煤化工技術與新型煤化工技術研究論文

2021-04-14 論文

　　摘要：我國曾是產(chǎn)煤大國，然后以煤炭原料的存儲量為優(yōu)勢，發(fā)展了煤化工產(chǎn)業(yè)。煤化工產(chǎn)業(yè)極大的推動了我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在舊的煤化工技術落后社會發(fā)展需求的背景下，我國發(fā)展了新型煤化工技術�，F(xiàn)對新型煤化工技術的發(fā)展與應用進行分析，獲得技術應用存在的問題及優(yōu)化的方向。

　　關鍵詞：煤化工；傳統(tǒng)煤化工；新型煤化工；技術煤化工技術

　　目前被廣泛的應用，這項技術的應用可以帶來極大的效益，它推動著農(nóng)業(yè)、工業(yè)的發(fā)展�，F(xiàn)對我國煤化工技術的發(fā)展與新型煤化工技術進行研究，并提出了優(yōu)化這一技術應用的方法。

　　1中國煤化工發(fā)展的背景

　　中國的自然資源分布具有缺油少氣多煤的特點，于是在能源資源利用上，我國通常應用煤炭資源來開展能源生產(chǎn)活動。以焦炭的產(chǎn)量為例，我國的焦炭生產(chǎn)達世界焦炭產(chǎn)量占比的50%左右�，F(xiàn)分析中國煤炭的供需能力分析，以下實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計均來源于《中國能源發(fā)展報告》，預測數(shù)據(jù)均來源于《中國煤炭資源有效供給能力態(tài)折分析》研究報告。表1為全國現(xiàn)有和在建煤礦供應現(xiàn)狀及預測，2010年及2015年為實際統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2020年為預測數(shù)據(jù)。從表1中可以看到，我國報廢、關閉的煤礦呈增多的趨勢，煤炭供應能力沒有顯著增加的趨勢。表2為全國煤炭供需平衡及預測供需平衡，2010年及2015年為實際統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2020年為預測數(shù)據(jù)。從表2中可以看到，在我國在煤炭供應能力沒有顯著提示的背景下，需求量卻年年增加，導致我國需要進口煤炭，滿足煤化工發(fā)展的需求。而向國外進口煤炭有時會受到種種制約。將炭資源應用在工業(yè)生產(chǎn)中，存在一些問題。第一，煤炭資源是短期內(nèi)不可再生的資源，煤炭的形成需要木材等天然的自然資源，更需要把天然自然資源變成煤炭的環(huán)境、同時需要花費大量的時間。如果現(xiàn)在煤炭資源耗盡，那么可能很難在短期內(nèi)找到可以替代的資源。雖然我國是煤炭資源生產(chǎn)的大國，但是我國的煤炭資源存儲也是有限的。第二，煤炭資源的利用率問題，在沒有尋找可替代的資源，必須使用煤炭資源時，如果要減少煤炭資源的使用，卻又要讓煤炭資源的使用滿足社會發(fā)展的需求，就要提高煤炭資源的利用率。當前我國需要在開展工業(yè)生產(chǎn)中既減少煤炭資源的損耗，又要讓煤炭資源滿足開展工業(yè)生產(chǎn)的需求。第三，煤炭資源在應用時會排放大量污水和對人體有害的氣體，比如會排放SO2、CO2等氣體，如果在應用煤炭時，會污染環(huán)境，人們將失去生存的空間，人們需要在應用煤炭資源時，做好環(huán)保工作，以便保護生存的空間。在此背景下，中國開始重視煤化工的發(fā)展。

　　2中國煤化工技術的發(fā)展

　　2.1傳統(tǒng)煤化工

　　中國的傳統(tǒng)煤化工技術分為合成氨技術與甲醇技術這兩種。合成氨技術以煤或焦炭為主要原料，通過將材料氣化，從中提取氮與氫這兩種元素，然后將它們合成氨氣。我國的合成氨技術已經(jīng)比較成熟，當前我國已經(jīng)有4000多套煤氣化爐，每年生產(chǎn)的合成氨可達5萬噸。我國主要將合成氨應用到化肥工業(yè)生產(chǎn)中。當前我國生產(chǎn)的合成氨不僅可以滿足國內(nèi)的需求，還可出口至國外。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向前發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術中已經(jīng)嘗試減少合成氨化肥的應用，未來無論是國內(nèi)還是國外，合成氨的需求量已經(jīng)不會再增加。根據(jù)市場需求可以了解，合成氨技術的應用已經(jīng)到達了一個瓶頸。甲醇是結構最為簡單的飽和一元醇，它的工藝生產(chǎn)過程為煤+水→氣化（實際是一個煤炭不完全氧化的過程）→水煤氣→脫硫→變換→脫碳→合成氣→合成反應→精餾→精甲醇。甲醇是一種可以替代汽柴油的清潔型燃料，綜還能替代石油及液化天燃氣作為燃氣能源。在國際油價節(jié)節(jié)上升，導致甲醇的需求量增多，我國曾投資開發(fā)甲醇項目，并且甲醇項目每年的產(chǎn)能在100噸左右，然而由于甲醇產(chǎn)量過多，又存在產(chǎn)能過剩的問題。傳統(tǒng)煤化工技術可概括為煤焦化、煤氣化、煤液化三種技術。我國曾在上世紀40年代積極發(fā)展傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)，然而煤化工企業(yè)的規(guī)模小、產(chǎn)品品種單一、技術較為簡單，在生產(chǎn)時耗能較多。當時，我國在發(fā)展傳統(tǒng)沒化工產(chǎn)品時，沒有做好供求的預估，導致隨著社會向前發(fā)展，傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品存在產(chǎn)品結構不能滿足社會需求，當前產(chǎn)品的產(chǎn)能存在過剩的問題。

