煤化工技术的发展与新型煤化工技术分析

王志敏 (陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西 榆林 719000)

0 引言

科学技术不断发展，世界能源向着多元化方向前进，煤作为不可再生资源，是化工生产重要资源，推动着农业、工业的发展，并为其带来极大的经济效益。但是，很多国家对煤炭资源进行了粗放式开采，使得资源被大大浪费，甚至产生了能源危机。虽然我国积极开展煤化工技术，但之前的相关技术，应用在煤炭资源过程中，其利用率并不高，并且会导致环境污染严重，因此，必须研发新型煤化工技术，优化原有煤化工技术，整合能源结构，促使煤炭能源开发符合绿色环保发展理念，提高煤炭资源使用率，进而提升我国能源的使用价值。

煤炭资源广泛应用于我国的工业生产，其中存在一些不可忽视的问题。第一，众所周知，煤炭是木材等天然的自然资源，经过了数千年的时间所产生的产物，形成过程漫长，是短期内不可再生资源。由于近年来的过度开采，其储量已经大大减少。第二，煤炭资源的有效利用。由于其不可再生的特殊性，在必须使用煤炭资源时，要尽最大可能提高资源的利用率，减少其在工业生产中的损耗。第三，煤炭资源的污染性。煤炭在燃烧时会释放出大量的CO2、SO2等气体，还有粉尘颗粒，严重的污染了环境，甚至影响人们的身体健康[1]。

1 煤化工技术发展现况

1.1 煤焦化技术

煤焦化技术俗称煤干馏，通过真空加热方式分解煤炭，不同的加热温度，会产生煤焦油、焦炭、焦炉气等不同焦化产品。焦化产品可使用在各化工领域，由于是高温无氧操作，不会发生氧化，在化工领域中具有不可代替的作用，例如，煤焦化技术可以制成乙烯，乙烯是农业产物的催熟剂与生长剂，在农业中广泛运用。

1.2 煤气化技术

煤气化技术是煤炭材料受高温与氧化剂结合作用影响，形态由固态转化气态，

一部分煤炭材料受高温不完全转化会生成固态碳化物，煤气化技术可以获取原油中的煤气，在气化技术过程中，煤气化产物将与碳化物反应，由于煤本身具有不同的成分，并且气化条件也不同，因此最终反应气体的组成会有所不同，对粗制煤气进一步处理获得纯度和质量，产生标准的一氧化碳气体。

1.3 煤液化技术

煤液化技术运行过程是指将煤炭原料在一定条件下从固态转化为液态的过程。煤液化技术包括直接液化和间接液化，直接液化即加氢液化技术，是在高温条件下，利用氢气与相应催化剂作用于煤材料上，使煤材料裂解，从而增加煤材料中氢含量，实现煤液化。间接液化技术是先将煤炭气化，然后将二氧化碳与氢气混合物反应形成醇或其他产物，根据实际生产需要设计和选择煤液化技术。

2 新型煤化工技术

2.1 甲醇及其他化学产物生产

传统社会模式下，天然气是我国生产甲醇的主要原料，但现阶段不可再生资源数量已大大减少，用天然气生产甲醇较不合理，而煤生产甲醇则较合理。甲醇是一种化工原料，具有广泛的应用范围，科学地对甲醇进行处理，将产生各种常用化学产品，例如甲酸、草酸等；运用钯催化作用，将甲醇和亚硝酸催化反应生成草酸，这是生产草酸的主要方法，并且生产过程无污染。在二胺与乙烷催化作用下，一氧化碳与甲醇化学反应生成甲酸甲酯，具有较高化学反应转化率。在社会未来发展中，为最大程度开发利用煤炭资源，有必要实时发展新型煤化工技术，深入分析研究煤化工技术，找到高效科学煤炭资源使用方法。

2.2 新型煤气化技术

新型煤气化技术利用各种催化剂有效地处理煤炭，不同化学反应时，会形成各种不同的混合物与化合物，通常情况下是甲醇和丁醇。合理化学反应丁醇时，会产生异丁烯，最后生成丁基醚，将其与低铅汽油或无铅汽油混合可以节省燃料消耗，并提高冷启动质量和效率。另外，在医学领域，高质量精制丁基醚有不可代替的作用，是不可或缺的医药中间体。在煤化工技术未来发展中，煤气化技术将朝着压缩粉煤气化方向发展[2]。

2.3 烃化物合成

目前，人们对新型煤化工技术广泛关注，许多专家已投入大量资金进行煤化工新技术研究工作中，甲醇发生裂变可以形成烯烃产物，烯烃产物在煤化工技术中占有非常重要的地位。中科院专家对转化技术进行科学开发，甲醇通过化学反应形成烯烃产物，烯烃产物可以避免原料浪费情况，提高煤化工高效率高质量转化。但该技术仍有很多问题，诸多环节存在改进和优化空间。另外，有一种煤化工技术是以煤为基本原料，使甲烷与氧化脱氢反应，生成乙烯，虽转化率较低，但产物选择性比大于70%，可成为煤化工技术未来研究方向。

