李玥
铁人学院
摘要:随着我国经济持续快速发展,对于能源的需求量不断上升,发展新型煤化工产业不仅可以延伸传统煤化工产业链,提高产品附加值,满足日益增长的石化产品需求,更重要的是发展新型煤化工将降低我国石油对外依存度,促进石油替代战略的实施,保障我国能源安全。
关键词:煤化工;技术现状;发展
1 前言
随着我国经济持续快速发展,对于能源的需求量不断上升,国内油气资源产量不足,满足不了经济高速发展的需要,我国油气资源进口占比不断升高,石油供应与社会经济发展的矛盾日益突出。为此,国家提出在解决清洁煤问题的基础上合成液体燃料,以改善环境条件,减少国家对石油进口的依赖,提高国家能源战略安全,虽然煤化工与石油化工、天然气化工比较,其技术复杂,环保问题突出,经济效益较差,但是随着煤化工技术的发展、国际石油日益紧张的形势以及我国资源现状,发展煤化工产业对于减少对能源进口的依赖、缓解能源紧张局势具有重要意义。
2 煤化工简介
从工业分类上说,煤化工是以煤为原料,经化学加工使煤转化成气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。从煤的加工过程分类,主要包括:干馏,气化、液化和合成化学品等。煤化工利用生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位,用于生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。
传统的煤化工泛指煤的气化、液化、焦化及焦油加工、电石乙炔化工等,也包括利用煤的性质通过氧化、溶剂处理制化学品以及以煤为原料制取碳素材料和煤的高分子材料等。传统煤化工是国民经济的重要支柱产业,其产品`泛应用与农业、轻工等相关产业,对拉动国民经济增长和保障人民生活具有举足轻重的作用。
新型煤化工是以煤气化为龙头,生产可替代石油的洁净能源和化工产品(如柴油、汽油、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等) ,其发展方向是以煤气化为核心的多联产系统。以煤气化核心的多联产系统是新型煤化工发展的主要内容,并有多种形式,其要点是以煤(或石油焦、渣油等)为气化原料,生产的煤气作为合成液体燃料、化工产品及发电的原料或燃料,并通过多种产品生产过程的优化集成,达到减少建设投资和运行费用,实现环境保护的目的。煤化工多联产系统将形成煤炭-能源-化工一体化的新兴产业。
3 煤化工技术现状及发展
3.1煤气化技术
煤的气化是现代煤化工的核心。通过气化,可以得到合成气(CO和H2)可以进一步生产各种基本有机化工产品和精细化工产品,称之“Cl化工”。
碳一化工的产品链十分庞大,包括甲醇、甲醛、甲酸、甲酸、醋酸等。我国先后引进了上述炉型用于生产合成气和化工产品。采用多组分催化剂,可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物,异丁醇脱水成异丁烯,从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚。
3.2 以煤为原料生产甲醇及二甲醚工艺。
从能源和燃料的整体结构分析,甲醇无论是作为过渡性混合燃料,还是再加工成为下游产品或燃料电池的重要原料,都有较好的前景。甲醇作为一种重要的化工原料,通过碳基化可进一步制取醋酸、醋酸醉、甲酸甲酷、甲酸等重要的化工产品。煤气化后得到的粗煤气(CO和H2)先经预变换,再经低温甲醇洗、压缩、甲醇合成、甲醇精馏,最后制得液体甲醇。我国的煤制甲醇工业与国际上的天然气制甲醇相比仍然规模小,原料能耗高,技术改进的空间很大。煤制甲醇技术在今后的发展中,重点应该做到大规模、高起点、高效益,做到煤炭资源的综合利用,满足环保要求,具有抗风险能力。
3.3 煤气化多联产技术
多联产系统的提出基于能量综合利用的思想,相比于传统的煤炭利用可以大幅度提高能源资源的利用效率。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化祸合集成在一起,以同时获得多种高附加值的化工产品( 包括芳香烃和脂肪烃) 和多种洁净的二次能源( 气体燃料、液体燃料、电等) 为目的的生产系统。多联产技术基础是合成气,其来源不止是气化煤气,焦化过程产生的焦炉煤气及由煤产生或伴生的富含CO,H2或CH的气体均可用来制备合成气。
3.4 煤制油技术
(1)煤的直接液化制油。该技术将煤制成油煤浆,于450℃左右和10-3 0MPa压力下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。国内有关研发机构跟踪研究已有多年,目前正在开发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关键技术。
(2)煤间接液化制油。煤的间接液化是将煤气化并制得合成气,然后通过F-T合成法合成,得到发动机燃料油和其他化工产品的过程。中国将基本建成煤制油工业产业,并在国内发动机燃料供应和替代石油化工品方面起至关重要作用。煤间接液化技术有较宽的煤种适应性,工艺条件相对缓和,可以通过改变生产工艺条件调整产品结构,或以发动机燃料为主,或以化工晶为主,因此将会成为未来煤制油产业发展的主要途径。
4 结束语
当代世界经济的飞速发展促使能源需求不断增加,“ 能源危机” 初见端倪,能源安全问题己经在各国提上议程。能源安全是国民经济安全的关键,它直接影响到国家安全、社会稳定及可持续发展。发达国家已根据本国的能源特点加快开发矿物燃料替代能源的研究步伐,我国方方面面也在高度重视有关能源安全这项日益严峻的课题。大量直接燃烧原煤给环境造成严重后果,已经影响到了国民经济的可持续发展。面对我国以煤为主的能源结构现实及存在的问题,充分利用国内丰富的煤炭资源,发展新型煤化工产业乃是当务之急。
参考文献:
[1]林长平. 中国煤制油化工产业发展前景分析[J]. 中国石油和化工,?2010年第4期.
[2]付广旭, 钟晓燕, 徐慎勇. 依靠科技创新,构建煤化工生态产业链[J].中国煤炭,2008,11(11):102~104.
[3] 李芳芹.煤的燃烧与气化手册[M ]. 北京: 化学工业出版社, 1997: 219-221.
[4] 吴春来,金嘉璐,马伟伟. 煤炭直接液化技术及其产业化前景.中国国际煤炭加工利用与环境保持大会论文集[D ]. 北京: 中国煤炭工业协会, 2002.