试论煤化工技术的发展

一、煤炭焦化

我国最具代表性的煤化工产业是焦化工业, 同时, 焦化工业也是冶金工业、机械工业铸造、高炉炼铁等行业最主要的辅助产业。目前, 全世界的焦炭工业所直接消耗的原料精煤大约为4.5亿t/a, 而全世界的焦炭产量大约是3.2~3.4亿t/a, 机械化发达的国家受到世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术的发展、生产成本增高以及环境保护的因素的影响, 这些国家的炼焦能力处在收缩状态。

我国目前有各类机械化焦炉大约750座以上, 交谈年产量大约是1.2亿t/a, 在世界上位居第一, 直接消耗的原料煤占据全国煤炭消费总量的14%, 年设计炼焦能力约9000万t/a, 我国煤气净化技术在世界上已处于先进水平, 焦炭的质量也得到了较大的提高。

上世纪80年代, 我国煤炭行业的炼焦技术得到发展, 一些地区建成了专门输送人工煤气的工厂, 也有以焦炭为主要产品的工厂。

焦炭是我国的主要出口产品之一, 每年的出口量也在逐年增加, 目前是世界上焦炭出口量最多的国家。

但煤炭行业的焦化也存在一些问题, 其中普遍存在的问题是:焦炉炉型小、受矿区产煤品种限制、调整焦炭质量的难度较大、烟尘处理技术的缺乏等, 造成国内大多数焦化行业与国外同行业产生较大的差距。

二、煤气化

煤化工产业化发展过程中最重要的单元技术就是煤气化技术。

煤气化技术目前在我国广泛应用的领域有:化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业, 近二十几年, 由于我国引进了加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉等用于生产合成氨、甲醇或城市煤气等。

随着社会的发展, 科技的日新月异, 煤气化技术的发展和作用也引起了国内煤炭行业的关注, “九五”期间, 兖矿集团与科研机构、国内高校合作后开发并完成22t/d多喷嘴水煤浆气化炉中试装置。这一成果标志着我国在自主开发气化的技术上取得了突破性进展。

三、煤气化合成氨

目前我国有800多家中小型化肥厂。

我国化肥生产的主要方式是以煤为原料, 采用煤气化合成氨技术, 采用水煤气工艺, 每年消费的原料煤炭以及焦炭都会超过4000多万吨。

与我国不同的是, 国外生产化肥以煤炭为原料的工厂很少, 国外企业和工厂一般都以石油或者天然气为主要原料, 而中国因为技术和市场的关系, 煤气化合成氨工厂和企业不能与国外相比之。

四、煤气化合成液体燃料

随着中国经济的发展, 国内各项事业对能源的质量和用量的要求也越来越高, 而由于我国对油品的消费每年都在增加, 国内的资源能源并非取之不尽用之不竭, 所以从国外进口原油成为我国煤化工业发展的必然趋势。

20世纪50年代开始, 中国就开展了间接液化技术的开发和研究, 到80年代, 由铁基催化剂托合成生产汽油技术的实验获得成功, 这一技术得到进一步发展, 同时, 2000t/a规模的煤基合成汽油工业实验也获得成功。

90年代开始, 在对钴基催化剂合成工艺的开发方面开展了系统的研究和开发工作, 并在这一阶段中取得令人瞩目的有效成果, 由此开发出了3种型号的合成柴油钴基催化剂。

“十五”期间, 针对新型浆态床合成工艺的催化剂、反应器等小型试验得到立项, 并在这一阶段中研制了工业级煤基合成油工艺软件包。

五、煤气化其他产品合成技术

不同的合成技术能合成制成不同的化学品, 国外对使用煤通过气化制出合成气的相关技术也已进入研发、开发以及某些商业运作上。

甲醇这种化工原料在煤化工行业中占据着重要地位, 世界甲醇的生产能力约为3500万t/a, 其中, 总产量约为2900万t/a。在国内, 甲醇的生产企业大概有100多家, 这些企业当中, 有一半以上是以煤为原料的工艺制作, 而我国甲醇的生产能力约为300万t/a。

但是我国的生产技术与国外相比, 甲醇装置规模较小, 生产工艺相较于国外也比较落后, 尤其是在我国以煤为原来哦的工艺, 生产过程复杂而成品偏高, 因此在与世界上其他大国相比, 我国的甲醇生产缺乏较强的竞争能力。

此外, 作为另外一种代用液体燃料, 二甲醚的生产技术也受到各方关注。世界二甲醚产量约为15万t/a, 主要利用甲醇脱水工艺制成, 有相关研究人员认为, 二甲醚可以作为车用柴油代替燃料, 也可以为民用燃料。

六、煤炭直接液化

煤炭的直接液化, 指的是通过对煤炭的加热、加压氢化直接获取液体产品的工艺技术。

20世纪70年代开始, 美、日、德等工业较为发达的国家已经相继开发出煤炭直接液化的工艺技术, 这为全世界的工业化生产奠定了一定的基础。而我国从70年代末开始才进行煤炭直接液化的工艺技术的研究, 我国虽然在逐年后都有所发展, 并与世界各大国进行合作, 但想要达到世界先进水平, 还需一定的过程。

摘要：所谓的煤化工, 指的是以煤为主要原料进行加工并使煤转化为气态、固态和液态燃料以及化学品的过程, 这个过程主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等工艺技术。国外的煤化工主要是焦化和气化, 煤焦油的产量在逐年增加, 煤焦油加工的产品也广泛地应用到不同的行业中。相较于更多西方国家来说, 我国的煤化工行业起步较晚, 发展也较慢, 这些主要表现在设备加工能力不足、工艺水平低、产品种类少、消耗能源高、环境污染严重等。中国煤化工行业始于18世纪中后期, 在19世纪形成了完整的工业体系, 到20世纪, 煤化工行业在化学工业中已占据了重要地位, 又随着世界各国科学技术的发展, 进入21世纪以后, 全球石油价格在石油市场动荡的环境中攀升, 煤炭作为能代替石油的有效能源也越来越多地受到重视。我国是煤炭能源大国, 也是以煤为主要生活生产能源的国家, 由于我国天然气、石油等资源的缺少, 因此煤炭资源在我国的使用可能还处于长远阶段。所以, 我国未来能源发展的主要趋势将是大力发展煤化工行业。

关键词：煤化工,煤化工行业,煤炭能源,煤炭焦化,煤气化