煤化工技術的發展與新型煤化工技術

黃添祿

摘 要： 煤化工是我國的主要能源，在現在的能源消費中占有舉足輕重的地位。當今世界，各國已經進入了能源與化工材料的多元化時代，各個國家和地區都根據自身的經濟發展需求和對資源的需求來選擇化工原料與生產技術。隨著各項化工技術的不斷發展，石油化工和天然氣化工已經與煤化工形成競爭趨勢，煤化工需要對各項生產技術進行不斷創新，尋找新的發展空間。

關鍵詞：煤化工技術 發展 新型煤化工技術

中圖分類號：TQ54 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）07-0209-01

一、前言

煤炭資源曾經是世界上儲量最多化石資源，但是隨著人們不斷的開發利用，煤炭資源的儲備量越來越少。一直以來我國都倡導保護環境，減少污染，但是在使用煤炭的過程中仍會產生大量的污染物質，例如霧霾、煤化企業所排放出來的廢水等。在這一背景下，遵守國家環保要求，通過對能源結構進行改變，不斷發展煤化工技術以及開發新型煤化工技術，就變得尤為重要。

二、煤化工技術的發展

1.煤氣化

煤炭在高溫下與相關的化學試劑進行反應，通過反應將固態的煤炭轉化為各種氣體的混合物，碳氫化合物、水以及二氧化碳等氣化劑都可以與煤炭進行氣化反應。在煤炭氣化反應之后產生的氣態產物，例如水和二氧化碳等，還可以熱炭產生化學反應。在煤氣化的反應過程當中采用不同的氣化方法，或者改變反應條件等，都會使煤氣化產生的氣體成分發生改變。不同的煤氣爐有不同的特點，可以按照這些特點將煤氣爐分為五個層次，分別是氫化帶、還原帶、干餾帶、干燥帶和灰層。煤炭在干餾帶和干燥帶當中通過回到高溫加熱，通過將煤炭中的水分蒸發掉，得到氧化反應后的產物。將氧化反應后的產物經過氣化得到粗煤氣，再通過凈化加工等工序就可以得到各種化學品。

2.煤焦化

煤焦化也叫做煤干餾。通過將煤炭與空氣隔離后進行加熱，將煤進行分解，這個過程就叫做煤焦化。在煤化工技術中具有一次、二次化學加工以及深度的化學加工過程，通過這些過程可以生產出氣化產品、液化產品、焦化產品等化工產品。這些化工產品往往與我們的生活關系密切，在日常的生產生活當中使用范圍廣泛，是我們日常生活當中必不可缺的。

3.煤液化

將煤炭中的有機物分解成流質產物，這個過程叫做煤液化。當前我國的煤液化技術中分為直接液化和間接液化兩種，發展前景一片光明。通過提高相關的技術水平和生產工藝，使煤化工技術得到了長足的進步。

在1913年由德國科學家發明出了直接液化技術。這項技術是將煤炭與氣態氫在高溫的條件下進行反應，煤炭通過反應可以提高自身含氫量，最終可以生產出液體。在1927年，科學家通過將硫化塢和硫化銅作為反應的催化劑，將反應過程分為了兩個階段，分別是互相加氫和氣相加氫。通過這一改進，煤的直接液化技術得到了快速發展，各地開始不斷建造大型的煤直接液化廠。

科學家于1923年發明出了煤的間接液化法。用煤炭作為原料，通過氣化反應生成氫氣和二氧化碳，并將這些氣體作為原料，在催化劑的作用下進行合成，最終生產出液化的烴類。

隨著煤炭資源的不斷利用，世界上已經開始了能源危機。為了改善這一情況，各國的科學家都開始大力發展煤的直接液化技術。目前最常見的技術有：EDS、SRC、H-Coal[1].

（1）EDS：EDS法也叫做供氫溶劑法，這種方法最早是在1966年由美國的一家工程公司提出的。這種方法在反應當中不加入催化劑，以防止煤炭中的一些物質對催化劑產生毒害作用，使一些高性能的催化劑的使用壽命得到了延長。其與SRC法的區別在于通過對循環溶劑單獨進行催化加氫，可以有效的提高溶劑的供氧能力，通過提高液化油率得到產品輕質油和中質油。

（2）SRC：SRC法又叫做溶劑精制煤工藝。這種方法是在1962年由美國的煤炭研究局開發的。起初是為了將美國本土的高硫煤進行清潔利用而開發的一種煤液化轉化技術，在反應當中不加入催化劑，同時反應條件也比較溫和。通過利用每一次生的黃鐵礦將煤轉化為SRC-1，后來經過改進，加入了減壓蒸餾法得到SRC-2。

（3）H-Coal：H-Coal技術是由美國的HRI公司在氫油法的基礎上進行改進，開發出了與供氫溶劑法和溶劑精制煤工藝都不同的氫煤法。其反應環境在沸騰床反應器中，反應中加入高活性的催化劑，可以大大提高液化轉化率，并且可以有效提高生產出粗油的品質。

三、新型煤化工技術

1.利用煤炭提煉出各種化工產品

當前生產甲醇的主要原料是天然氣，但是我國的天然氣儲備量和化石儲備量遠遠低于煤炭儲備量，所以現在一般都是利用煤炭來進行生產甲醇。甲醇作為一種重要的化工原料，在我們的日常生活中也是必不可少的。通過對甲醇進行羥基化，可以提取出醋酸草酸和甲酸等酸類，這些都是重要的化工產品[2]。

2.新型煤氣化技術

我國當前大多是通過使用德士古、魯奇以及殼牌等煤氣爐對煤進行氣化。這種技術通過在化學反應當中加入多種催化劑，生產出的混合物中包含了約40%的甲醇和約60%的異丁醇，將生產出的異丁醇通過脫水反應生產出異丁烯。制作高辛烷的添加劑也是通過這種技術，利用天然氣或者煤炭作為原料制得的。

3.利用煤合成各類烴化物

通過我國科學家的多年不斷研究，在當今中國的相關技術已經得到了快速的發展，在世界上已經處于領先地位。但是這項技術還存在一些不足，雖然可以百分之百實現將甲醇裂解得到烯烴，但是其選擇性還不能實現完全可選擇，只能達到85%到90%。因為這些不足，所以通過這個方法制得的產品的純度和產量也受到了一定的影響。所以科學家們還應當加大對這項技術的投入，不斷尋找改進這項技術的方法[3]。

四、結束語

隨著經濟發展的需要，我國國民在日常的生產和生活當中需要消耗大量的能源物質。煤炭資源作為我們當今生活中使用最多的化石能源，隨著我們多年來的不斷使用儲存量也不斷減少。所以不斷對煤化工技術進行發展和改進，并且積極開發新型煤化工技術，使煤炭資源更高效的使用，并且符合國家保護環境的要求。想要做到這一點，就需要相關工作人員不斷努力，使我國的煤化工技術得到更好的發展。

參考文獻

[1]杜銘華， 徐振剛， 郭治. 新型煤化工發展戰略探討[J]. 中國能源， 2015， 25（6）：24-29.

[2]馬中學， 楊軍， 陳金城. 煤化工技術的發展與新型煤化工技術[J]. 甘肅石油和化工， 2013（4）：1-5.

[3]劉麗秀. 煤化工技術的發展與新型煤化工技術[J]. 煤炭技術， 2014， 33（2）：196-198.