现代煤化工技术现状及趋势分析

发表时间:2021/8/16   来源:《中国建设信息化》2021年8期   作者:王建军
[导读] 根据国家有关研究机构的权威数据统计,近 10 年来,天然煤是我国重要的消耗能源。
        王建军
        新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835100
        摘要:根据国家有关研究机构的权威数据统计,近 10 年来,天然煤是我国重要的消耗能源。煤炭在促进国民经济和社会发展,始终发挥着十分重要的主导作用,成为人民生产生活必需品。近年来,随着我国经济、社会各领域的快速稳定发展,大型煤炭等不可再生能源的实际需求和数量逐年自然增长,特别是大规模煤炭的小规模勘探和开采规模越来越大。今后我国煤气化工程技术产业发展的主要技术趋势之一是继续发展和推广使用新型清洁能源技术。
        关键词:现代煤化工技术;现状及趋势;分析
        引言
        在煤炭市场需求和煤炭产品规模较大的实际情况下,利用目前市场上供应充足的褐煤和粉煤,可以大大提高企业的经济效益,使企业在能源和水资源的综合供应方面有更稳定的经济保障。在我国绿色社会主义经济快速健康发展的大背景下,煤炭燃烧换热新技术已发展成为国家级企业战略资本储备的新工艺,也是国家重点扶持的绿色能源支柱产业。
        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。
        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。
        2.3 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.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.新型煤化工技术发展要点
        4.1 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。
        4.2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。
        4.3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。
        4.4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。
        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。
        参考文献
        [1] 刘等亮 . 煤化工技术的发展与新型煤化工技术要点 [J]. 石化技术,2020,27(12):258-259.
        [2] 秦飞 . 关于煤化工技术发展的深入思考 [J]. 科技经济导刊,2018,26(06):126.
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