　　2.2新型煤化工

　　當前我國正在研發(fā)及使用的新型煤化工技術為以下幾種：第一，甲醇再加工技術我國雖然存在甲醇產(chǎn)能過盛的問題，但是這不意味著社會不需要甲醇產(chǎn)品。作為一種化工原料，甲醇有著非常重要的應用價值，當前人們需要將甲醇羰基化處理后的乙酸酐、乙酸、草酸等產(chǎn)品。當前我國已經(jīng)開始深入的研究甲醇再加工產(chǎn)品。比如西南化工研究院積極制力于這項研究，并制出了乙酸制品的軟件包。將氣制甲醇制稀徑是甲醇再加工的另一個方向。上海石化研究院已經(jīng)完成甲醇制丙烯技術的研究，清華大學、中化集團、安徽淮華完成了流化床甲醇制丙烯技術，當前我國在甲醇制烯烴技術上有較大的優(yōu)勢。雖然我國的甲醇制烯烴技術優(yōu)勢較大，但是幾個關鍵性的問題還需要完善，目前雖然我國已經(jīng)完善了甲烷的造氣工藝流程，讓甲烷的轉(zhuǎn)化率到達了30%以上，乙稀的選擇性也到達了70%以上，但是這樣的效果還不能滿足提高能源利用率的需求。第二，煤制天燃氣的技術，這種技術是應用煤來替代石油能源，生產(chǎn)出天然氣的技術，這一技術的實現(xiàn)滿足了我國天然氣使用的需求。2012年，太原賽鼎工程公司開發(fā)設計出了第一套煤制天然氣示范項目，之后內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰的煤制天然氣設備已經(jīng)氣用，產(chǎn)能可達每年40億立方米。目前我國煤制天然氣的轉(zhuǎn)化率很高，這一產(chǎn)業(yè)非常有發(fā)展前景。

　　3中國新型煤化工技術研究

　　圖1為當前我國煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中煤化工技術的應用，從圖1中可以看到傳統(tǒng)煤化工技術與新型煤化工技術的關聯(lián)與技術的發(fā)展。新型煤化工技術實際上是從舊的煤化工技術中發(fā)展而獲得的。這種技術的應用就是要達到滿足社會生產(chǎn)需求、在確保需求的基礎上，通過提高轉(zhuǎn)化率來達到滿足節(jié)能環(huán)保的需求，以這些需求為方向，我國深化了舊的煤化工技術，發(fā)展了新型煤化工技術。雖然我國新型煤化工技術發(fā)展較快，并在部分領域中取得了技術的優(yōu)勢，但是這一技術的應用還存在一些問題：第一，產(chǎn)業(yè)項目規(guī)劃的問題，我國傳統(tǒng)的煤化工技術就曾經(jīng)出現(xiàn)缺乏規(guī)劃，導致產(chǎn)能過剩的問題，現(xiàn)在新型煤化工技術也存在這樣的發(fā)展隱憂，并且部分產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩的情況，比如二甲醚、乙稀都存在著產(chǎn)能過剩的問題。第二，產(chǎn)業(yè)鏈的風險問題。自從2008年開始，我國已經(jīng)從煤炭出口國變成了凈進口國，我國煤炭的需求量年年上升。當前我國煤炭的`產(chǎn)能已經(jīng)不能滿足社會的需求，即使我國現(xiàn)在能依賴進口來解決原材料缺失的問題，然而未來，可能會因為煤炭資源耗損過多，所以出現(xiàn)原材料供應不足的問題。在開展煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)時，我國還存在產(chǎn)業(yè)鏈配套建設不完善的問題，有時有些企業(yè)缺少開展工業(yè)生產(chǎn)的設備。我國的新型煤化工技術發(fā)展過快，導致出現(xiàn)了配套的標準和技術規(guī)范缺失的問題，比如甲醇、二甲醚、煤制油的標準和規(guī)范已經(jīng)落后。第三，環(huán)境污染的問題，我國已經(jīng)希望盡可能的通過應用新型煤化工技術減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率，然而環(huán)境污染的控制還是未能滿足環(huán)保的需求。我國的新型煤化工技術還是存在污染大、耗能多的問題。如果要解決以上的問題，就要從以下幾個方面提高煤化工技術：第一，由政府部門和企業(yè)共同合作，優(yōu)化產(chǎn)品項目規(guī)范，集中研發(fā)和發(fā)展幾個最有前景的技術，避免煤化工技術盲目發(fā)展。并且在扶植煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展時，要篩選企業(yè)，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)�；�。第二，完善產(chǎn)業(yè)鏈的配套建設，包括設備的研發(fā)建設、法律法規(guī)的制定、標準和技術規(guī)范的建設，不能讓煤化工技術單一發(fā)展，孤立應用。第三，結合需求設計產(chǎn)品發(fā)展的周期，根據(jù)經(jīng)濟效益、發(fā)展前景、節(jié)能減排等多元化的需求評估項目，分析哪些技術需要重點投資發(fā)展，哪些技術需要即時淘汰止損。

　　4結語

　　新型煤化工技術，是以舊煤化工技術為基礎，結合社會的需求，技術的進行而發(fā)展出來的新技術。當前我國的煤化工技術的應用既取得了一定的成果，又存在一定的問題。在應用技術時，必須了解當前存在的問題，優(yōu)化技術應用的方向。

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