煤化工

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目录

什么是煤化工[1]

  煤化工是指以煤为原料经化学加工转化成气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。

煤化工的分类[2]

  煤化工分为传统煤化工和新型煤化工:

  ①传统煤化工包括合成氨、尿素、甲醇、甲醛、醋酸、电石、乙炔衍生物等;

  ②新型煤化工包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制二甲醚。

我国煤化工技术的特点[3]

  目前,世界已进入能源和化工原料多元化的时代,以煤炭为原料生产化学品和通过转化生成高效洁净能源(电力、燃料油等技术将与石油天然气化工形成并列竞争趋势,煤化工在各成熟单项技术的支撑下,面I临新的发展机遇。我国煤化工产业的发展将以发挥资源优势为基础,以优化能源结构为方向,通过洁净、高效的途径,为国民经济发展和社会进步提供伊派能源保障,其发展具有以下主要特点:

  1)转化型。在发展传统的产品型煤化工(炼焦、合成氨)同时,将以市场为导向,发展以能源转化型为主的煤化工产业,建设能源转化型和产品联产型的综合煤化工厂,如煤炭液化、煤气化工合成燃料与化工产品或电力、热力联产等。

  2)规模型。采用先进技术 以全球经济一体化为背景,培育世界级煤化工大型企业,建立具有国际竞争能力的大型工厂,如百万吨级产品的大型煤化工厂。采用国内外先进技术和现代装备,清洁生产和提供清洁产品,如现代液化工程、先进的合成反应工程等。

  3)技术型。在新的煤化工产业发展中,企业将成为新技术发展的主体。企业投资开发先进技术用于技术更新和技术进步,同时注重新技术在国内外市场上的商品化

新型煤化工[4]

  1.发展新型煤化工技术的意义

  新型煤化工技术以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主。当柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯、聚丙烯等与能源、化工技术结合、可以形成煤炭—— 能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在世界能源的可持续利用中扮演重要的角色,是今后20年的重要发展方向,对于世界减轻燃煤造成的环境污染、降低整个世界能源市场对石油的依赖具有重大意义。可以说。煤化工产业具备了巨大的市场需求和发展机遇。

  2.新型煤化工概念

  与传统煤化工不同,新型煤化工将形成具有中国特色的煤炭一能源化工新产业,是我国煤炭工业结构调整、实现可持续发展战略方向,对未来能源建设和能源技术的发展将有重要影响。新型煤化工与传统煤化工的区别:新型煤化工通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等等。传统煤化工涉及焦炭、电石、合成氨等领域。

  3.新型煤化工的主要产品   新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、甲醇、二甲醚以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。还有电力、热力等。

  4.新型煤化工前景

  纵观近百年化学工业的发展历史,煤将是潜在的化工主要原料。钢铁等冶金工业所需的焦炭主要依赖于煤的焦化,同时,许多炼焦化学品主要是各种多环化合物仍是石油工业所很难代替的有机化工原料。煤的气化随着气化新技术的开发应用,仍将是煤化工的一个主要方面:将煤气化制成合成气,然后通过碳一化学合成一系列有机化工产品的开发研究,是进展较快,且引起关注的领域;从煤制取液体燃料,无论是采用低温干馏、直接液化或间接液化,都不得不取决于技术经济的评价。进入21世纪以来,国际能源价格出现了快速上涨。其中原油、天然气价格大幅上涨,而煤炭价格涨幅相对较小,与石油、天然气的价差不断扩大。根据2011年的价格,统一热值后的煤炭价格(日本动力煤到岸价)仅相当于原油价格的24%,天然气价格的26%。2012年下半年以来,随着煤炭价格的快速下跌,原油与煤炭的价格比进一步扩大。煤炭和原油价格表现的差异,使得煤炭作为原材料成本优势得到提升,煤化工的经济性逐步显现。我国独特的能源结构也进一步提升了发展煤化工的必然性,未来我国煤化工产业,特别是新型煤化工有望迎来快速发展。石油、天然气的进口常常受到战争、地缘政治等因素的影响而波动较大,因此石油和天然气的过度对外依赖,对我国的能源安全保障带来很大的隐患。由于石油是生产大部分化工产品的原料,石油资源的匮乏使得我国很多化学原料依赖进口,成本居高不下,因此寻找替代能源很有必要。煤化工与石油化工具有相互替代性,比如煤化工生产的烯烃、成品油等均是石油化工的主要产品。发展新型煤化工可以作为石油化工很好的补充,具有很强的战略意义。

