楊彥華

摘要：近年來，國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)較低，與國(guó)際油價(jià)保持一個(gè)較高的水平價(jià)格運(yùn)行，所有的人只關(guān)注燃煤污染，預(yù)計(jì)用煤炭代替石油，可以更好地促進(jìn)新煤化工行業(yè)的成長(zhǎng)。本文首先對(duì)中國(guó)新煤化工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合分析，其重點(diǎn)是研究新煤化工的關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破和示范項(xiàng)目的最新情況;其次，梳理和分析了各個(gè)時(shí)間段新型煤化工行業(yè)的政策框架和標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：新型煤化工;行業(yè)現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

引言

我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量十分豐富，是我國(guó)主要能源，占總能源的2/3，煤炭的大量使用在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)極大地提高了人民的生活水平，為社會(huì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但是煤炭在燃燒過程中排放的NOX，SOX、COX以及重金屬、二惡英等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。

1傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)

傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)主要是通過煤炭焦化和煤炭氣化來生產(chǎn)甲醇、電石和合成氨等產(chǎn)業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)40年代，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷增大，市場(chǎng)需求增加，我國(guó)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但隨著生產(chǎn)規(guī)模的急劇增加和宏觀經(jīng)濟(jì)的低迷，傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)均已呈現(xiàn)產(chǎn)能過剩的局面，整體開工率不足70%。

煤焦油作為煤在干餾和氣化過程中的副產(chǎn)混合物，其中很多化合物是塑料、合成纖維、燃料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國(guó)防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多芳烴化合物是石油加工無法生產(chǎn)和替代。

1.1中低溫煤焦油綜合利用

中低溫煤焦油是煤氣化生產(chǎn)半焦以及低階煤加工改質(zhì)過程中的副產(chǎn)品，主要組分為脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環(huán)烷烴、堿類、芳香族和類樹脂物，其中酚及其衍生物質(zhì)量含量可達(dá)10%～30%，烴狀烴大約20%，重油（焦油瀝青）的含量相對(duì)較少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)中低溫煤焦油產(chǎn)量已接近400萬t/a，中低溫煤焦油深加工主要可分為精細(xì)化工路線和加氫路線。精細(xì)化工路線是逐級(jí)分離煤焦油所含組分，但這路線除了酚類外，其余單體組分含量較少，分布分散，進(jìn)行單體分離的經(jīng)濟(jì)效益不好，發(fā)展較慢，目前僅有法國(guó)的馬里諾走中低溫煤焦油精細(xì)化工路線。加氫工藝是在一定溫度、壓力及催化劑作用下，將煤焦油所含的硫、氮等雜原子脫除，并將其中的芳烴類化合物飽和，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油和柴油的過程。

1.2高溫煤焦油綜合利用

高溫煤焦油是煤在高溫干餾和氣化過程中的副產(chǎn)品，產(chǎn)率大約占煉焦干煤的3.5%～4.0%左右，其成分主要為芳香族化學(xué)物質(zhì)、雜環(huán)化合物及含量為54%～56%的瀝青。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)煤焦油產(chǎn)量約2000萬噸。我國(guó)高溫煤焦油的消費(fèi)市場(chǎng)主要分為4部分：高溫煤焦油深加工，加氫生產(chǎn)燃料油，制備炭黑、陶瓷、玻璃等原料和燃料，出口。隨著，環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)和我國(guó)高溫煤焦油深加工能力提高，以高溫煤焦油作燃料和出口量越來越少。

高溫煤焦油深加工是指通過分餾的方式將高溫煤焦油中的化學(xué)品分離，生產(chǎn)輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油等貴重餾分，再對(duì)各餾分進(jìn)行深加工制取苯、萘、酚等芳烴類化工原料及中間體。主要由煤焦油預(yù)處理、蒸餾和精餾三部分組成。其中煤焦油蒸餾是煤焦油加工的龍頭，其蒸餾裝置水平往往是衡量煤焦油加工技術(shù)先進(jìn)程度，現(xiàn)國(guó)內(nèi)煤焦油蒸餾技術(shù)有常壓蒸餾法、減壓蒸餾法和常減壓蒸餾法。

加氫生產(chǎn)燃料油是近年來新開辟的提升高溫煤焦油附加值的路徑，其原理與中低溫煤焦油加氫反應(yīng)原理一樣。只是由于高溫煤焦油中多環(huán)芳烴含量較高，碳?xì)浔容^大，粘度大，加氫難度更大。目前，常用的工藝是切尾餾分加工工藝，如黑龍江寶泰隆公司、河南利源煤焦集團(tuán)、邯鄲鑫盛能源科技有限公司等公司已采用該工藝生產(chǎn)燃料油，并取得良好經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)成都淘鴻科技有限公司開發(fā)了高溫煤焦油加氫聯(lián)產(chǎn)針狀焦生產(chǎn)工藝，將加氫尾油用作溶劑-沉降法精制煤焦油瀝青的溶劑，改善精制瀝青炭化質(zhì)量。

2煤化工技術(shù)現(xiàn)狀

煤化工是指通過化學(xué)加工處理將煤轉(zhuǎn)變成氣、液、固態(tài)燃料和化工產(chǎn)品的過程，傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)包括煉焦、電石以及焦油加工等。

