煤化工技術(shù)與新型煤化工技術(shù)研究論文
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(dòng)了我國工業(yè)和農業(yè)的發(fā)展。在舊的煤化工技術(shù)落后社會(huì )發(fā)展需求的背景下，我國發(fā)展了新型煤化工技術(shù)�，F對新型煤化工技術(shù)的發(fā)展與應用進(jìn)行分析，獲得技術(shù)應用存在的問(wèn)題及優(yōu)化的方向。
關(guān)鍵詞：煤化工；傳統煤化工；新型煤化工；技術(shù)煤化工技術(shù)
目前被廣泛的應用，這項技術(shù)的應用可以帶來(lái)極大的效益，它推動(dòng)著(zhù)農業(yè)、工業(yè)的發(fā)展�，F對我國煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)進(jìn)行研究，并提出了優(yōu)化這一技術(shù)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(diǎn)，于是在能源資源利用上，我國通常應用煤炭資源來(lái)開(kāi)展能源生產(chǎn)活動(dòng)。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分析中國煤炭的供需能力分析，以下實(shí)際數據統計均來(lái)源于《中國能源發(fā)展報告》，預測數據均來(lái)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為全國現有和在建煤礦供應現狀及預測，2010年及2015年為實(shí)際統計的數據，2020年為預測數據。從表1中可以看到，我國報廢、關(guān)閉的煤礦呈增多的趨勢，煤炭供應能力沒(méi)有顯著(zhù)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(shí)際統計的數據，2020年為預測數據。從表2中可以看到，在我國在煤炭供應能力沒(méi)有顯著(zhù)提示的背景下，需求量卻年年增加，導致我國需要進(jìn)口煤炭，滿(mǎn)足煤化工發(fā)展的需求。而向國外進(jìn)口煤炭有時(shí)會(huì )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(wèn)題。第一，煤炭資源是短期內不可再生的資源，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(shí)需要花費大量的時(shí)間。如果現在煤炭資源耗盡，那么可能很難在短期內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(wèn)題，在沒(méi)有尋找可替代的資源，必須使用煤炭資源時(shí)，如果要減少煤炭資源的使用，卻又要讓煤炭資源的使用滿(mǎn)足社會(huì )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(kāi)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(mǎn)足開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)的需求。第三，煤炭資源在應用時(shí)會(huì )排放大量污水和對人體有害的氣體，比如會(huì )排放SO2、CO2等氣體，如果在應用煤炭時(shí)，會(huì )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(shí)，做好環(huán)保工作，以便保護生存的空間。在此背景下，中國開(kāi)始重視煤化工的發(fā)展。
2中國煤化工技術(shù)的發(fā)展
2.1傳統煤化工
中國的傳統煤化工技術(shù)分為合成氨技術(shù)與甲醇技術(shù)這兩種。合成氨技術(shù)以煤或焦炭為主要原料，通過(guò)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(shù)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(wàn)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(mǎn)足國內的需求，還可出口至國外。隨著(zhù)農業(yè)生產(chǎn)向前發(fā)展，農業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中已經(jīng)嘗試減少合成氨化肥的應用，未來(lái)無(wú)論是國內還是國外，合成氨的需求量已經(jīng)不會(huì )再增加。根據市場(chǎng)需求可以了解，合成氨技術(shù)的應用已經(jīng)到達了一個(gè)瓶頸。甲醇是結構最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇，它的工藝生產(chǎn)過(guò)程為煤+水→氣化（實(shí)際是一個(gè)煤炭不完全氧化的過(guò)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(jià)節節上升，導致甲醇的需求量增多，我國曾投資開(kāi)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(guò)多，又存在產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題。傳統煤化工技術(shù)可概括為煤焦化、煤氣化、煤液化三種技術(shù)。我國曾在上世紀40年代積極發(fā)展傳統煤化工產(chǎn)業(yè)，然而煤化工企業(yè)的規模小、產(chǎn)品品種單一、技術(shù)較為簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)時(shí)耗能較多。當時(shí)，我國在發(fā)展傳統沒(méi)化工產(chǎn)品時(shí)，沒(méi)有做好供求的預估，導致隨著(zhù)社會(huì )向前發(fā)展，傳統煤化工產(chǎn)品存在產(chǎn)品結構不能滿(mǎn)足社會(huì )需求，當前產(chǎn)品的產(chǎn)能存在過(guò)剩的問(wèn)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(shù)為以下幾種：第一，甲醇再加工技術(shù)我國雖然存在甲醇產(chǎn)能過(guò)盛的問(wèn)題，但是這不意味著(zhù)社會(huì )不需要甲醇產(chǎn)品。