煤化工工藝技術評述與展望

李冠男，王 鑫

1鞍山盛盟煤氣化有限公司；2鞍山興泰安全事務服務公司

煤化工工藝技術評述與展望

李冠男1，王 鑫2

1鞍山盛盟煤氣化有限公司；2鞍山興泰安全事務服務公司

作者根據自身多年的工作經驗對我國煤化工行業的發展情況進行簡要闡述，并重點介紹了以下幾個方面：（1）煤制天然氣行業；（2）煤制油行業；（3）煤制甲醇行業等煤與化工行業相關產業的工藝生產流程以及技術特點、使用設備的情況等。并且對不同類型的煤化工產業的環境承載能力進行了簡要的分析，然后依據我國煤炭資源生產以及消費的特點對行業的發展提出了一些見解。

煤化工；工藝；發展；評論；石油；天然氣

前言

就我國資源的儲備情況來講，我國的石油、天然氣等資源比較匱乏，但是煤炭的儲備比較充裕，并且我國的生產以及消費在全世界范圍內都較靠前。但是煤炭的熱值利用率低于百分之二十，這就使得一部分煤炭被白白地浪費掉，這不但造成了浪費，同時也對大氣造成了嚴重的污染。所以，為了充分利用我國煤炭高儲量、高產量的優勢，大力推進煤化工行業的發展是一個必然的發展方向。只有通過對煤炭進行綜合利用以及深度加工，才能有效地提高煤炭的經濟效益。

1、我國煤化工的行業現狀

現階段我國的煤化工行業仍處于示范建設階段?，F代煤化工技術相比于傳統煤化工技術主要具有以下優點：（1）現代煤化工裝置規模相對較大；（2）現代煤化工行業具有較高的技術集成度；（3）現代煤化工的資源利用率較高等。同時在我國很多省市都有煤化工的擬建項目。為了確?，F代煤化工行業可以走科學、合理的發展道路，在煤化工行業發展的初期，我國就制訂了相關政策，并將煤制天然氣、煤制油等幾個煤化工項目確定為現代煤化工的代表領域。作者通過對以上領域進行研究，同時綜合考慮到環境的綜合承載能力，對煤化工行業的發展現狀進行分析。

2、煤制天然氣

2.1 煤制天然氣的生產工藝

煤制天然氣的主要工藝技術流程：第一步、將煤氣化生產合成氣；第二步、將合成以后的氣體通過一氧化碳變換、凈化；第三步、將經過第二步處理的氣體經過甲烷反應后，將生成天然氣。近年來我國科技不斷發展，直接合成天然氣的技術已研發成功，其主要原理是將煤氣化然后與甲烷化合并成為一個單元直接由煤生產出富甲烷氣體。這種生產方式與直接合成天然氣技術相比具有煤氣化轉化時的投資大，但是優勢是相關技術已非常成熟，這種生產工藝已經成為煤制天然氣產業中的主要工藝之一。

2.2 煤制天然氣的技術特點

對于煤制天然氣的生產來講，其生產最為核心的技術就是甲烷化的工藝?，F階段煤制天然氣所應用的甲烷化生產技術基本都是英國的DAVY公司所研制的甲烷化技術、丹麥TOPSOE所研制的甲烷化循環工藝技術以及德國LURGI公司所研制的甲烷化技術。通過對以上幾種甲烷化技術進行分析，可以知道德國LURGI公司的甲烷化技術轉化率并不高，但是德國公司的甲烷化方法工業化程度卻相對較高。

2.3 生產裝備的情況

在煤制天然氣的行業中所使用到的主要設備有：（1）煤氣化爐；（2）甲烷化反應器；（3）廢熱鍋爐等。通常煤氣化爐主要有以下三種類型：（1）移動床煤化爐；（2）流化床煤化爐；（3）氣流床煤化爐。甲烷化反應器所使用的固定反應器以及流化床反應器，在這兩種類型的反應器中，固定床甲烷化技術相對比較成熟，被廣泛應用，其催化劑主要是以鎳系催化劑為主。

在煤制天然氣的生產過程中，大量的高溫熱量可以經由廢熱鍋爐產生高壓或中壓的蒸汽，產生的蒸汽可以用于驅動空分透平，從而有效控制鍋爐的數量以及鍋爐對燃料煤的使用量。在煤制天然氣的過程中，甲烷化的步驟百分之八十以上的廢熱都以高壓蒸汽的形式進行回收，僅僅有不到百分之一的廢熱用冷水進行冷卻，這樣極大程度地提升了整個系統的熱量回收率。廢熱鍋爐系列主要有以下幾部分構成：（1）廢熱鍋爐；（2）汽包；（3）鍋爐熱力管線；（4）蒸汽過熱器設備等。

2.4 煤制天然氣的產業前景

大力發展煤制天然氣產業是非石油行業生產能源逐步替代石油產品，并有效解決我國天然氣供求矛盾的主要方式。

目前，我國煤制天然氣的能量效率非常高，同時這也是最有效利用煤炭的方式，并且也是煤制能源產品最優的一種方式，有著非常廣闊的發展前景。

3、對煤化工行業發展前景的展望與建議

目前，我國在煤制天然氣以及煤制烯烴以及煤炭液化等方面都取得了階段性的顯著效果。所以，煤化工行業逐漸發展成產業化、大型化以及自主化的工業產業。并且我國煤化工產業在現階段的發展目標是提高能源利用水平、增強煤化工產業的環保性。在我國“十二五”期間所建立的新項目需要充分地考慮與已經投產的示范項目做好對接，以現有的項目為基礎做好項目前期的綜合分析工作，在示范項目立項成功后使其盡快地開工建設。

在煤化工產業中，煤氣化的技術是煤炭清潔高效使用的最為重要的技術之一，同時也是煤化工產業中核心的技術。就目前我國煤化工產業的發展現狀來講，需要抓住現有的發展機會，有效地提升企業的自主創新能力，開發屬于我國的煤化工生產制造的技術。在煤氣化用到的工藝方面，可以參考美國的經驗，將研究的重點放在提升氣化壓力、增加汽化爐容量、提升煤炭的轉化率等生產工藝方面。

煤制石化產業是資金密集型以及技術密集型的產業，發展煤化工產業需要根據自身的能力量力而為。對投資規模以及控制規模需要逐年地增加，同時需要推進工程的建設進度，有效地提升資金的使用效率。并且對于已經投產的項目需要確保其穩定地運行，并且加大力度對煤化工副產品進行開發利用，這樣可以使產業鏈得到延伸，并有效地提升產品的附加值，進而提高煤化工項目的總體經濟效益。

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