煤化工技術的發展與新型煤化工技術探討

摘 要：隨著科學技術的發展，世界對于能源的需求越來越大。目前，我們應用的主要能源的來源之一就是煤炭，提高煤炭的利用率就是提高能源的利用率。發展新型的煤化工技術是我國走可持續發展道路的必然趨勢，也是我國在能源多元化時代領先世界的資本。本文簡述了煤化工的發展歷史，以及新型煤化工技術的發展趨勢。

關鍵詞：煤化工技術；發展；技術

引言

世界能源正朝著多元化的方向發展，各個國家都將煤化工能源技術的發展和創新作為經濟發展戰略措施之一。大力發展能源技術不僅能夠解決如今能源的危機，還能加快我國可持續發展道路。因此，我們要了解煤化工技術的發展，不斷創新新型煤化工技術。

煤炭是地球上儲存量最豐富的的化石能源，但隨著全球經濟的發展，人們對能源的需求量越來越大，對煤炭的消耗量不斷增長。因此，調整能源結構，發展新型煤化技術，提高煤炭利用率，提倡節能減排，保護環境成為促進各國經濟發展的重要工作。

1 煤化工技術

1.1 煤干餾

煤干餾是將與空氣隔絕的煤加上強熱分解的過程，也成為煤焦化。煤化工包括一次化學加工、二次化學加工以及深度化學加工過程。許多煤化工產品是石化功產品替代不了的，包括焦化產品、氣化產品、液化產品還有合成氣化工產品，焦油化工產品，電石乙炔等，這些化工產品廣泛在應用在工業，農業，醫藥，化工染料，炭素等社會各個行業中。

1.2 煤氣化

煤通過熱化過程，在高溫下借助化學藥劑進行化學反應把固體的炭轉化為氣體混合物的過程。用氣化劑包括（水蒸氣，空氣，二氧化碳）與煤炭的碳發生均相反應。此外，煤通過熱分解之后的氣態物（二氧化碳、水蒸氣、烴類）等也能和熱碳發生均相反應。根據氣化的方法，氣化的外在條件以及煤的性質不一樣，氣化的氣體的組成也大不相同。依據煤氣爐內開成氣體的過程特點，可以把煤層從上到下的分為（干燥、干餾、還帶、氫化）帶與灰層，在干燥與干餾帶之中，煤是返到高溫的加熱而失放出的水分并蒸發。余下的是焦炭在還原帶中發生的氧化反應。經過氣化后的煤是粗煤氣，通過凈化加工之后，就生成各種化學品。

1.3 煤液化

顧名思義，煤液化是指將煤中各種有機物轉化成流質的液態，用液態的碳氫化合物應用到生產生活中，最終代替相關的石油制品。煤液化有著巨大廣闊的發展前景，同時擁有巨大的市場，如果煤液化的工藝和技術發展到一定的高度，就會逐漸成為新型煤化工技術的重要發展方向。煤液化分為直接液化法和間接液化法兩種。

1.3.1 直接液化法：直接煤液化是指在高溫和溶劑的催化作用下將煤炭與氣態氫反應，使煤炭中氫的含量增加，最終變為液態。這種方法是德國科學家在1913年發明而成，隨著人們對煤炭研究的不斷深入，到了1927年科學家又將硫化銅與硫化鎢作為催化劑，把液態分成兩個階段，即氣象加氫階段和糊相加氫階段，這樣就有效解決了實驗室工程化的問題，將此技術應用到大型工業生產中，并且建立了規模巨大的煤液化企業。

1.3.2 間接液化：間接液化法就是以煤炭作為原材料，經過化學汽化手法處理合成二氧化碳和氫氣的混合氣體，再將這種氣體通過催化劑催化并且采用F-T作為合成液態的烴類產品的原材料。

1.3.3 溶劑精制煤工藝（SRC）：是由美國煤炭研究局（OCR）于1962年與Spencev化學公司聯合開發的煤直接加氫液化工藝，最初是為了潔凈利用美國高硫煤而開發的一種生產以重質燃料油為目的的煤液化轉化技術，不使用催化劑，反應條件比較溫和，利用煤自身的黃鐵礦將煤轉化為低灰低硫的常溫下為固體的SRC-1。后來又改進工藝，采用增加殘漬循環，減壓蒸餾方法進行固液分離，獲得常溫下也是液體的重質燃料油，即SRC-Ⅱ。

