王瑜琛 折亞飛(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司 陜西省 719319)
我國最具代表性的煤化工產業(yè)是焦化工業(yè),同時,焦化工業(yè)也是冶金工業(yè)、機械工業(yè)鑄造、高爐煉鐵等行業(yè)最主要的輔助產業(yè)。目前,全世界的焦炭工業(yè)所直接消耗的原料精煤大約為4.5億t/a,而全世界的焦炭產量大約是3.2~3.4億t/a,機械化發(fā)達的國家受到世界鋼鐵產量調整、高爐噴吹技術的發(fā)展、生產成本增高以及環(huán)境保護的因素的影響,這些國家的煉焦能力處在收縮狀態(tài)。
我國目前有各類機械化焦爐大約750座以上,交談年產量大約是1.2億t/a,在世界上位居第一,直接消耗的原料煤占據(jù)全國煤炭消費總量的14%,年設計煉焦能力約9000萬t/a,我國煤氣凈化技術在世界上已處于先進水平,焦炭的質量也得到了較大的提高。
上世紀80年代,我國煤炭行業(yè)的煉焦技術得到發(fā)展,一些地區(qū)建成了專門輸送人工煤氣的工廠,也有以焦炭為主要產品的工廠。
焦炭是我國的主要出口產品之一,每年的出口量也在逐年增加,目前是世界上焦炭出口量最多的國家。
但煤炭行業(yè)的焦化也存在一些問題,其中普遍存在的問題是:焦爐爐型小、受礦區(qū)產煤品種限制、調整焦炭質量的難度較大、煙塵處理技術的缺乏等,造成國內大多數(shù)焦化行業(yè)與國外同行業(yè)產生較大的差距。
煤化工產業(yè)化發(fā)展過程中最重要的單元技術就是煤氣化技術。
煤氣化技術目前在我國廣泛應用的領域有:化工、冶金、機械、建材等工業(yè)行業(yè)和生產城市煤氣的企業(yè),近二十幾年,由于我國引進了加壓魯奇爐、德士古水煤漿氣化爐等用于生產合成氨、甲醇或城市煤氣等。
隨著社會的發(fā)展,科技的日新月異,煤氣化技術的發(fā)展和作用也引起了國內煤炭行業(yè)的關注,“九五”期間,兗礦集團與科研機構、國內高校合作后開發(fā)并完成22t/d多噴嘴水煤漿氣化爐中試裝置。這一成果標志著我國在自主開發(fā)氣化的技術上取得了突破性進展。
目前我國有800多家中小型化肥廠。
我國化肥生產的主要方式是以煤為原料,采用煤氣化合成氨技術,采用水煤氣工藝,每年消費的原料煤炭以及焦炭都會超過4000多萬噸。
與我國不同的是,國外生產化肥以煤炭為原料的工廠很少,國外企業(yè)和工廠一般都以石油或者天然氣為主要原料,而中國因為技術和市場的關系,煤氣化合成氨工廠和企業(yè)不能與國外相比之。
隨著中國經濟的發(fā)展,國內各項事業(yè)對能源的質量和用量的要求也越來越高,而由于我國對油品的消費每年都在增加,國內的資源能源并非取之不盡用之不竭,所以從國外進口原油成為我國煤化工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
20世紀50年代開始,中國就開展了間接液化技術的開發(fā)和研究,到80年代,由鐵基催化劑托合成生產汽油技術的實驗獲得成功,這一技術得到進一步發(fā)展,同時,2000t/a規(guī)模的煤基合成汽油工業(yè)實驗也獲得成功。
90年代開始,在對鈷基催化劑合成工藝的開發(fā)方面開展了系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作,并在這一階段中取得令人矚目的有效成果,由此開發(fā)出了3種型號的合成柴油鈷基催化劑。
“十五”期間,針對新型漿態(tài)床合成工藝的催化劑、反應器等小型試驗得到立項,并在這一階段中研制了工業(yè)級煤基合成油工藝軟件包。
不同的合成技術能合成制成不同的化學品,國外對使用煤通過氣化制出合成氣的相關技術也已進入研發(fā)、開發(fā)以及某些商業(yè)運作上。
甲醇這種化工原料在煤化工行業(yè)中占據(jù)著重要地位,世界甲醇的生產能力約為3500萬t/a,其中,總產量約為2900萬t/a。在國內,甲醇的生產企業(yè)大概有100多家,這些企業(yè)當中,有一半以上是以煤為原料的工藝制作,而我國甲醇的生產能力約為300萬t/a。
但是我國的生產技術與國外相比,甲醇裝置規(guī)模較小,生產工藝相較于國外也比較落后,尤其是在我國以煤為原來哦的工藝,生產過程復雜而成品偏高,因此在與世界上其他大國相比,我國的甲醇生產缺乏較強的競爭能力。
此外,作為另外一種代用液體燃料,二甲醚的生產技術也受到各方關注。世界二甲醚產量約為15萬t/a,主要利用甲醇脫水工藝制成,有相關研究人員認為,二甲醚可以作為車用柴油代替燃料,也可以為民用燃料。
煤炭的直接液化,指的是通過對煤炭的加熱、加壓氫化直接獲取液體產品的工藝技術。
20世紀70年代開始,美、日、德等工業(yè)較為發(fā)達的國家已經相繼開發(fā)出煤炭直接液化的工藝技術,這為全世界的工業(yè)化生產奠定了一定的基礎。而我國從70年代末開始才進行煤炭直接液化的工藝技術的研究,我國雖然在逐年后都有所發(fā)展,并與世界各大國進行合作,但想要達到世界先進水平,還需一定的過程。