2.1煉焦

在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中，煉焦是應(yīng)用最早的工藝，它是指煤在隔絕空氣的條件下，加熱升溫至900℃左右，通過熱分解和結(jié)焦生成焦炭，同時(shí)回收粗煤氣、焦油和其它副產(chǎn)品的工藝。煉焦過程分為備煤、煉焦、凈化煤氣三個(gè)階段，具體流程為進(jìn)廠煤炭經(jīng)配煤、粉碎得到特定指標(biāo)的入爐煤后，進(jìn)入煤塔，采用搗固方式推入炭化室高溫?zé)捊梗固拷?jīng)濕法熄焦、晾焦得到焦炭、焦?fàn)t煤氣，焦炭作為高爐煉鐵的主要原料廣泛用于鋼鐵行業(yè)，焦?fàn)t煤氣一部分作為高熱值燃料，一部分經(jīng)脫硫、脫氨、脫笨等工藝得到輕苯、硫銨、焦油、甲醇等化工產(chǎn)品，同時(shí)減少了污染物排放。

2.2煤炭氣化

煤炭氣化是以氧或氫作介質(zhì)，在一定溫度和壓力下將固體煤轉(zhuǎn)化為CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的合成氣，再對(duì)合成氣進(jìn)行深加工，制取其它產(chǎn)品。煤炭氣化一般分為地上和地下氣化兩種，具體氣化過程是煤首先經(jīng)氣化干燥后，繼續(xù)升溫至一定溫度，煤分子開始分解，生成焦油、干餾煤氣等揮發(fā)性物質(zhì)，同時(shí)煤變成半焦?fàn)顟B(tài);繼續(xù)升溫條件下，與氣化劑反應(yīng)生成粗煤氣（CO、CO2、N2、H2S、CH4等為主）。

2.3煤炭液化

煤液化是制取石油替代品的一種技術(shù)手段，是當(dāng)前煤化工的一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，它有兩種不同的路線，一種是直接液化，另一種是間接液化。

直接液化是把煤炭磨成煤粉與溶劑配成油煤漿，在400℃、150kPa條件下催化加氫液化，生產(chǎn)含芳烴較高的粗油品，再經(jīng)進(jìn)一步加氫得到可使用油品。這種路線回收率較高，但操作條件苛刻。目前引領(lǐng)煤液化發(fā)展方向的技術(shù)包括工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)物雜原子含量低的德國(guó)IGOR工藝、以生產(chǎn)重質(zhì)燃油為目的的美國(guó)SRC工藝、解決了催化劑鉬的回收的俄羅斯低壓加氫液化技術(shù)等。

3我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

3.1構(gòu)建全新煤化工技術(shù)體系

按照“能源與資源的高效轉(zhuǎn)化與綜合利用、清潔生產(chǎn)和資源的循環(huán)利用”發(fā)展原則，加大煤化工技術(shù)之間耦合，將焦?fàn)t煤氣加工利用產(chǎn)業(yè)延伸到碳一化工領(lǐng)域，煤焦油加工利用產(chǎn)業(yè)延伸到煤液化和精細(xì)化工生產(chǎn)領(lǐng)域;并利用IGCC發(fā)電技術(shù)是碳一化工領(lǐng)域與煤液化和精細(xì)化工生產(chǎn)領(lǐng)域之間耦合，共同構(gòu)建具有時(shí)代特征的煤化工體系。

3.2加大技術(shù)研發(fā)力度

技術(shù)創(chuàng)新是提高產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)的中心環(huán)節(jié)，建議站在國(guó)家能源安全戰(zhàn)略高度上大力扶持具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開發(fā)、推廣，積極推廣關(guān)鍵裝備和技術(shù)的自主化進(jìn)程;支持建立健全現(xiàn)代煤化工技術(shù)和裝備創(chuàng)新體系，進(jìn)行跨地區(qū)、跨行業(yè)的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。煤化工企業(yè)應(yīng)該吸收、消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)其自主創(chuàng)新能力，新增產(chǎn)能應(yīng)該以提高高端產(chǎn)品自給率、建設(shè)高水平的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)。

3.3加大新型環(huán)保技術(shù)研發(fā)

對(duì)目前煤化工項(xiàng)目中常用廢水零排放工藝核心技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，開發(fā)高效同步脫鈣、鎂、硅一級(jí)反滲透工藝，優(yōu)化現(xiàn)有二級(jí)反滲透工藝，建立高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的煤化工高鹽廢水回用工藝;研發(fā)以高級(jí)氧化技術(shù)為主的廢水凈化技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，控制反滲透濃水機(jī)械蒸發(fā)過程中的揮發(fā)性氣體污染;研發(fā)新型、節(jié)能、高效濃鹽水機(jī)械蒸發(fā)設(shè)備+蒸發(fā)塘聯(lián)用技術(shù)，真正做到廢水零排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)齊頭并進(jìn)。

結(jié)語

總體來說，煤化工技術(shù)在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展較快，目前已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)，它的發(fā)展符合我國(guó)“富煤少油缺氣”的現(xiàn)狀，在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中起著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]趙賢.現(xiàn)代煤化工技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J].技術(shù)論壇，2017，8：285.

[2]劉麗秀.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2014（2）：196-198.

[3]李哲.煤化工技術(shù)的發(fā)展與新型煤化工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（21）：104.

（作者單位：大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司）