水质特征无人知晓;如采用二级反渗透来减少浓水产生量，将导致反渗透膜严重，脱胶困难;并且对浓盐水的处理常采用自然蒸发，而自然蒸发存在挥发性有机物外逸、渗漏问题严重、自然蒸发塘占地面积大，并非真正意义上的废水零排放。

3新型煤化工技术

3.1煤气化技术

煤气化中使用的设备主要是炉，在目前市场主要是两种，分别是鲁奇炉型和壳牌炉型。煤气化技术中主要采用多组分催化剂，经过化学反应以后生成异丁醇混合物和甲醇混合物，而且还需要对这样的化学反应进行控制，要控制在异丁醇的比例为60%左右，甲醇的比例在40%左右。随后对异丁醇进行脱水处理并合成异丁烯制成甲基叔丁基醚，最终对高辛烷值的添加剂进行提取。

3.2烃类化学品的合成

随着我国科学技术的发展，甲醇裂解提取烯烃的技术得以实现，对烯烃的转换可达到100%，正因为转化率高，才使我国的此项技术走进世界先进行列。然而这项技术还有很多的改进优化空间，比如在纯度、产量方面均有提升空间。还有就是对甲烷转化率方面进行研究，在科学技术发展的推动下，目前甲烷的转换率在25%～30%，可以提升的空间非常巨大。

3.3水煤浆技术

水煤浆作为一种新型代油燃料，具有良好的稳定性和流变性，应用时便于输送、储存、装卸及直接雾化燃烧。煤浆的种类主要有：油煤浆、水煤浆、油水煤浆及甲醇煤浆。

4我国煤化工产业发展建议

4.1构建全新煤化工技术体系

按照“能源与资源的高效转化与综合利用、清洁生产和资源的循环利用”发展原则，加大煤化工技术之间耦合，将焦炉煤气加工利用产业延伸到碳一化工领域，煤焦油加工利用产业延伸到煤液化和精细化工生产领域;并利用IGCC发电技术是碳一化工领域与煤液化和精细化工生产领域之间耦合，共同构建具有时代特征的煤化工体系。

4.2加大技术研发力度

技术创新是提高产业核心竞争的中心环节，建议站在国家能源安全战略高度上大力扶持具有自主知识产权技术的开发、推广，积极推广关键装备和技术的自主化进程;支持建立健全现代煤化工技术和装备创新体系，进行跨地区、跨行业的联合技术攻关。煤化工企业应该吸收、消化国外先进技术，增强其自主创新能力，新增产能应该以提高高端产品自给率、建设高水平的现代煤化工产业为目标。

4.3加大新型环保技术研发

对目前煤化工项目中常用废水零排放工艺核心技术进行研发，开发高效同步脱钙、镁、硅一级反渗透工艺，优化现有二级反渗透工艺，建立高效、经济、稳定的煤化工高盐废水回用工艺;研发以高级氧化技术为主的废水净化技术及相关设备，控制反渗透浓水机械蒸发过程中的挥发性气体污染;研发新型、节能、高效浓盐水机械蒸发设备+蒸发塘联用技术，真正做到废水零排放，实现经济发展与环境保护齐头并进。

5煤化工技术未来的发展趋势

我国传统煤化工发展较早，但受到环保政策限制，加之盲目发展且下游市场低迷，未来需要走优势资源整合、淘汰落后产能、集约发展的道路。而新型煤化工产品作为清洁能源和石油化工替代品，需求空间相对较大，发展前景广阔。煤化工在未来产业发展上，应重点围绕以下方面。一是优化示范工程技术，创新发展。当前，我国的现代煤化工产业仍处于起步阶段，大部分关键技术刚刚工业化生产，技术路线和工艺需要进一步调整，未来应重点从加强产业体系化、通过减少资源消耗增加成本优势、改进工艺路线提高能效、减少污染排放等方面创新发展，实现首创技术产业化。二是实现煤炭与能源化工大型化、一体化生产，延长产业链。目前我国新型煤化工产业链相对较短，终产物品类少，且产品同质化严重，未来应合理结合煤炭资源状况和化工技术知识，破除产业格局，跨行业、跨地区配置资源，形成煤炭-能源-化工一体化产业链，提高煤化工技术的利用效果，加速革新换代，降低开发及加工成本，加强相关企业之间的联合，形成新型产业。

结束语

新型的煤化工技术中，主要包括了煤气化技术、烃类化学品的合成和水煤浆技术等。使用好这三个技术，就能够提高煤的利用价值，保证我国的能源安全，对环境方面有一定保护作用，对我国的经济发展意义重大。

参考文献

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[2]王壮坤.我国煤化工技术最新发展研究[J].科技创新导报，2014，11（29）：24.

[3]刘鹏辉.我国煤化工技术发展趋势探究[J].科技展望，2014（17）：35.

（作者单位：建滔（河北）焦化有限公司）