煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨
2020-12-07刘晋桥
刘晋桥
(山东东营国安化工有限公司, 山东 东营 257000)
我国的煤炭资源相比起世界上其他国家十分丰富,但是在石油和天然气资源上来说就显得黯然失色了。多年以来,我国的石油和天然气资源均是其他国家进口,尤其是最近几年我国的人均水平持续提高,石油和天然气的需求量也持续攀升,我国每年的石油进口量越来越多。为了改善现状,我国要充分发挥自身的资源优势,致力于对煤化工技术的发展,提高我国煤化工产业水平。如下笔者将对煤化工技术中的煤干馏、煤气化和煤液化技术展开分析,并进一步探究新型煤化工技术下煤炭资源能发挥的重要价值。
一、煤化工技术的发展
(一)煤干馏技术
煤干馏技术又被称作煤焦化技术,具体为将煤炭置于隔绝空气的环境下借助强热实现煤炭的分解。煤化工产品可分为气化产品、液化产品、焦化产品等等,不同的产品在农业、化工业和医疗等诸多领域中发挥着重要作用。而煤干馏技术下的煤炭产物属于焦化产品,这种产品有着其它石油产品无法达到的独一无二的作用,有着很高的利用价值。
(二)煤气化技术
煤气化是指在煤炭加热过后,在高温状态下利用气化剂将固体煤炭加工为气体混合产物。常用的气化剂有空气、二氧化碳等, 其在高温下和煤炭产生均相反应,且煤炭热分解产生的气体也能够和高温下和煤炭产生均相反应制成气化产品。通过不同的气化条件、煤炭类型和气化方式所生产气化产品也各不相同,依照生成中气体特点和生成过程的差异进行分类,可以将煤层分为干燥带、干馏带、还带、氢化带和灰层这 5 层,煤炭在一道道净化和加工工序后被制成各类煤化工产品。
(三)煤液化技术
煤液化技术是将煤炭中含有的各类有机物液化生成液化产品, 这种液化产品在日常的生活生产中有着广泛的作用和很高的经济价值。如果煤液化技术的质量和效率能得到进一步的提高,未来能够成为新型煤化工技术的中流砥柱。
二、新型煤化工技术探讨
近几年我国科学技术发展迅速,在此基础上我国的煤化工技术也得到了良好的发展。煤化工技术水平的不断提升和进步,催生了更符合时代需求的新型煤化工技术。新型煤化工技术属于一种综合技术,涉及到以下三方面:
(一)新型煤气化技术
新型煤气化技术是通过利用多组分的催化剂,采用化学合成将的方式将煤炭或天然气转化为异丁醇浓度为 60%、甲醇浓度为40% 的混合产品,后将其中的异丁醇通过脱水缩合生成异丁烯。利用混合气体中制成甲基叔丁基醚,最终得到拥有较高辛烷值的添加剂。新型煤气化技术在我国进口的德士古牌、Shell 牌等品牌的炉型中均有使用。
(二)利用煤炭制成各类化工产品
利用煤炭制成各类化工产品也是新型煤化工技术之一,主要可制成的化工产品有甲醇、草酸、醋酸等。其中,甲醇属于拥有很高价值的化工原料,甲醇经过羰基化能够制成醋酸酐、甲酸、草酸、醋酸等多种化工产品。目前,我国生产甲醇所采用的原料主要还是天然气,而我国拥有极为丰富的煤炭资源,为充分发挥煤炭资源的价值,利用煤炭制成甲醇已经逐渐取代利用天然气制成甲醇,成为我国甲醇生产的主要方向,在长期未来中煤炭将作为生产甲醇的主要原料。经过近年来对甲醇相关产业的不断研究,我国西南化工研究院已经实现通过对甲醇羧基化生产醋酸酐和醋酸的技术,目前正在着手研发甲醇工业软件包,并致力于研发更多甲醇的有关产品,实现甲醇产业化。通过甲醇制成草酸,可以通过钯催化剂下甲醇和亚硝酸产生化学反应来实现。部分化工企业采取新兴技术,通过甲醇和一氧化碳产生化学反应,并在叔二胺和乙烷环境下,加压令原料羰基化生成甲酸甲酯,这种方式下原料的转化率高达 80%,而选择性更是接近 100%。
(三)利用煤炭制成各类烃
近几年科技水平不断提升,国内专家对制烃展开了深入的研究,目前已经初步掌握了将甲醇裂解制烯烃的技术。在制烃技术领域,国内技术最先进的属中科院,不仅是国内,在国际上中科院的制烯烃技术也十分超前,能够实现 100% 的烯烃的转化,烯烃的选择性也是能够高达90%。但目前这种技术还有待进一步发展,其中存在一些亟待解决的问题,对生产当中产品纯度和效率有一定的影响,让这种技术完全成熟仍有国内专家学者的研究和发展。除此之外,还有甲烷产业的新技术。不同于传统的造气工艺, 其直接将甲烷利用过氧化脱氢来制作乙烯,这种新技术目前已经得到了较高的重视。
三、结语:
综上所述,我国拥有极为丰富的煤炭资源,为充分发挥煤炭资源的价值,提升对传统煤化工技术水平、研究和发展新型煤化工技术是当前煤化工产业的重要方向。可以通过研究发展新型煤气化技术、利用煤炭制成各类化工产品、利用煤炭制成各类烃等等推动新型煤化工技术的发展。尽管目前我国煤化工技术的研发力度还略有不足,但通过煤化工有关部门的探索和发展,新型煤化工技术的应用和煤炭资源利用率的大幅度提升,实现煤炭产业的可持续发展提升指日可待。