1.3.4 供氫溶劑法（EDS）。是美國埃克森研究和工程公司于1966年首先開發使用供氫溶劑的煤液化工藝。在液化反應組分中也不加催化劑，從而避免了煤中礦物質對催化劑的毒害作用，延長了高性能活性催化劑的使用壽命。其與SRC法的區別是對循環溶劑單獨進行催化加氫，從而提高了溶劑的供氧能力，液化油率提高，主要產品是輕質油和中質油。

1.3.5 氫煤法（H-Coal）：這種方法使用高活性的催化劑，并且使之在沸騰床反應器反應，大大提高了液化轉化率和液體收率，并且提高了液相粗油的質量，降低了雜原子的含量。

2 新型煤化工技術的發展和創新

隨著科學技術的不斷進步，煤化工技術也在不斷發展。隨著煤化工技術不斷發展創新、與時俱進，新型煤化工技術應運而生。這種新型煤化工技術指一種綜合性技術，涉及到以下三方面：

2.1 煤氣化

煤氣化技術主要運用多組分的催化劑，通過化學合成將煤炭或天然氣制成含有百分之六十的異丁醇和百分之四十的甲醇的混合物，將異丁醇脫水縮合成異丁烯，將合成氣只去程甲基叔丁基醚，進而制取出高辛烷值的添加劑。這種技術主要應用于我國引入過的德士古、魯奇以及殼牌等各種爐型之中。

2.2 用煤作為原材料產出各種化工產品

甲醇是一種重要的化工原料，通過化學反應羰基化處理后可合成出醋酸酐、醋酸、草酸以及甲酸等其他重要的化工產品。現如今還是主要以天然氣作為合成甲醇的主要原材料，但相比之下我國煤炭的儲備量遠遠超過了天然氣，以煤炭作為原材料生產甲醇逐漸成為生產甲醇的主要途徑，在較長一段時間還是要將煤炭作為材料生產甲醇。經過對甲醇不斷的開發研制，西南化工研究院成功從甲醇羧基化中成功制取出了醋酸酐與醋酸并研制成相關工藝的軟件包，如今正在拓展相關產品，研制出一系列相關產品，實現甲醛相關產品生產的產業化。

對于草酸的合成，可在鈀的催化下使甲醇和亞硝酸發生反應生成草酸。一些公司通過研究新技術將甲醇與CO反應，通過叔二胺和乙烷的作用，并且加壓，使原料發生羰基化反應，就可生成甲酸甲酯，其轉化率可達到百分之八十以上，選擇性達到百分之九十九以上。

2.3 用煤作為原材料合成各種烴類

隨著科學技術的發展，經過科學家多年的研究，逐步實現將甲醇裂解從而制取烯烴的技術。我國中科院掌握的技術最為先進，在此領域領先于世界，其烯烴的轉化率達到了百分之一百，但烯烴的選擇性達到了百分之八十五到百分之九十。但這項技術還不夠完全成熟，仍然有一些問題沒有被解決，影響了整個轉化過程中產品的產出和純度，因此，要想使這項技術成熟化還需要一些時間來攻克這些技術。而且人們越來越重視對技術的創新，例如對甲烷的生產不按照造氣工藝，直接經過過氧化脫氫產生出乙烯，這項新技術受到越來越多科學家的重視，將甲烷的轉化率提高到百分之二十五到百分之三十五，C2的選擇性也可達到百分之七十到百分之八十。

3 結束語

總而言之，在經濟飛速發展的今天，新型煤化工產品以展現出良好的發展前景。新型煤化工產品以逐漸成為我國規模較大的產品，同時也在一定程度上代替了石化產品，解決了石化產品不足的問題。新型能源技術不僅關系到我國可持續發展，還可以解決日益嚴重的能源危機。因此，我們要清楚煤化工技術的發展，積極探究發展新型煤化工技術，使新型煤化工技術擁有巨大的實際價值。

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