試論煤化工技術(shù)的發(fā)展

王瑜琛 折亞飛（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司 陜西省 719319）

一、煤炭焦化

我國(guó)最具代表性的煤化工產(chǎn)業(yè)是焦化工業(yè)，同時(shí)，焦化工業(yè)也是冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)鑄造、高爐煉鐵等行業(yè)最主要的輔助產(chǎn)業(yè)。目前，全世界的焦炭工業(yè)所直接消耗的原料精煤大約為4.5億t/a，而全世界的焦炭產(chǎn)量大約是3.2～3.4億t/a，機(jī)械化發(fā)達(dá)的國(guó)家受到世界鋼鐵產(chǎn)量調(diào)整、高爐噴吹技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)成本增高以及環(huán)境保護(hù)的因素的影響，這些國(guó)家的煉焦能力處在收縮狀態(tài)。

我國(guó)目前有各類機(jī)械化焦?fàn)t大約750座以上，交談年產(chǎn)量大約是1.2億t/a，在世界上位居第一，直接消耗的原料煤占據(jù)全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的14%，年設(shè)計(jì)煉焦能力約9000萬(wàn)t/a，我國(guó)煤氣凈化技術(shù)在世界上已處于先進(jìn)水平，焦炭的質(zhì)量也得到了較大的提高。

上世紀(jì)80年代，我國(guó)煤炭行業(yè)的煉焦技術(shù)得到發(fā)展，一些地區(qū)建成了專門輸送人工煤氣的工廠，也有以焦炭為主要產(chǎn)品的工廠。

焦炭是我國(guó)的主要出口產(chǎn)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國(guó)家。

但煤炭行業(yè)的焦化也存在一些問(wèn)題，其中普遍存在的問(wèn)題是：焦?fàn)t爐型小、受礦區(qū)產(chǎn)煤品種限制、調(diào)整焦炭質(zhì)量的難度較大、煙塵處理技術(shù)的缺乏等，造成國(guó)內(nèi)大多數(shù)焦化行業(yè)與國(guó)外同行業(yè)產(chǎn)生較大的差距。

二、煤氣化

煤化工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中最重要的單元技術(shù)就是煤氣化技術(shù)。

煤氣化技術(shù)目前在我國(guó)廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域有：化工、冶金、機(jī)械、建材等工業(yè)行業(yè)和生產(chǎn)城市煤氣的企業(yè)，近二十幾年，由于我國(guó)引進(jìn)了加壓魯奇爐、德士古水煤漿氣化爐等用于生產(chǎn)合成氨、甲醇或城市煤氣等。

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的日新月異，煤氣化技術(shù)的發(fā)展和作用也引起了國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)的關(guān)注，“九五”期間，兗礦集團(tuán)與科研機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)高校合作后開發(fā)并完成22t/d多噴嘴水煤漿氣化爐中試裝置。這一成果標(biāo)志著我國(guó)在自主開發(fā)氣化的技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展。

三、煤氣化合成氨

目前我國(guó)有800多家中小型化肥廠。

我國(guó)化肥生產(chǎn)的主要方式是以煤為原料，采用煤氣化合成氨技術(shù)，采用水煤氣工藝，每年消費(fèi)的原料煤炭以及焦炭都會(huì)超過(guò)4000多萬(wàn)噸。

與我國(guó)不同的是，國(guó)外生產(chǎn)化肥以煤炭為原料的工廠很少，國(guó)外企業(yè)和工廠一般都以石油或者天然氣為主要原料，而中國(guó)因?yàn)榧夹g(shù)和市場(chǎng)的關(guān)系，煤氣化合成氨工廠和企業(yè)不能與國(guó)外相比之。

四、煤氣化合成液體燃料

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各項(xiàng)事業(yè)對(duì)能源的質(zhì)量和用量的要求也越來(lái)越高，而由于我國(guó)對(duì)油品的消費(fèi)每年都在增加，國(guó)內(nèi)的資源能源并非取之不盡用之不竭，所以從國(guó)外進(jìn)口原油成為我國(guó)煤化工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

20世紀(jì)50年代開始，中國(guó)就開展了間接液化技術(shù)的開發(fā)和研究，到80年代，由鐵基催化劑托合成生產(chǎn)汽油技術(shù)的實(shí)驗(yàn)獲得成功，這一技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)，2000t/a規(guī)模的煤基合成汽油工業(yè)實(shí)驗(yàn)也獲得成功。

90年代開始，在對(duì)鈷基催化劑合成工藝的開發(fā)方面開展了系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作，并在這一階段中取得令人矚目的有效成果，由此開發(fā)出了3種型號(hào)的合成柴油鈷基催化劑。

“十五”期間，針對(duì)新型漿態(tài)床合成工藝的催化劑、反應(yīng)器等小型試驗(yàn)得到立項(xiàng)，并在這一階段中研制了工業(yè)級(jí)煤基合成油工藝軟件包。

五、煤氣化其他產(chǎn)品合成技術(shù)

不同的合成技術(shù)能合成制成不同的化學(xué)品，國(guó)外對(duì)使用煤通過(guò)氣化制出合成氣的相關(guān)技術(shù)也已進(jìn)入研發(fā)、開發(fā)以及某些商業(yè)運(yùn)作上。

甲醇這種化工原料在煤化工行業(yè)中占據(jù)著重要地位，世界甲醇的生產(chǎn)能力約為3500萬(wàn)t/a，其中，總產(chǎn)量約為2900萬(wàn)t/a。在國(guó)內(nèi)，甲醇的生產(chǎn)企業(yè)大概有100多家，這些企業(yè)當(dāng)中，有一半以上是以煤為原料的工藝制作，而我國(guó)甲醇的生產(chǎn)能力約為300萬(wàn)t/a。

但是我國(guó)的生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外相比，甲醇裝置規(guī)模較小，生產(chǎn)工藝相較于國(guó)外也比較落后，尤其是在我國(guó)以煤為原來(lái)哦的工藝，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜而成品偏高，因此在與世界上其他大國(guó)相比，我國(guó)的甲醇生產(chǎn)缺乏較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

此外，作為另外一種代用液體燃料，二甲醚的生產(chǎn)技術(shù)也受到各方關(guān)注。世界二甲醚產(chǎn)量約為15萬(wàn)t/a，主要利用甲醇脫水工藝制成，有相關(guān)研究人員認(rèn)為，二甲醚可以作為車用柴油代替燃料，也可以為民用燃料。

六、煤炭直接液化

煤炭的直接液化，指的是通過(guò)對(duì)煤炭的加熱、加壓氫化直接獲取液體產(chǎn)品的工藝技術(shù)。

20世紀(jì)70年代開始，美、日、德等工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)相繼開發(fā)出煤炭直接液化的工藝技術(shù)，這為全世界的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了一定的基礎(chǔ)。而我國(guó)從70年代末開始才進(jìn)行煤炭直接液化的工藝技術(shù)的研究，我國(guó)雖然在逐年后都有所發(fā)展，并與世界各大國(guó)進(jìn)行合作，但想要達(dá)到世界先進(jìn)水平，還需一定的過(guò)程。