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)極大的推動了我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在舊的煤化工技術(shù)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(shù)。現(xiàn)對新型煤化工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行分析，獲得技術(shù)應(yīng)用存在的問題及優(yōu)化的方向。
關(guān)鍵詞：煤化工；傳統(tǒng)煤化工；新型煤化工；技術(shù)煤化工技術(shù)
目前被廣泛的應(yīng)用，這項技術(shù)的應(yīng)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。現(xiàn)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(yīng)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(yīng)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(dá)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(yù)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(yīng)現(xiàn)狀及預(yù)測，2010年及2015年為實際統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，2020年為預(yù)測數(shù)據(jù)。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(yīng)能力沒有顯著增加的趨勢。表2為全國煤炭供需平衡及預(yù)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(yù)測數(shù)據(jù)。從表2中可以看到，在我國在煤炭供應(yīng)能力沒有顯著提示的背景下，需求量卻年年增加，導(dǎo)致我國需要進(jìn)口煤炭，滿足煤化工發(fā)展的需求。而向國外進(jìn)口煤炭有時會受到種種制約。將炭資源應(yīng)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(fèi)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用煤炭資源時，做好環(huán)保工作，以便保護(hù)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(shù)的發(fā)展
2.1傳統(tǒng)煤化工
中國的傳統(tǒng)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(dāng)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(dá)5萬噸。我國主要將合成氨應(yīng)用到化肥工業(yè)生產(chǎn)中。當(dāng)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(shù)中已經(jīng)嘗試減少合成氨化肥的應(yīng)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(shù)的應(yīng)用已經(jīng)到達(dá)了一個瓶頸。甲醇是結(jié)構(gòu)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(yīng)→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?xì)庾鳛槿細(xì)饽茉础Ｔ趪H油價節(jié)節(jié)上升，導(dǎo)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(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(jì)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(shù)較為簡單，在生產(chǎn)時耗能較多。當(dāng)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(yù)估，導(dǎo)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(jié)構(gòu)不能滿足社會需求，當(dāng)前產(chǎn)品的產(chǎn)能存在過剩的問題。
2.2新型煤化工
當(dāng)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(yīng)用價值，當(dāng)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(dāng)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(shù)的研究，清華大學(xué)、中化集團(tuán)、安徽淮華完成了流化床甲醇制丙烯技術(shù)，當(dāng)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，但是幾個關(guān)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(dá)了30%以上，乙稀的選擇性也到達(dá)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?xì)獾募夹g(shù)，這種技術(shù)是應(yīng)用煤來替代石油能源，生產(chǎn)出天然氣的技術(shù)，這一技術(shù)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(shè)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(shè)備已經(jīng)氣用，產(chǎn)能可達(dá)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(shù)研究
圖1為當(dāng)前我國煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中煤化工技術(shù)的應(yīng)用，從圖1中可以看到傳統(tǒng)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(yīng)用就是要達(dá)到滿足社會生產(chǎn)需求、在確保需求的基礎(chǔ)上，通過提高轉(zhuǎn)化率來達(dá)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(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(yīng)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(shù)就曾經(jīng)出現(xiàn)缺乏規(guī)劃，導(dǎo)致產(chǎn)能過剩的問題，現(xiàn)在新型煤化工技術(shù)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(fēng)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(jìn)口國，我國煤炭的需求量年年上升。當(dāng)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(jìn)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(yīng)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(shè)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(shè)備。我國的新型煤化工技術(shù)發(fā)展過快，導(dǎo)致出現(xiàn)了配套的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范缺失的問題，比如甲醇、二甲醚、煤制油的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用新型煤化工技術(shù)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(shù)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(shù)：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(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，要篩選企業(yè)，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模化。第二，完善產(chǎn)業(yè)鏈的配套建設(shè)，包括設(shè)備的研發(fā)建設(shè)、法律法規(guī)的制定、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的建設(shè)，不能讓煤化工技術(shù)單一發(fā)展，孤立應(yīng)用。第三，結(jié)合需求設(shè)計產(chǎn)品發(fā)展的周期，根據(jù)經(jīng)濟(jì)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(shù)需要重點投資發(fā)展，哪些技術(shù)需要即時淘汰止損。
4結(jié)語
新型煤化工技術(shù)，是以舊煤化工技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合社會的需求，技術(shù)的進(jìn)行而發(fā)展出來的新技術(shù)。當(dāng)前我國的煤化工技術(shù)的應(yīng)用既取得了一定的成果，又存在一定的問題。在應(yīng)用技術(shù)時，必須了解當(dāng)前存在的問題，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的方向。
參考文獻(xiàn)：
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