作為一種化工原料，甲醇有著(zhù)非常重要的應用價(jià)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(kāi)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(gè)方向。上海石化研究院已經(jīng)完成甲醇制丙烯技術(shù)的研究，清華大學(xué)、中化集團、安徽淮華完成了流化床甲醇制丙烯技術(shù)，當前我國在甲醇制烯烴技術(shù)上有較大的優(yōu)勢。雖然我國的甲醇制烯烴技術(shù)優(yōu)勢較大，但是幾個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)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(mǎn)足提高能源利用率的需求。第二，煤制天燃氣的技術(shù)，這種技術(shù)是應用煤來(lái)替代石油能源，生產(chǎn)出天然氣的技術(shù)，這一技術(shù)的實(shí)現滿(mǎn)足了我國天然氣使用的`需求。2012年，太原賽鼎工程公司開(kāi)發(fā)設計出了第一套煤制天然氣示范項目，之后內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(shù)研究
圖1為當前我國煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中煤化工技術(shù)的應用，從圖1中可以看到傳統煤化工技術(shù)與新型煤化工技術(shù)的關(guān)聯(lián)與技術(shù)的發(fā)展。新型煤化工技術(shù)實(shí)際上是從舊的煤化工技術(shù)中發(fā)展而獲得的。這種技術(shù)的應用就是要達到滿(mǎn)足社會(huì )生產(chǎn)需求、在確保需求的基礎上，通過(guò)提高轉化率來(lái)達到滿(mǎn)足節能環(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(shù)，發(fā)展了新型煤化工技術(shù)。雖然我國新型煤化工技術(shù)發(fā)展較快，并在部分領(lǐng)域中取得了技術(shù)的優(yōu)勢，但是這一技術(shù)的應用還存在一些問(wèn)題：第一，產(chǎn)業(yè)項目規劃的問(wèn)題，我國傳統的煤化工技術(shù)就曾經(jīng)出現缺乏規劃，導致產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，現在新型煤化工技術(shù)也存在這樣的發(fā)展隱憂(yōu)，并且部分產(chǎn)品已經(jīng)出現了產(chǎn)能過(guò)剩的情況，比如二甲醚、乙稀都存在著(zhù)產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題。第二，產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)險問(wèn)題。自從2008年開(kāi)始，我國已經(jīng)從煤炭出口國變成了凈進(jìn)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(mǎn)足社會(huì )的需求，即使我國現在能依賴(lài)進(jìn)口來(lái)解決原材料缺失的問(wèn)題，然而未來(lái)，可能會(huì )因為煤炭資源耗損過(guò)多，所以出現原材料供應不足的問(wèn)題。在開(kāi)展煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，我國還存在產(chǎn)業(yè)鏈配套建設不完善的問(wèn)題，有時(shí)有些企業(yè)缺少開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)的設備。我國的新型煤化工技術(shù)發(fā)展過(guò)快，導致出現了配套的標準和技術(shù)規范缺失的問(wèn)題，比如甲醇、二甲醚、煤制油的標準和規范已經(jīng)落后。第三，環(huán)境污染的問(wèn)題，我國已經(jīng)希望盡可能的通過(guò)應用新型煤化工技術(shù)減少環(huán)境污染，提高產(chǎn)品轉化率，然而環(huán)境污染的控制還是未能滿(mǎn)足環(huán)保的需求。我國的新型煤化工技術(shù)還是存在污染大、耗能多的問(wèn)題。如果要解決以上的問(wèn)題，就要從以下幾個(gè)方面提高煤化工技術(shù)：第一，由政府部門(mén)和企業(yè)共同合作，優(yōu)化產(chǎn)品項目規范，集中研發(fā)和發(fā)展幾個(gè)最有前景的技術(shù)，避免煤化工技術(shù)盲目發(fā)展。并且在扶植煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，要篩選企業(yè)，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展規�；�。第二，完善產(chǎn)業(yè)鏈的配套建設，包括設備的研發(fā)建設、法律法規的制定、標準和技術(shù)規范的建設，不能讓煤化工技術(shù)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，根據經(jīng)濟效益、發(fā)展前景、節能減排等多元化的需求評估項目，分析哪些技術(shù)需要重點(diǎn)投資發(fā)展，哪些技術(shù)需要即時(shí)淘汰止損。
4結語(yǔ)
新型煤化工技術(shù)，是以舊煤化工技術(shù)為基礎，結合社會(huì )的需求，技術(shù)的進(jìn)行而發(fā)展出來(lái)的新技術(shù)。當前我國的煤化工技術(shù)的應用既取得了一定的成果，又存在一定的問(wèn)題。在應用技術(shù)時(shí)，必須了解當前存在的問(wèn)題，優(yōu)化技術(shù)應用的方向。
參考文獻：
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