论新型煤化工技术在现代煤化工产业中的应用和发展

焦 ,君

摘要：随着我国的发展和生产力的不断提升，社会对资源的需求量开始日益剧增，如何合理、高效、环保的利用资源开始有了更高的要求。同时，我国不断对环境保护、绿色节能等政策方向的倾向和人民对环保意识的不断增强，在针对煤化工企业的绿色高质量发展方面也提出了新的方向和更高的要求。因此，新型煤化工技术在现代煤化工企业中的发展方面就有更深层次的探究，这不仅有利于现代煤化工产业技术水平的进一步提升，更有利于降低对自然环境保护方面的压力，从而为我国现行煤化工企业的绿色环保、节能高效和可持续发展提供更有效的推动作用。

关键词：煤化工；煤气化；煤液化；能源。

1 我国现行煤化工概况

长期以来，煤炭一直作为燃料燃烧，这种燃烧方式是相对落后的、低级的利用形态，而煤化工产业是以煤为原料，经过化学反应生成化工、能源产品的工业，是煤炭深加工产业的重要表现。现行煤化工是采用现代先进技术，充分挖掘和利用煤的内在固有特性中的优势，对煤进行深加工和综合利用，着重解决煤炭转化过程中高效、低污和经济的三大方面问题。我国传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益的行业，如固定床间歇造气炉、焦炉等。因此，新型煤化工技术的诞生就呈现出至关重要的作用，如何更有效的使煤炭资源的利用率最大化，发展新型煤化工技术就显得十分重要和迫切。

2 新型煤化工技术是现行煤化工产业发展的关键

2.1 煤直接液化工艺技术

在我国，较大的煤炭保有储量和便宜的采掘价格是现代煤化工产业发展的基础，采用煤直接液化工艺技术可以制取各种化工原料和化工用品，是一种比较适合我国现阶段发展所需能源的有效途径。一般来说，煤直接液化技术是使用化学合成技术，把固态的煤转化成液态的燃料，煤直接液化技术的反应过程分为两个步骤：第一个步骤是通过加热使煤的大分子结构单元发生变化，当煤的大分子结构单元之间的桥键断裂以后，就会形成以桥键断裂产生以单个单元为基础的自由基，自由基本身不带电荷，却在某一个碳原子上拥有未配对的电子，自由基非常不稳定；第二步是使用加氢催化剂，在加氢催化剂的作用下，通过加氢而生成稳定的低密度物，加氢所需活性氢的来源有溶剂分子中键能较弱的碳—氯键，氢—氧键断裂分解产生的氢原子，被催化剂活化后的氢分子在没有高压氢气环境和没有溶剂分隔的条件下，自由基又会相互结合，加氢使自由基在溶剂中能保持稳定，因此溶剂应具有较好的重质芳烃溶解性，并能够提供加氢给自由基以阻止自由基聚合而发生聚合反应。另外，通过加氢催化剂的加氢技术还可以使各结构单元通过加氢脱出单元内的硫、氧、氮等原子。并使结构单元进一步催化裂解，可以使芳烃部分饱和，进而降低相对分子量，提高氢碳比，得到相对分子质量较低的产品。             

2.2 煤间接液化工艺技术

煤间接液化所使用的煤种要比煤直接液化所使用的煤种更广泛。煤间接液化工艺技术是将煤首先经过气化后，制成富含CO、CO2、CH4等气体的合成气，脱出气体内的硫组分、噻吩、苯、萘等杂质后，合成气再经过催化合成，转化成汽、柴油等产品。煤间接液化的操作条件相对比较温和，几乎不依赖于煤种和煤种的品质。典型的煤间接液化的合成过程，是在250℃左右、15—40个大气压下操作的，合成的产品不含硫氮等污染物，同时汽油的辛烷值也不低于90号，合成柴油的十六烷值高达75左右，且不含芳烃、饱和烃等，质量优于第四代洁净油品。

