煤化工技术的研究现状与进展

2011-12-29 00:00:00薛晓楠
考试周刊 2011年57期


  摘 要: 煤的高效、洁净利用是21世纪我国能源和化工领域中的重大课题,煤化工技术的发展呈现能源转化为主、规模型和技术商品化等特点,煤炭的液化、气化、焦化等是现代煤化工技术的发展方向。本文重点讨论了中国现代煤化工技术的现状和发展方向。
  关键词: 煤化工技术 现状 进展
  
  作为一个人口大国,中国对能源的需求量相当大,煤炭是我国支柱能源之一,而且分布较广、煤种齐全、储量丰富,因此发展煤化工技术,尤其是环保型洁净型能源技术对我国经济和社会的发展有深远的影响。煤化工技术是指以生产新能源及产品为主的煤化学加工转化技术,以环保型洁净煤技术为基础,应用于煤的焦化、气化和液化、高效燃烧、联合循环发电及煤的化工制品等多个领域。
  1.煤化工技术的发展现状
  最初,我国煤化工技术基础薄弱,与发达国家之间有所差距,需要从国外引进先进技术,然后采取队伍组织、项目选择、投资分配、目标管理等措施正确处理引进和自主开发的关系,并制定实施技术开发与基础研究并重的方针政策。进入21世纪后,随着对煤化工技术研发力度的加大,我国煤化工技术水平和生产能力已接近或达到世界先进水平。如:我国甲醇生产规模最大的上海太平洋集团公司,研发新的生产装置,以煤为原料,年产20万吨甲醇,产量高且能耗小。另外,以煤为原料合成碳酸二甲酯、甲酸甲酯等也有望实现工业化。在863高科技发展计划的支持下,我国自主研发了神华煤直接液化工艺和新型高效煤液化催化剂,并投入使用,煤的转化率和液化油产率都已达到国际领先水平,并申请了发明专利,神华集团首条百万吨煤直接制油示范生产线试生产成功,产出了合格的石脑油、柴油等油品。
  不仅如此,我国煤气净化技术已达世界先进水平,将煤进行最大限度的利用,而且最大限度地控制煤释放的污染物,达到煤的高效、洁净利用,干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段,焦炭质量显著提高,其主要化工产品的精制技术已取得可喜成绩。如:针对焦化行业的污染问题,近年来中国的大中型焦炉大多装备了高压氨水喷射无烟装煤设施、装煤除尘地面站和装煤除尘车、推焦除尘地面站和推焦除尘热浮力罩,较大程度上缓解了炼焦生产过程中的粉尘污染,而且建成投产了一大批脱硫装置和生物脱氮装置,加上干法熄焦和副产煤气的综合利用,焦化行业的环境污染情况得到了有效控制和明显改善。
  2.煤化工技术的发展趋势
  世界已进入能源和化工原料多元化的时代,不同国家或地区都根据资源和经济发展的需求选择现实、可行的煤加工技术。煤的洁净化已经成为21世纪解决环境问题的主导技术,是煤化工发展的主要趋势,它是以煤炭洗选为源头,以煤炭气化为先导,以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心,以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系,实质是在煤加工的各个环境减少污染和提高效率。考虑到与石油和天然气化工的激烈竞争,煤化工在各成熟单项技术的支撑下,必须以发挥资源优势为基础,以优化能源结构,特别是以优化终端能源结构为方向,通过洁净、高效的途径,为国民经济发展和社会进步提供优质的能源保障。
  2.1煤化工产业链初步形成。
  随着我国与世界经济一体化进程的发展,煤焦化、煤气化合成等正向规模大型化、技术综合化、产品多元化过渡,100万吨规模以上的焦化企业快速增长,具有国际竞争力的大集团不断组建。预计能源转化型和产品联产型的综合煤加工也将成为现实。煤化工产业将逐步形成科研生产推广一体化格局。
  2.2引进先进技术,努力发展煤炭液化。
  依据煤质和其他综合条件,发展煤直接液化和间接液化,已成为国内煤炭企业和产煤地区关注的热点。煤炭液化作为煤炭化学转化的高技术,其产业化将经历一个较长时期的发展,需要推动解决的问题有:结合资源、经济等条件,认真研究煤炭液化的技术发展规划和未来产业格局,积极引进先进技术,配套、完善、提高产业化整体技术和装备,开发具有自主知识产权的工艺和关键装备;完善商业化工厂建设的投融资机制,拓宽国内外投融资渠道;建立国家级煤炭液化科研和工程技术开发基地,大力培育专业队伍等都是今后一段时间需要解决的问题。
  2.3以新技术为依托加快煤气化,焦化的发展。
  开发先进煤气化技术对煤炭行业发展煤化工有重要意义。目前,煤炭企业发展煤气化技术需要在总结国内外先进技术的基础上,结合煤种、煤质特点,通过技术研究,开发或采用适宜的工艺和炉型,如加压固定床气化和液态排渣气化等。发达国家炼焦工业的收缩,以及中国国内取消土焦、淘汰小型落后炼焦工艺都为发展先进、大型焦化工业提供了新的机会,煤炭行业具有原料、运输等优势,特别是拥有优质炼焦煤资源的企业或产煤地区,如山西、黑龙江七台河等地区,具有发展较大规模、生产优质或特色冶金焦、铸造焦的条件,可以抓住当前机遇,高起点、高水平地推动焦化工业的发展。
  另外,国内发展煤气化合成化工产品或替代液体燃料的势头很旺,如合成甲醇或进一步加工下游产品(醋酸、醋酐等),合成二甲醚(一步法合成二甲醚技术正在开发中)。煤炭企业可结合自身情况发展多联产系统,原料方面可考虑将煤、煤层气、伴生矿物加工相结合,工艺方面将煤化工、发电、建材、冶金等相结合,产品方面应形成化学品、液体燃料、电力、热力、煤气、建筑材料和金属材料等关联生产,达到资源、能源的充分利用和循环生产。
  总之,煤化工是资金密集型和技术密集型产业,对发展煤化工的一些制约因素应有充分的考虑,我国的煤化工技术还有待进一步研发。
  
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