新型煤化工技术的研究进展

贾薇(宁夏工商职业技术学院，宁夏 银川 750021)

0 引言

化石能源属于不可再生资源，因此，如何对化石能源进行高效利用，历来是一个受到广泛关注的问题，而煤化工技术的发展应用将是解决这一问题的有效途径。当前，虽然我国煤化工技术已经相对成熟，但能耗较高等问题仍然存在，因此，有必要研究和应用一系列的新型煤化工技术，以提高煤炭资源的利用率，确保煤化工的环保与可持续发展。

1 传统煤化工技术

通过对煤进行一系列化学加工，实现对煤资源的综合利用，这种技术称之为煤化工技术，这种工业也就称之为煤化工。应用煤化工技术，可以制备出各种固体、液体和气体形态的化学产品，这些化学产品再做进一步加工处理，就可以生产出更多的不同产品，具体来看，现阶段我国煤化工产业仍以传统煤化工技术为主。

1.1 煤焦化技术

煤焦化技术又称为煤干馏，这种技术主要是利用高温和隔绝空气的条件使煤分解，由于煤当中除了碳之外还含有一定量的氢、氧、氮等元素，因此，只要通过变更加热温度和加热时间，就可以得到不同的焦化产品，如煤焦炭、煤焦油、焦炉气和精氨水等，这些产品在化工、制药、染料等多个行业都有着不可替代的作用。如煤焦化制得的焦炉气在炼铁方面发挥着重要作用，煤焦化制得的乙烯，作为常用的催熟剂，在农业上应用也极为广泛。

1.2 煤气化技术

煤气化技术是指在高温条件下，利用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂，通过一系列的化学作用，将煤中的碳元素转为可燃混合气体的这一加热过程。一般来说，常见的煤气化工艺技术分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术三种，这三种技术都各有优缺点。固定床气化技术应用较广，对于任何质量的煤能够进行气化，但蒸汽分解率相对较低，导致废水处理难度加大，使得成本居高不下；流化床气化技术通过维持均衡的炉内温度，使得煤的气化率很高，但这种技术对于煤的质量要求非常苛刻，如果煤的质量较差，那么其工作效率将大幅降低；气流床气化技术相对较为先进，其气化剂并不使用空气，而是使用纯氧，因此气化纯度较高，并且污染较低[1]。

1.3 煤液化技术

将煤中含有的有机物加工为液体形态的技术称之为煤液化技术，由于液体密度较大，因此有着更多的应用途径，一部分汽车就以液化气作为燃料，液化气燃烧相对较为充分，产生的空气污染物较少，对环境相对较为友好。

具体来看，煤液化分为直接液化和间接液化两种，直接液化又可称为加氢液化法，通过氢气和催化剂，将煤裂化为液体燃料；间接液化相对较为复杂，需要将煤、氧气和水蒸气在高温下全部气化，再利用催化剂将这些混合的气化物合成为液体燃料，这种间接液化技术，通常被用来合成各种燃油和润滑油产品。

2 新型煤化工技术

相较于传统的煤化工技术，新型煤化工技术有了更多改进，也涉及到了更多的方面和领域，能够制备出更多的化学产品，也能够充分响应我国绿色发展和节能发展的理念，因此得到了国家的大力支持。具体来看，新型煤化工技术普遍具有产品绿色节能、产业衔接度高、新旧技术结合、能够实现规模企业之间的合作和对煤炭资源高效利用等优点。

2.1 甲醇生产技术

一直以来，国内的大部分化工厂都以天然气为原料生产甲醇，但从我国各种不可再生资源的存储量来看，煤炭资源远多于天然气资源，利用煤炭资源生产甲醇显然是更为合理的，因此，煤炭甲醇生产技术理应得到开发和应用。作为一种常见的化工原料，对甲醇进行羰基化处理后，即可得到甲酸、草酸等一系列常见的化学品，在草酸的制备环节中，只需要利用钯作为催化剂，甲醇就可以直接和亚硝酸反应生成草酸，这个反应过程具有高效和环保的优点，非常适合在工业中大规模应用。而借助二胺和乙烷的催化，利用甲醇和一氧化碳反应，就可以制备甲酸甲酯，而且该反应具有较高的转化率[2]。

2.2 新型煤气化技术

新型煤气化技术主要通过使用不同的催化剂对煤炭进行处理，利用多种化学反应，得到更多种类的化合物，一般来说，利用新型煤气化技术，主要可制得异丁醇和甲醇，对异丁醇脱水处理后，即可得到异丁烯，再经过一系列化学反应，即可得到甲基叔丁基醚，这种物质混合在燃油中，能够有效提升发动机的冷启动效率。不仅如此，甲基叔丁基醚作为一种重要的医药中间体，在制药行业也发挥着重要作用。整体来看，新型煤气化技术的本质就是对煤炭进行处理以得到高辛烷值产品的过程，目前，煤气化技术正在朝着加压粉煤气化的方向发展。

