中國石化煤化工技術最新進展

馬明瑞

摘 要： 煤炭資源在開發和使用過程中，常常因為開采不當造成嚴重的資源浪費現象、環境污染問題。這些問題的存在對我國煤炭資源利用產生了深刻的影響。在實際的煤炭資源開發過程中，需要借助煤化工技術提高煤炭資源的開發率和環保程度。進入新世紀以來，隨著我國科學技術不斷發展和進步，在煤炭化工領域取得了突出的成就，各種先進的的煤炭化工技術得到推廣和應用。本文主要結合實際情況，就中國石化煤化工技術最新研究進展進行了分析，希望通過本次研究對同行有所助益。

關鍵詞：中國石化 煤炭化工技術 研究進展

中圖分類號：TQ54 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0301-01

國際油價的持續走低和徘徊不前并未阻礙中國企業在煤炭化工領域，尤其是在煤制油、煤制烯烴等新興煤化工領域的探索。我國煤炭資源儲量較大，但是面臨著開發不合理，資源浪費嚴重和煤炭產能過剩的局面，利用全新的科學技術探索煤炭資源的全新用途是當前我們需要重點解決的難題。煤化工分為傳統煤化工和新型煤化工，傳統的煤炭化工技術是將煤炭資源制成化肥、煤炭焦化后做成電石和乙炔，而新型的煤炭化工技術是利用煤炭作為生產材料生產出多種清潔能源和基礎化工原料。目前我國在煤炭化工技術方面做了大量的研究，并取得很大的突破，在新型煤化工技術和裝置方面已經獲得國際領先地位。

一、中國石化煤炭化工技術最新研究進展

1.S-MTO技術實現工業轉化應用

S-MTO技術是以煤炭、天然氣等作為石油代替資源生產化工產品的一條新型的工藝路線，目前，該項技術已經成為新能源資源技術研究開發熱點和難點之一。進入新世紀以來，中國石化的很多企業不斷開展S-MTO技術試驗，相繼完成了甲醇進料規模為每年1.67萬噸的DMTO工業試驗。同時在連續多年的實踐過程中，在SAPO-34分子篩選催化材料合成技術，流化床催化劑制備技術和反應再生工藝研究方面獲得了全新的創新成果。通過對這項技術的研究，在抑制SAPO-34分子篩硅島的形成、分子篩形貌控制等關鍵技術方面取重大突破。此外，通過對分子篩模板劑和合成工藝進行創新，能夠更好的對分子的形貌進行控制，能夠極大的促進反應物的擴散速率。隨著分子篩晶粒的減小，反應物分子的擴散速度逐漸加快。降低催化劑晶體顆粒直徑，能夠顯著推升乙烯和丙烯的選擇性。2007年中國石化在實驗室充分研究的基礎上，開展當時世界規模最大的每年3.6萬噸的S-MTO技術中試研究，研究結果顯示S-MTO催化劑具有催化效率高、活性強、選擇性好、高熱穩定性等特點，甲醇轉化率、乙烯和丙烯選擇性分別高達100%和80%以上，為今后的深入研究奠定堅實的基礎。

2.S-MTP催化劑以及工藝技術的研究開發

S-MTP技術是甲醇生產低碳烯烴產品的另外一項具有核心競爭力的技術路線。最近幾年，中石化高度重視S-MPT技術的研究，強化技術研究和裝置建設。在S-MTP技術開發研究過程中，核心問題就是加快高選擇性、高水熱穩定性的ZSM-5分子篩選催化劑材料的研究。中石化在這方面研究過程中解決了兩個關鍵性的技術。一個是對酸性的調節。在S-MTP催化劑中如果酸量過多，所生成的產物如果控制不好很可能會產生第二次化學反應，從而影響到整個反應體系的反應速率，生成過多的多碳高分子化合物，如汽油、烷烴等副產品，并且目的產物丙烯的選擇性不高。如果催化劑中酸量不足，就不能保證甲醇全部轉化，催化劑再生周期就會變短。我們通過對分子篩硅鋁比進行適當的調整，就可以很好的控制分子篩催化劑的酸量。另一個就是提高了催化劑中的擴散性能。在反應體系中，丙烯能否在較短的時間內擴散的相應的孔道就成為影響丙烯吸收率和催化劑穩定性的一個重要原因。分子篩的孔道越短，直徑越大，催化劑擴散也就越容易，因此，研究合成小分子篩技術是S-MTP催化劑應用的關鍵。此外，采用溫和手段的堿處理方法對高硅ZSM-5沸石進行介孔化處理，保證沸石表面能夠形成規則性的孔穴結構，從而進一步縮短擴散通道的長度，提高反應物和產物的擴散性能。通過試驗表明在整個反應體系內添加了軟模板劑合成的樣品，已經存在明顯的介孔，而經過堿處理之后，在樣品的將介孔結構更加明顯。因此通過溫和的堿處理所得到的樣品在MTP反應體系具有優異的丙烯選擇性，丙烯和乙烯質量比能夠到達10：1。

二、新型煤化工技術創新能力提高

煤炭行業要想實現可持續發展，首先要提高煤化工技術的創新能力，為煤炭行業的長遠發展奠定堅實的物質基礎。最近幾年，通過不斷努力，我國在煤化工技術創新方面的能力進一步得到提升，改變了過去輕視理論、重視試驗操作的研究模式，在兼顧理論研究的同時，將理論付諸實踐。上述兩種技術的發展和應用是煤化工技術創新能力提升的主要體現。我國的煤化工技術經過多年的努力已經形成了一套自主研發的科學體系，并做著眼于煤炭行業的發展趨勢和發展要求，追求經濟效益和環境效益的協同發展。但是我們應該清除的認識到，煤化工技術是一項長遠發展過程，我國煤化工技術研究存在很多不足之處，在今后的研究過程中需要我們繼續借鑒國外先進的理論經驗和技術手段，不斷更新研究理念和方法，采用先進煤氣化技術，利用劣質煤造氣，通過電、氣、化工產品優化組合，即多聯產方案是煤炭高效、潔凈利用的最佳途徑。

總之，當前我國煤化工發展已呈現出過熱狀態。低水平重復建設，不考慮環境承載力、生態平衡、二氧化碳排放、資源消耗，盲目擴大各類煤化工產品的產能，不是煤化工產業的發展方向。需要我們進一步大力發展煤制油、煤制甲醇對緩解我國石油對外依存度過高的現狀，促進煤炭領域真正實現可持續發展。

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