淺談我國煤化工工業發展現況及未來發展趨向

文/王欣桐（安徽節源環?？萍加邢薰荆?/p>

煤化工是將煤應用作原料，通過一系列加工利用過程實現煤綜合利用的產業，其主要的加工利用單元包含煤的焦化、煤的氣化、煤的液化以及煤焦油加工、煤基甲醇制備烯烴、煤氣化聯合循環發電和多聯產等多種反應單元[1]。大力發展煤化工產業，不僅符合我國現階段資源結構特征，有利于能源結構優化，又可通過提供潔凈能源，有效地緩解國家關鍵資源對外的依賴程度。

一、煤化工產業發展現況

傳統煤化工工業中主要有煤制焦炭、煤間接液化，為農業、鋼鐵等行業提供原料補給；新型煤化工工業一般主要以低煤化度的褐煤為原材料，主要包括煤氣化工藝、煤制油工藝以及煤氣化聯合發電技術等[2]，提升了煤炭經濟利用價值，所制得的大部分產品在我國屬市場急需的戰略型物資，因而得到國家大力支持與發展[3]。

1.傳統煤化工產業發展現況

（1）煤的焦化。我國是世界焦炭產量大國，煉焦技術是煤化工產業中最早應用的煤化工技術，其主要生產過程是通過煤炭干餾制取焦炭，同時在化產工藝中產生相應副產品，例如焦爐煤氣、三苯、苯酚等。我國雖在焦化工業產業數量上占據絕對優勢，但行業的集中程度較低；雖然其相對應的生產能力早已超過3 億噸/年，占到世界總產量50%以上[4]，但在煤焦油的加工綜合利用等方面的核心競爭力較低。

（2）煤的間接液化。煤間接液化技術的主要生產過程是先通過煤和水蒸氣進行化學反應產生水煤氣（CO 和H2混合的合成氣），后在相應的溫度及壓力條件下定向催化反應生成相應液體燃料。相關技術研究在我國開展于20 世紀50 年代，在國家政策的大力支持下，得到了一定程度發展。目前我國已建或在建的煤炭間接液化項目主要有內蒙古伊泰間接液化煤制油項目、神華鄂爾多斯間接液化煤制油項目等，從短期來看，這些項目可能在技術或環境方面產生一些負面的影響，但從長期來看，它們將為我國煤液化相關產業的快速發展積累寶貴經驗。

2.新型煤化工產業發展現況

（1）煤氣化。煤氣化是通過缺氧條件下煤炭的不完全燃燒過程，生成CO、H2等多種化學燃料。我國的煤氣化工藝技術的應用主要集中體現在合成氨工藝，甲醚、甲醇、甲醛等化產品制備上。當前完全應用于煤氣化產業的工藝技術有3 種，分別為固定床氣化技術（德國魯奇爐）、流化床氣化技術（灰熔聚）及氣流床氣化技術（德士古、殼牌氣化爐）[5]。

（2）煤直接液化。煤直接液化是通過溶劑抽提的方式或在高溫高壓催化條件下，利用煤質加氫讓煤中復雜的有機化合物分解，改變煤的H/C 比，最終轉化成為液體燃料。在未來石油資源日益緊張的前提下，煤基液化燃料將逐步替代目前的天然石油，對于穩定國民經濟有重要意義。近年來，我國煤制油工業化示范類項目相繼成功試車并產出優質油品，反映煤制油技術工業化步伐正在加快[6]。

（3）煤氣化聯合循環發電(IGCC)及多聯產技術系統。IGCC（煤氣化聯合循環發電）是利用煤氣化技術為支撐的聯合發電技術，實現了煤電聯產技術的工業化應用以及高效的節能減排。聯產技術是將能源高效轉化與化產品的生產相結合的技術體系，降低了對原料的需求，將獨立的生產系統重組后簡化，最終降低了產品的生產成本，實現了各方資源的綜合化利用。我國對IGCC 及多聯產技術的研究始于20 世紀80 年代初期，從20 世紀90 年代開始就組織開展了IGCC 電站的研究，分析評估相關指標。

二、煤化工產業發展趨向

隨著我國工業化、城鄉一體化進程加快，人們的環保意識逐漸增強，社會技術層次不斷提升，市場經濟環境不斷改善，我國煤化工產業發展將繼續發揮自身的資源優勢，以優化能源供給為手段，以高效綠色綜合利用為途徑，保障社會安定有序、國民經濟可持續發展，其未來在我國發展趨向主要體現在以下4個方面。

1.產量增加和規模擴大

隨著我國煤化工產業發展，為響應國家節能減排和發展循環經濟要求，我國現代煤化工產業逐步向裝置大型化的方向發展。例如，2008年國家甲醇年產能約為400 萬噸，而后三年內我國甲醇項目年總產能已激增至約1200 萬噸，其中大規模企業的比例明顯增加。在國際大環境下，我國采用國內外先進技術及裝備，培育出世界級煤化工產業以及具有國際競爭能力的大型工廠，如年產量百萬噸產品的工廠等，在未來可能實現。

2.技術進步和裝備國產

除發展傳統的煤化工產業外，我國繼續大力發展以能源綜合潔凈利用為主的產業，并配套建設相關產業的大型工廠，如煤液化、合成氣制備液體燃料以及化工原材料等產業領域。企業未來將成為煤化工產業裝備技術發展的載體，投資開發先進煤化工產業技術及新型裝備，同時更加注重核心技術的轉化過程。盡管在單套設備制造、關鍵設備規模及壽命等方面，國產技術應用的水平與世界先進的裝備制造水平仍存在差距，未來工藝進步和裝備國產化仍是我國煤化工發展的重要方向。通過學習引進，我國擁有成套自主知識產權的技術裝備對外輸出也成為可能。

3.節能減排和資源集約

煤化工在生產過程中，將消耗大量的能源，產生大量的污染物，新型煤化工產業應樹立低碳理念指導產業發展，促進煤化工產業與CO2捕集利用與封存（CCUS）一體化發展[7]。從能源- 資源- 環境一體化角度，高度優化解決煤炭轉化中高效、潔凈和經濟三大問題[8]，應是今后行業發展需要考慮的重點。未來煤化工發展應以綠色高效、循環利用為核心，穩步推進資源集約化和生產清潔化，并加強“三廢”排污治理和資源循環綜合利用，最大限度降低污染物的排放。

4.產能淘汰和提質增效

據有關研究機構預測，工業用煤量將會在2020 年前增速提升，年均增速將會達到16.5%，之后增速放緩，2020 年至2025 年間的年均增速降至0.96%。提高能源的轉換效率不僅可提供相應收益，還可節省煤炭的消耗。山西焦化集團近年來致力于自主淘汰落后產能，積極推動行業內轉型升級，提倡傳統產業創新發展，隨著化肥廠的關停，擁有43年歷史的山西焦化集團落后產能全部關停[9]。在淘汰落后產能的同時，山西焦化集團先后建成國內領先的6 座KN60 型的節能環保焦爐，同步建成國際領先、單套加工規模最大的30 萬噸煤焦油加工裝備及自主技術研發的焦爐煤氣配水煤氣制甲醇裝置，并通過這一改造，極大地優化和改善能源利用效率，響應國家能源和環保政策，真正地做到節能減排。

三、結語

我國是在“缺油、少氣、富煤”的背景下大力發展煤化工產業的，由于煤炭利用過程會產生環境污染，我國煤化工工業產業轉型及可持續綠色發展要立足于各項成熟的單項技術，積極調整產業結構布局，發展新型的煤化工技術，走科技水準高、資源消耗低、環境影響小、經濟效益好的創新發展之路。