基于煤化工工艺分析煤制产品的发展前景

王国俊

摘要：随着社会的发展，我国的煤矿工程的发展也越来越迅速。石油与煤炭作为我国经济发展中的重要组成部分，二者的化工产品对社会生活与发展发挥了重要的优势与作用。目前我国的石油资源较为短缺，大部分石油资源都会依赖进口，但煤炭的储量较为丰富，为我国煤化工行业的发展奠定了基础。但在煤化工产品中，研究节能环保性较高，具备广阔的发展前景的产品值得研究与思考。

关键词：煤化工工艺分析;煤制产品;发展前景

引言

煤炭能源是我国能源结构的核心，煤炭的开采与利用已经引起社会的关注。在煤化工企业中，通过运行先进的化工工艺技术，能够保证能源供给问题得到有效解决，进一步提升煤炭资能源的使用率。鉴于此，本文主要分析煤化工工艺技术与未来发展方向，从而推动我国煤化工企业能够更加高速的发展。

1我国煤化工主要产品与发展现状

煤化工的生产过程中，会将煤作为主要生产原料，经过化学处理过程转换成液体即煤制油，气体即为煤制合成天然气，化学品即煤制甲醇、二甲醚、烯烃等，无论是煤制油、煤制烯烃还是煤制二甲醚等相关煤化工产品都可以有效替代石油能源，其发展前景较为广阔，也具备较强的紧迫性与必要性。煤制油的过程会对技术与资金提出很高的要求，也会消耗大量的资源，我国对煤制油项目会进行严格的审批。煤制烯烃的生产过程中，具备生产流程长、流程工艺复杂的特点，也会要求投入大量的资金，因此发展进程较慢。但对于煤制二甲醚与煤制天然气来说，其都会将甲醇作为基础的合成原料，煤制二甲醚不会消耗大量的投资，生产流程较快，发展速度很快。例如我国在2010年，煤制二甲醚产量约为500万t，但在2017a，煤制二甲醚的产量超过1500万t，其主要被当做高热值的燃料，煤制二甲醚是我国国民经济中的重要组成部分。

2典型煤化工工艺生产流程对比

2.1三类煤化工工艺流程

煤制二甲醚与煤制合成天然气的主要差异部分为合成阶段。利用两步法对二甲醚进行合成，其技术要求较低，转化率较高，其合成的主要流程为：甲醇在洗后会生成合成气，将其聚集在甲醇合成塔中，就会转换为粗甲醇，之后对粗甲醇进行蒸馏，利用二甲醚合成供需对其进行处理，合成工段完成之后就会将二甲醚分离完毕。煤制合成天然气在我国起步较晚，采用的主要技术为甲烷化技术，但这种技术在合成氨的工藝中已经被熟练应用。在煤制合成天然气过程中采用的流程为：将洗完后的甲醇合成气进行聚集，之后在甲烷化炉中对合成天然气进行制取，然后利用膜分离技术对合成天然气进行提纯，就会得到最终的实际使用天然气。利用一步法对二甲醚进行合成是一项新引进的技术，在我国还处起步初期，但在国际中著名的大型企业已经掌握了较为成熟的技术，大规模工业化的生产模式也会逐渐形成。在利用这种技术对二甲醚进行制作的过程中，会将甲醇洗后的合成气聚集在合成塔中，之后会在内部同时完成甲醇合成与脱水流程，之后就会分离出合格的二甲醚与乙醇。分离完成的甲醇可以将其继续合成循环，也可以将其销售。这种二甲醚合成技术流程较短、设备简便、转换率较高，会成为未来的煤制二甲醚主要发展。

2.2三类煤化工产品生产工艺对比

第一，利用两步法对二甲醚进行合成需要首先使用粗甲醇合成办法，在合成过程中会生成很高的压力，因此需要在合成的环节配置专门的压缩机从而增强合成气压。利用一步法对二甲醚与煤制天然气进行合成，环境的压力不会超过6MPa，也不用对净化完成的合成气进行加压操作从而直接进行合成反应。可以看出，相比于二步法对二甲醚进行合成，后两种煤化工工艺会节省更多的成本。第二，在煤制天然气的过程中，甲烷化是十分重要的步骤。甲烷化在反应过程中会释放大量的热量，会提升甲烷化操作环境的温度，这时需要将多个反应器以串联的方式进行联接，从而达到热量分散的目的，同时还需要使用专门的换热器从而减少操作环境的温度。另外，在进行甲烷化的过程中，会使用大量的专业设备，制造这些设备需要使用耐高温性较强的材料，会产生不菲的成本。利用一步法对二甲醚进行合成的过程中不会释放较多的热量，不需要设置专门的耐高温热回收系统，可以看出，其在设备投入方面不会花费较多的成本。第三，对于产品的提纯过程，煤制二甲醚的提纯方式为蒸馏工艺。近几年来，蒸馏工艺技术水平不断提升，操作更加便捷，生产过程具备很强的安全性，被广泛应用在化工厂的生产过程中。对于煤制天然气方面，会采用膜分离技术进行提纯，但会对设备与技术提出较高要求。

3煤化工工艺技术与未来发展方向

3.1煤气化方法

在煤炭化工企业中，煤气化方法的应用范围比较广，煤气化方法主要分为三种，分别是移动床气化法、流化床气化法与气流床气化法等。其中，移动床气化法主要分为两种，分别是正常压力法与加压法等，与加压法相比，常压法的应用流程更加简单，相关工作人员在操作过程中，需要提前将熔点较高的煤炭进行气化，并保证高熔点的煤炭温度在规定范围之内，如果该煤炭的温度较低，会影响气化效果。加压法主要指的是改进常压法中的气化方法，将氧气与水蒸气进行科学气化，能够保证熔点较低的煤块得到有效气化。

3.2煤气化技术

目前，我国煤炭化工企业中的煤气化技术应用范围比较广泛，主要有Texaco水煤浆加压气化技术、Dow水煤浆加压气化技术以及Shell粉煤气化技术等。本文主要介绍Texaco水煤浆加压气化方法与Dow水煤浆加压气化方法。Texaco水煤浆加压气化技术主要指的是将水与煤炭进行有效结合，在氧化炉中，让水与煤炭进行充分的反应，最终生成CO与H2，通过合理运用Texaco水煤浆加压气化方法，能够有效提升煤炭的转化效率，安全性能较好，对废水、废气与废渣的处理比较合理，能够有效保证生态环境。

结语

我国经济水平的快速提升，若继续采用粗犷式的生产技术将会对环境与我国的经济发展形成严重阻碍。为了将人类的生活持续改善，同时给生态环境提供良好保护，必须对能源问题与环境问题进行深入思考。因此大力发展清洁能源与可再生能源，可以加强环境保护的效果。煤制二甲醚的节能性、清洁性、无污染性较高，在未来会有更加广阔的发展空间。

参考文献：

[1]葛启明，杜彦学，袁善录，等.煤化工工艺过程CO2排放分析及其减排技术[J].煤化工，2015，（06）：25-27.