2.3 煤气化工艺技术

煤气化技术作为现代煤化工企业的重要组成部分，承载着煤化工技术的重要环节。然而大多数煤化工企业中煤气化装置的运行情况均不是很好，都是因为选择的煤气化装置和煤气化工艺不能长周期稳定运行有关，煤化工生产技术与煤气化工艺的运行密切相关，且工艺成熟、可靠、稳定。现代煤化工企业中应用的煤气化工艺技术和生产装置大概分为气流床加压气化工艺、流化床粉煤加压气化工艺和固定床碎煤加压气化工艺。

2.3.1 气流床气化炉基本采用并流气化方式。通过使用具有压力的气化剂，将颗粒很小的煤粒或煤粉送入气化炉内，或者使用水煤浆泵将煤粉送入气化炉内。使送入的原料煤和气化剂充分接触后混合，在燃烧炉内经过高温作用燃烧和气化反应，生成可供后续使用的煤气，燃烧后的炉渣，以固态或液态形式通过除尘后排出。气流床加压气化工艺还可以分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤桨加压气化工艺。

2.3.2 典型的流化床粉煤加压气化工艺有U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化和灰熔聚常压气化(CAGG) 等。流化床粉煤加压气化工艺是将原料碎煤、粉煤全部悬浮分散于垂直上升的气化剂气流中混合并进行气化反应，碎煤和粉煤均具有流体的表观特征，因此称为流化床气化炉。

2.3.3 固定床碎煤加压气化工艺是在气化过程中，将原料碎煤、粉煤从气化炉顶部装料孔加入，而气化剂从气化炉底部进入汽化炉，两者逆流接触、混合，在高温高压下通过化学反应将原料煤中的可燃部分转化为可燃性气体。相对于气体上升速度而言，原料煤的下降速度较慢，因此称之为固定气化床气化炉。

3 新型煤化工技术的特征和发展的重要性

现代煤化工产业中，新型清洁煤化工技术的主要特征是以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，所生产的产品种类也较多，如汽油、柴油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、可替代燃料甲醇、二甲醚、醋酸等，还包括电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品，芳香烃类产品等都是重要的化工原材料。而所有新型煤化工产业及其产业链，都是根据煤自有的特性，包括煤种、煤质、煤品等煤的特点，根据市场需求产生相应的目标产品。采用不同新型清洁煤化工技术，能源梯级利用、产品结构方面对工艺优化集成，提高整体经济效益。

加快推进煤炭资源的转型，大力转变煤炭产业发展方式，不断提升新型煤化工技术的发展层次是现代煤化工产业发展的重要方向。我国产煤地区主要分布在东北、中西部等地区，可是东北、中西部经济相对比较落后。随着我国西部大开发、振兴老工业基地，以及支持新疆、内蒙等省区发展一系列政策的深入落实，经济转型和结构性调整的力度将会越来越大，延伸和丰富新型煤化工产业链的要求会更为迫切。优化煤炭消费结构、保护生态环境建设。新型煤化工产业和新型煤化工技术的应用，不仅会更有利于减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有害物质等污染物的排放，还能大幅提升煤炭转化效率和产品附加值，更加符合国家关于煤炭绿色、高效、低碳的利用方向。发展新型煤化工技术也有利于带动传统煤化工产业结构调整和优化，低效落后的煤炭利用方式将逐渐被替代或者淘汰，清洁高效转化的比例将不断提高。

结束语

我国现储存有丰富的煤炭资源，对于煤炭资源的有效利用，新型煤化工技术具有较强的创新性、环保性、节约性和高效性等优势，而发展新型煤化工技术使煤基替代具备很大的潜力。因此，我国应将新型煤化工技术的发展与利用作为煤炭行业发展的关键，多角度采取好措施，促进新型煤化工技术的发展。不断推进新型煤化技术创新、改革，促进煤炭利用、消费方式的合理性和节约环保性，并打造发展出一条符合我国国情的新型绿色、低碳环保、节约高效的煤化工发展之路，实现自主灵活的发展。

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