2.3 煤合成烯烃新型技术

煤化工中的甲醇可以通过一系列化学反应制备烯烃类产品，对此，国内研究人员近年来进行了大量研究，通过对反应技术的优化创新，有效提高了甲醇制备烯烃的转化率[3]。同时，研究人员还发现了另一种新型技术，这种技术可以利用煤炭为原料来大量生产甲烷，而后利用甲烷来反应生成乙烯，应用这种技术，不仅具有较高的转化率，而且具有较好的反应选择性，使得制得的乙烯产品具有较高的纯度。

2.4 新型合成氨技术

与传统的合成氨技术不同，新型氨合成技术可利用高温高压和催化剂作用将煤原料直接转化成氨，当前，随着我国各项科技的不断发展进步，合成氨的技术也随之不断发展进步，为确保合成氨的效果，研究人员也对煤化工领域的合成氨技术不断进行优化创新，重点是对提升效率方面进行了研究，这对于提高煤炭资源利用率和合成氨技术丰富化都非常有效。

2.5 水煤浆技术的研发

水煤浆属于一种新型的燃料，具有更好的稳定性，因此，其运输和储存都非常便捷，与其他燃料相比，其燃烧时可以释放很高的能量，并且不会释放过多的有害气体，具有绿色环保的优点。除了水煤浆之外，现阶段还有油煤浆和油水煤等，也都有着类似的优点。

2.6 煤化工联产技术及其优化

新型煤化工技术中的各个应用方向并非各自独立，而是互相之间有着一定的联系，因此，将各种煤化工技术进行融合以形成联产，将有效提升生产效率，并使得煤资源得到更有效的利用，特别是对于一些开采难度大或是煤炭质量较差的煤矿，联产技术的应用更是能有效提升煤炭生产效果，并有效降低成本，保护环境。

随着化工技术的发展，煤化工联产技术必然得到更为广泛的应用，在实际的联产当中，各种生产技术的共同应用，可以有效发挥各种技术的优势，并有效应对生产中的各种复杂情况。随着信息技术和智能技术的发展，煤化工联产技术也将逐渐实现智能化，从而有效降低操作人员的工作强度、优化煤化工生产中各种技术问题的解决效率和效果、防止煤化工生产中发生安全事故，从而确保煤化工生产领域能够取得长期较快发展。

2.7 煤化工技术设备科技水平不断提升

随着我国自动化技术和智能化技术的不断提升，煤化工技术设备的科技水平也随之提升，煤化工生产已经初具集成化。由于煤化工生产中的污染情况仍然存在，因此，煤化工技术与设备将朝着环保的方向发展，同时，为了进一步提高生产效率和质量，就必须形成一套完整的设备开发与回收的运行体系，以推进煤化工行业的技术水平不断取得进步。

3 新型煤化工技术的未来发展

3.1 新型煤化工技术的发展趋势

虽然煤化工的生产材料一直都是煤炭，但煤化工技术的工艺必定是不断发展变化的，与传统煤化工技术不同，新型煤化工技术将更为科学和先进，在实际应用中，对环境的负面影响更小。预计，该领域将以一个新兴产业的模式出现在工业领域当中，并加快推动国内能源结构的改革，传统的煤化工技术将逐步被新型煤化工技术取代。未来，新型煤化工技术在实际生产过程中，将具备以下六个优势：

(1)新型煤化工技术所生产出的产品，大都是清洁能源，能够有效替代现阶段常用的各种化石能源，从而有效降低环境污染；

(2)新型煤化工技术的推广应用将会直接促成新型环保能源结构体系，成为国家新能源发展中不可或缺的一部分；

(3)在新型煤化工技术的发展中，各种先进技术和先进生产工艺的融合，将有效促进新型煤化工技术的不断改革与创新，使得新型煤化工技术能够根据实际需要进行灵活调整；

(4)新型煤化工技术的发展直接带动了传统煤炭化工企业的转型升级，不仅能够降低环境污染，而且能够提高企业的生产效率和质量，给企业带来更高的经济效益；

(5)新型煤化工技术实现了对生产过程中废弃物的集中化处理，对于减少污染有着积极意义；

(6)新型煤化工技术的发展有望带动与之相关的一系列新兴行业的崛起，为技术人员的发展和提升增添渠道。

3.2 新型煤化工技术的发展方向

未来，新型煤化工技术的研发方向主要分为以下三个方向：

(1)通过利用各种新型煤化工技术分解煤炭，以制备各种烃类产品，这些产品可供相关单位进行研发工作；

(2)新型煤化工技术可采用羟基化的方式，对常见的煤化工产品做进一步的加工提取；

(3)新型煤化工技术的应用可将原材料作为低碳烃类产品。

目前，在国际部分领域，已经开始了对这几个方向的大量研究，已经制得了一系列衍生产品，这些衍生产品通常是经过PD催化技术而制备，该项技术及其对应的生产工艺都具有很高应用价值，不但可以生产出大量的清洁能源，还可利用煤化工联产技术进行二次能源的生产。

4 结语

总之，随着我国工业的不断转型升级，煤化工技术也必然朝着科技型强和安全性高的方向发展，各种新型煤化工技术的有效应用，能够降低煤化工产业对环境的不利影响，提高煤化工生产的效率和质量，帮助企业取得更好的经济效益。对于煤化工技术的研发，应当积极借鉴国内外的先进经验，并根据实际需要进行调整，从而为我国煤化工产业的长期稳定发展提供坚实基础。