2.4 合成新型氨

煤化工技术在氨合成中，是煤炭材料在高温高压环境下使用催化剂将其转化为氨，在科学技术发展中，为确保煤炭原料转化氨合成效果，在煤化工生产中，合成氨技术不断地进行创新应用，从而提高合成氨技术效率，同时优化煤炭资源使用率，减少煤炭开发和利用过程中对环境的影响[3]。

3 新型煤化工技术特点

3.1 环保节能产品

新型煤化工技术产物以清洁能源为主。生活中清洁能源产品包括柴油、汽油、航空用油、液化石油气等，最大程度上减少有害气体排放；其次，利用率较高，为减少煤原料浪费，可将其转化为清洁能源，实现少原料大能量。

3.2 高产业衔接能力

新型煤化工技术产业是我国未来能源发展重要方向，改善采矿业与技术开发产业的融合，为实现煤开发与煤工业融合为一个产业。其次，控制减少煤炭使用率，将煤炭原料转变为高能化工产品。

3.3 结合新旧技术特点

结合传统技术与新技术特点，依据煤炭实际特点以及社会发展环境与市场需求，采用不同转化技术，开发新型煤化工产品，提高煤使用效率与经济效益。例如，结合煤焦化技术与煤液化技术，加深科学研究技术，开发满足市场需求的新型产品，将煤化工技术与煤化工产业推向更高水平，实现煤炭资源节约。

3.4 煤炭高度利用率

煤炭高度利用率是开采煤炭后实现能量最大化。包括对采煤过程中煤炭再生活动，在煤炭加工和开发过程中机械使用，甚至开发过程中产生的废气，将其制成副产物。新技术将根据种种问题，将煤炭高度利用率作为主要研究方向。

4 新型煤化工技术应用价值

4.1 提高能源安全保障

社会经济不断发展，人们对石油需求与日俱增，增加了石油进口量，对进口石油过度依赖将限制我国经济可持续发展。为解决石油现存问题，有必要发展新型煤化工技术来代替石油利用率，重视煤化工技术应用，对煤化工技术深入研究提高技术水平，提升能源安全保障性。

4.2 绿色环保发展理念

日常生活质量的提高，越发重视能源保护与生态环境保护，新型煤化工技术比传统煤化工技术具有明显优势，新型煤化工技术与绿色环保发展理念高度吻合。新型煤化工技术的应用，可以提高煤炭转化率，优化煤炭使用效率，改善煤炭质量。其次，一定程度上提高产品附加值与产值，在生产中减少污染物排放，促进煤炭工业绿色环保可持续发展[4]。

5 新型煤化工技术发展要点

5.1 开发高质量甲醇

由于天然气与石油储量低，煤炭利用率大大高于天然气和石油，并且甲醇是化学产品的基本原料，因此，高质量工艺甲醇开发是十分有必要的，可提高化工产品质量，同时甲酸、草酸等元素是用甲醇萃取，使用范围广泛。

5.2 研发多技术结合

研发多种技术结合方式可高效生产各种满足市场需求的产品，同时，将会提高产品附加值，还包含二次能源清洁。在产品质量与产品利用率方面，研发多技术结合远高于单一技术，可最大化提高煤炭使用价值，实现生态环境保护。

5.3 提高技术设备

因技术设备自动化控制技术的更新，煤化工技术设备也将朝着技术发展和综合生产方向发展。由于煤化工生产过程中存在污染，因此，将发展煤化工技术设备，开发煤化工生产设备的环保价值，降低生产能耗，改善成本控制，提高煤化工产业经济效益。为确保新型煤化工设备应用，应开发一套完整设备与回收操作系统，为新型煤化工企业生产提供便利，促进煤化工技术发展。

5.4 研发水煤浆技术

水煤浆是新型含油燃料，具有稳定性特点。传统燃料运输复杂困难，另外燃烧过程中能量产出较小，效率低，有害气体释放过多，对环境污染严重。但水煤浆运输与储存非常便捷，燃烧时释放能量大，燃烧过程中无有害气体，绿色环保。煤浆类型主要有：水煤浆、油煤浆、油水煤等，均具有研发价值。

6 结语

社会经济日益发展，日常生活与工业生产都需要大量的能源材料提供能量。在化学原料与能源多元化发展中，能源材料有效开发和有效利用已成关键。经过本文对煤化工技术与新型煤化工技术分析得出，煤炭储量远高于石油与天然气储存量，新型煤化工技术开发和应用，可提高煤化工技术转化率，将产物转化为高效绿色环保能源，带动能源产业发展。同时，为保护不可再生能源，应开发新产业合并能源产业，从而提高资源高效利用率。新型煤化工技术与国家绿色环保发展理念高度吻合，新型煤化工技术的广泛应用必会促进社会经济高速发展。