張文祖(神木富油能源科技有限公司 陜西 榆林 神木 719319)
70年代后,隨著石油化工的迅速發(fā)展,煤化工的發(fā)展便退之其次,但是,近年來,石油供應的緊缺和市場原油價格的不斷增長,石油化工行業(yè)不斷的受到挑戰(zhàn),煤化工產(chǎn)業(yè)重新被國家重視,因而,出臺了一系列支持政策,煤化工行業(yè)得到了迅速發(fā)展,但是煤化工產(chǎn)品的發(fā)展前景并沒得到足夠的認識,存在一些重復建設(shè)、資源浪費等現(xiàn)象,為國家的經(jīng)濟資源帶來了嚴重影響。
我國的石油資源一直處在短缺狀態(tài),而使用石油工藝產(chǎn)品的方面卻很多,石油工藝產(chǎn)品已不能完全滿足社會發(fā)展的需求,從而衍生出了煤化工產(chǎn)業(yè)。煤產(chǎn)量相對比較豐富,而且煤化工工藝產(chǎn)品也能夠在部分程度上代替石油工藝產(chǎn)品。由煤化工產(chǎn)品為主要原料,利用化學方法將其進行轉(zhuǎn)換成煤油、煤氣或其他各類煤制化學品等,能夠代替一部分石油能源。對于煤油來說,對制作的資金和技術(shù)要求相對高,而且還會資源浪費。國家對煤油的控制具有較高的要求,生產(chǎn)流程長、工藝繁瑣,制作較復雜,發(fā)展緩慢。若以甲醇為生產(chǎn)原料制作煤氣,所需的資金少,工期短,因此得到了良好的發(fā)展。但是液化氣的價格不斷上調(diào),相關(guān)的煤氣制作項目也在增多,可是目前我國還沒有研制出完整的自制甲烷化技術(shù),專業(yè)性技術(shù)還需要從外國引進,因此,從某種程度上來看,限制了我國的煤氣發(fā)展[1]。
煤化工工藝的多元化產(chǎn)品雖然能代替部分石油產(chǎn)品,降低了石油利用率,也提高了煤礦的利用率。但是將其產(chǎn)業(yè)化卻十分困難。因為這些工藝技術(shù)需要大量的氧氣作為催化劑,而氧氣的成本較高,也使得煤氣化的成本增高。違反了原有控制成本的原則。而且工藝技術(shù)方法具有局限性,對煤的要求較高,不同的煤利用到不符合的工藝中將不能達到工藝水平,也無法將煤種進行轉(zhuǎn)化,浪費煤礦資源也阻礙了煤氣的發(fā)展。
以煤炭為原料經(jīng)化學方法將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半成品,再進一步加工成一系列化工產(chǎn)品或石油燃料的工業(yè),稱為煤炭化學工業(yè),簡稱為煤化工。從技術(shù)路線來看,煤化工包括煤焦化、煤氣化、煤液化三個技術(shù)路線[2]。
煤的氣化主要是將煤漿或煤粉經(jīng)過氧化、凈化后形成合成氣。煤氣化技術(shù)是煤化工項目的龍頭。煤氣化技術(shù)若按爐型分,主要有固定床、流化床、氣流床三種。煤漿氣化這項技術(shù)已經(jīng)工業(yè)化,為合成氨和甲醇工藝提供了應用原料,也是間接液化的基本原料[3]。
煤直接液化,煤液化方法之一,將煤在高溫、高壓、氫氣環(huán)境下的反應器內(nèi),由氫氣和催化劑作用通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程,因過程主要采用加氫手段,故又稱煤的加氫液化法。
煤的焦化包括煉焦和低溫干餾兩方面。這兩方面產(chǎn)的焦炭和半焦,是工業(yè)生產(chǎn)的必需材料,是社會發(fā)展的基礎(chǔ)材料。不論煉焦還是低溫干餾產(chǎn)生的副產(chǎn)物煤氣和煤焦油均可再次加工提取,轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)生活中所需的苯、油品等。特別是煤焦油通過利用煤氣中的氫,在催化劑的作用下,反應生生成液體燃料,提升了煤的有效利用率。
優(yōu)化產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展,促進產(chǎn)業(yè)集成聯(lián)產(chǎn);一種煤炭技術(shù)的經(jīng)濟效益的最大化,并不是每個分系統(tǒng)的效益最優(yōu)化,從整體、全局出發(fā),將多種新型的煤化工進行技術(shù)整合、技術(shù)優(yōu)化集成后,不但可以實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)總體經(jīng)濟效益,還使得多種工藝的硬件及軟件資源的優(yōu)化配置和共享,同時降低了基礎(chǔ)建設(shè)投資,提高系統(tǒng)的過程效率,從而實現(xiàn)從原料煤炭到各種化工和能源產(chǎn)品的煤炭資源利用過程的經(jīng)濟效益的最大化。
合理利用煤炭資源、充分體現(xiàn)煤炭價值;雖然煤炭在我國存儲量比較大,但是煤炭畢竟是十分寶貴的一種不可再生資源,通常而言,煤炭作為化工原料驚醒深加工,其產(chǎn)生的價值要遠遠高于直接作為燃料利用的價值,因此,為使煤炭資源得到有效的利用,應優(yōu)先考慮用煤炭生產(chǎn)利用價值高、附加值高的產(chǎn)品。
做到環(huán)境更加友好,就要求技術(shù)先進可靠、產(chǎn)品適銷對路;生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染少、經(jīng)濟效益好。沒有一種煤炭技術(shù)的轉(zhuǎn)化不排放污染物,但為了保護人類生存的環(huán)境,和滿足日益嚴格的環(huán)保要求,在工藝設(shè)計時,必須增加適合工藝 的環(huán)保設(shè)施和措施,盡量達到污染物轉(zhuǎn)化、回收利用,或者對污染物進行減量化、資源化、無害化處理,最終做到近零排放或達標排放。因而,新型煤化工集成多項煤化工工藝,不僅有利于實現(xiàn)污染物的集中、綜合治理,大大降低環(huán)保成本,而且容易做到以廢治廢,甚至可能變廢為寶。
綜上所述,煤化工工藝的發(fā)展很多元化,而且各種工藝之間的操作方法和工藝特點也存在不同差別,隨著工業(yè)科技的不斷發(fā)展,煤化工工藝還需要進一步的研究,并且需要了解各方面的深度和具體操作手法,引進國外先進科技技術(shù),研發(fā)出更全面的煤化工工藝技術(shù),更好的促進煤化工工藝技術(shù)的發(fā)展。
[1]孟冬冬.論當代煤化工廢水處理工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2011,05(04):44.
[2]陳啟文.煤化工工藝[M].化學工業(yè)出版社,2009.
[3]方林木.煤基多元料漿替代重油制合成氣的工業(yè)化技術(shù)開發(fā)[D].浙江工業(yè)大學,2008.