基于煤化工工藝分析煤制產品的發展前景

王國俊

摘要：隨著社會的發展，我國的煤礦工程的發展也越來越迅速。石油與煤炭作為我國經濟發展中的重要組成部分，二者的化工產品對社會生活與發展發揮了重要的優勢與作用。目前我國的石油資源較為短缺，大部分石油資源都會依賴進口，但煤炭的儲量較為豐富，為我國煤化工行業的發展奠定了基礎。但在煤化工產品中，研究節能環保性較高，具備廣闊的發展前景的產品值得研究與思考。

關鍵詞：煤化工工藝分析;煤制產品;發展前景

引言

煤炭能源是我國能源結構的核心，煤炭的開采與利用已經引起社會的關注。在煤化工企業中，通過運行先進的化工工藝技術，能夠保證能源供給問題得到有效解決，進一步提升煤炭資能源的使用率。鑒于此，本文主要分析煤化工工藝技術與未來發展方向，從而推動我國煤化工企業能夠更加高速的發展。

1我國煤化工主要產品與發展現狀

煤化工的生產過程中，會將煤作為主要生產原料，經過化學處理過程轉換成液體即煤制油，氣體即為煤制合成天然氣，化學品即煤制甲醇、二甲醚、烯烴等，無論是煤制油、煤制烯烴還是煤制二甲醚等相關煤化工產品都可以有效替代石油能源，其發展前景較為廣闊，也具備較強的緊迫性與必要性。煤制油的過程會對技術與資金提出很高的要求，也會消耗大量的資源，我國對煤制油項目會進行嚴格的審批。煤制烯烴的生產過程中，具備生產流程長、流程工藝復雜的特點，也會要求投入大量的資金，因此發展進程較慢。但對于煤制二甲醚與煤制天然氣來說，其都會將甲醇作為基礎的合成原料，煤制二甲醚不會消耗大量的投資，生產流程較快，發展速度很快。例如我國在2010年，煤制二甲醚產量約為500萬t，但在2017a，煤制二甲醚的產量超過1500萬t，其主要被當做高熱值的燃料，煤制二甲醚是我國國民經濟中的重要組成部分。

2典型煤化工工藝生產流程對比

2.1三類煤化工工藝流程

煤制二甲醚與煤制合成天然氣的主要差異部分為合成階段。利用兩步法對二甲醚進行合成，其技術要求較低，轉化率較高，其合成的主要流程為：甲醇在洗后會生成合成氣，將其聚集在甲醇合成塔中，就會轉換為粗甲醇，之后對粗甲醇進行蒸餾，利用二甲醚合成供需對其進行處理，合成工段完成之后就會將二甲醚分離完畢。煤制合成天然氣在我國起步較晚，采用的主要技術為甲烷化技術，但這種技術在合成氨的工藝中已經被熟練應用。在煤制合成天然氣過程中采用的流程為：將洗完后的甲醇合成氣進行聚集，之后在甲烷化爐中對合成天然氣進行制取，然后利用膜分離技術對合成天然氣進行提純，就會得到最終的實際使用天然氣。利用一步法對二甲醚進行合成是一項新引進的技術，在我國還處起步初期，但在國際中著名的大型企業已經掌握了較為成熟的技術，大規模工業化的生產模式也會逐漸形成。在利用這種技術對二甲醚進行制作的過程中，會將甲醇洗后的合成氣聚集在合成塔中，之后會在內部同時完成甲醇合成與脫水流程，之后就會分離出合格的二甲醚與乙醇。分離完成的甲醇可以將其繼續合成循環，也可以將其銷售。這種二甲醚合成技術流程較短、設備簡便、轉換率較高，會成為未來的煤制二甲醚主要發展。

2.2三類煤化工產品生產工藝對比

第一，利用兩步法對二甲醚進行合成需要首先使用粗甲醇合成辦法，在合成過程中會生成很高的壓力，因此需要在合成的環節配置專門的壓縮機從而增強合成氣壓。利用一步法對二甲醚與煤制天然氣進行合成，環境的壓力不會超過6MPa，也不用對凈化完成的合成氣進行加壓操作從而直接進行合成反應。可以看出，相比于二步法對二甲醚進行合成，后兩種煤化工工藝會節省更多的成本。第二，在煤制天然氣的過程中，甲烷化是十分重要的步驟。甲烷化在反應過程中會釋放大量的熱量，會提升甲烷化操作環境的溫度，這時需要將多個反應器以串聯的方式進行聯接，從而達到熱量分散的目的，同時還需要使用專門的換熱器從而減少操作環境的溫度。另外，在進行甲烷化的過程中，會使用大量的專業設備，制造這些設備需要使用耐高溫性較強的材料，會產生不菲的成本。利用一步法對二甲醚進行合成的過程中不會釋放較多的熱量，不需要設置專門的耐高溫熱回收系統，可以看出，其在設備投入方面不會花費較多的成本。第三，對于產品的提純過程，煤制二甲醚的提純方式為蒸餾工藝。近幾年來，蒸餾工藝技術水平不斷提升，操作更加便捷，生產過程具備很強的安全性，被廣泛應用在化工廠的生產過程中。對于煤制天然氣方面，會采用膜分離技術進行提純，但會對設備與技術提出較高要求。

3煤化工工藝技術與未來發展方向

3.1煤氣化方法

在煤炭化工企業中，煤氣化方法的應用范圍比較廣，煤氣化方法主要分為三種，分別是移動床氣化法、流化床氣化法與氣流床氣化法等。其中，移動床氣化法主要分為兩種，分別是正常壓力法與加壓法等，與加壓法相比，常壓法的應用流程更加簡單，相關工作人員在操作過程中，需要提前將熔點較高的煤炭進行氣化，并保證高熔點的煤炭溫度在規定范圍之內，如果該煤炭的溫度較低，會影響氣化效果。加壓法主要指的是改進常壓法中的氣化方法，將氧氣與水蒸氣進行科學氣化，能夠保證熔點較低的煤塊得到有效氣化。

3.2煤氣化技術

目前，我國煤炭化工企業中的煤氣化技術應用范圍比較廣泛，主要有Texaco水煤漿加壓氣化技術、Dow水煤漿加壓氣化技術以及Shell粉煤氣化技術等。本文主要介紹Texaco水煤漿加壓氣化方法與Dow水煤漿加壓氣化方法。Texaco水煤漿加壓氣化技術主要指的是將水與煤炭進行有效結合，在氧化爐中，讓水與煤炭進行充分的反應，最終生成CO與H2，通過合理運用Texaco水煤漿加壓氣化方法，能夠有效提升煤炭的轉化效率，安全性能較好，對廢水、廢氣與廢渣的處理比較合理，能夠有效保證生態環境。

結語

我國經濟水平的快速提升，若繼續采用粗獷式的生產技術將會對環境與我國的經濟發展形成嚴重阻礙。為了將人類的生活持續改善，同時給生態環境提供良好保護，必須對能源問題與環境問題進行深入思考。因此大力發展清潔能源與可再生能源，可以加強環境保護的效果。煤制二甲醚的節能性、清潔性、無污染性較高，在未來會有更加廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1]葛啟明，杜彥學，袁善錄，等.煤化工工藝過程CO2排放分析及其減排技術[J].煤化工，2015，（06）：25-27.