煤化工技术的发展[5]

  • 煤化工技术的发展方向

  1.煤炭气化

  煤炭气化是煤化工中非常重要的一部分。煤炭气化是一个热化学过程,具体是指以煤或煤焦为原料,以氧气、氢气、水蒸气等作为氧化剂在温度极高的条件下通过这种化学反应将煤炭或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭的气化可以分为五种:外热式水蒸气气化、自然式水蒸气气化、煤的水蒸气气化、煤的加氢气化以及氢化结合制造各种代用天然气等。此外,煤气化还有另外一种方式,就是煤的地下气化。在我国,煤气化技术被广泛应用于冶金、机械、化工、建材等工业生产。我国已经逐渐开始自主研究煤气化技术,千煤粉气流床气化、多嘴喷水煤浆气化都是我国拥有自主知识产权的煤气化技术。这些技术的工艺指标都达到甚至超过国外同类技术水平,而软件的费用却不到同类技术的一半。煤炭气化技术的应用领域十分广泛, 工业燃气、民用燃气、冶金、发电、煤炭气化燃料电池等多个领域都有涉及,而且煤炭的其他各种变化也离不开煤炭气化。国内的煤气化技术起步较晚,可以结合国外引进的先进技术,根据自身煤质、煤种的特点,研发出适合自己的炉型和丁艺。煤气化技术的研究开发还需要大量的专业人才,才能研发出更多的煤气化产品。

  2.煤炭液化

  煤液化分为间接液化和直接液化。间接液化是指先合成气,再以合成气为原料合成液体燃料。在我国,气流反应器、浆态床反应器、固定床反应器已逐渐在煤炭的间接液化中投入使用。煤炭的直接液化比间接液化对原料的要求还要严格,但是直接液化的效率也比较高,能够生产汽油和芳烃。我国已经逐渐将煤液化的相关技术引入,辅助国内煤炭液化的发展。

  从我国的国情来看,石油资源的供给不足已经阻碍了我国能源的发展,因此,煤炭液化逐渐成为煤炭企业关注的焦点,相对煤气化来说,煤炭液化对煤质的要求比较高,需要经济上的大量投资以及更高的技术支持,因此,煤炭液化的发展还需要经过一段较长的时期。但是煤炭液化也是煤化工技术中很重要的一部分,这就要求国家要拓宽融资渠道,培育专业队伍,建立相应的煤炭液化工程研究基地,以加快煤炭液化技术的进程。“十一五”规划建议中就确立了以煤为基础,多元化发展的基本方略,多元化发展中就涉及到了煤炭的液化,事实证明,我国的煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势,在今后较长一段时间内,煤炭液化将会成为研究的重点。

  3.煤炭焦化

  煤经过焦化以后的产品主要有焦炭、煤焦油煤气、和化学产品等三类。其中,焦炭是最重要的产品,煤焦油是焦化丁业的重要产品煤气和化学产品的主要成分是氢和甲烷,分离合成后可以代替天然气作为日常燃料。我国焦炭产品方面的缺乏使许多国内大型的焦化工业看到了发展的前景,目前,我国的焦炭产量约1.2亿t/a,居世界首位,直接消耗的原料煤占全国煤炭消费总量的14% ,可见,焦炭已经成为我国的主要出口产品之一,而且出口量呈现逐年上升的趋势。此外,低硫、低灰等优质的焦炭也在国外市场有很大的发展空间。目前,国家已经把煤炭丁业的发展列入投资项目。煤炭焦化后的附属产品的价格也将受到政策的影响,焦化行业将继续调整和重组,整个煤炭行业都将面临模式的转变。黑龙江、山西等地区的煤商已经开始在煤炭焦化方面投入大量资金,强有力的推动了焦化工业的发展。

  此外,煤化工合成产品以及替代燃料逐渐引起重视。比如:将甲醇进一步加工产生合成二甲醚等附属产品,这项技术正在研发,很多衍生品也相继出现,填补了能原生的空缺。

  • 未来煤化工技术发展应该具备的特点

  1.以洁净能源为主要产品

  新型的煤化工要以生产可替代石油化工产品和洁净能源为主,主要包括:汽油、柴油、航空煤油、乙烯原料、液化石油气、聚丙烯原料、各种替代燃料、热力、电力等。此外,煤化工特有的产品如芳香烃等也应该广泛生产。随着社会经济的快速发展,清洁能源是减轻环境污染,提高人们生活质量的重要保证,煤炭不仅耗费能源,而且污染严重,由此对社会的可持续发展产生严重制约。而清洁能源的开发则正好解决了这一问题,在未来发展过程中,应当加强清洁能源技术研究,实现煤化工业的环保发展。

  2.煤炭与能源化工一体化   煤炭与能源化工的一体化是指煤化工技术要紧密依托于煤炭资源的开发,并与其他的化工技术和能源相结合以形成煤炭与能源化工一体化的新型产业。单一煤炭发展或者是单一能源发展容易造成资源浪费,如很多煤炭企业对于煤渣的处理都是丢弃,由此使得煤炭中的污染物质渗透到地表中,对环境及土壤都产生危害。通过将煤炭和能源化工结合,可以实现煤化工技术的进一步开发和应用,并由此形成新型产业,更好的满足社会主义经济发展需求。

  3.优化集成及高新技术

  高新技术是指根据煤的特点及品种,把不同的特点与品种的煤转化成高新技术,并且能够在产品结构、能源梯度利用、产品结构等方面对不同工艺的煤实行优化与集成,以提高整体经济效益。同时,新型技术可以通过当代发达的网络技术将煤化工技术迅速提升到一个更高的起点。高新技术是推动经济发展的重要动力,因此,加强高新技术研究是推动煤化工技术发展的有效措施,同时还要对各种高新技术进行优化集成,以提高新技术应用效果,为环保、节约型社会的发展提供更有效的资源。

  4.大型化

  大型化生产是指运用统一的生产模式,相同的技术,进行一整批煤炭的处理方式。具体来讲大型的大型化生产在一定程度上节省了人力、财力、物力,而且促进了国内企业之间的合作。目前,我国的焦炭产量占世界总量的一半以上,而且有逐年上升的趋势,采用大型化的生产模式,不仅能够解决部分技术上的问题,而且生产过程完全自动化,生产出的煤化工产品质量也能够得到保障。因此,未来的煤化工技术应该是在大型化的基地完成的。这就要求构建大规模的装置,企业之间注意合作,最大程度的降低单位投资,加强煤化工带来的经济效益。

  5.低污染

  煤化工技术在产生很多高附加值化工产品的过程中也对环境产生了严重的影响。因此,要使煤化工得到长远发展,就必须确保煤化工技术不断地革新。做好时时监督,在引进国外的先进技术的同时,对自身的设备及技术加以改良。煤化工技术的革新还应当涉及到对煤进行处理之后的污水净化、废气处理等。这些后续工作不仅能够减少煤化工技术给环境带来的污染,而且也保障了煤化工技术的可持续发展。因此,对于煤化工以外的相关技术也应该被列入研究范围。

  6.节能耗

  煤化工业也应该因地制宜的发展,才能有效的提高生产效率。未来的煤化工技术要以创造新能源,弥补我国在能源上的空缺为目的。因此,在生产的过程中就要确保能源的消耗做到最少,能源的利用率高,并注意实现副产品的回收再利用,节约炼焦煤等宝贵资源。同时,开发下游产品,增加产业链,也是节能耗的一种新途径。

参考文献

  1. 于海龙.加快我省煤化工产业发展的对策[J].统计与咨询,2007(2)
  2. 山西省煤化工行业发展思路.山西省经济和信息化委员会
  3. 慕道斌.我国煤化工发展的方向之浅析[J].中国科技博览,2013(15)
  4. 高朝兵.煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨[J].大科技,2013(11)
  5. 张琳琳.关于煤化工技术发展的几点思考[J].河南科技,2013(6)
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