浅谈我国煤化工工业发展现况及未来发展趋向

文/王欣桐（安徽节源环保科技有限公司）

煤化工是将煤应用作原料，通过一系列加工利用过程实现煤综合利用的产业，其主要的加工利用单元包含煤的焦化、煤的气化、煤的液化以及煤焦油加工、煤基甲醇制备烯烃、煤气化联合循环发电和多联产等多种反应单元[1]。大力发展煤化工产业，不仅符合我国现阶段资源结构特征，有利于能源结构优化，又可通过提供洁净能源，有效地缓解国家关键资源对外的依赖程度。

一、煤化工产业发展现况

传统煤化工工业中主要有煤制焦炭、煤间接液化，为农业、钢铁等行业提供原料补给；新型煤化工工业一般主要以低煤化度的褐煤为原材料，主要包括煤气化工艺、煤制油工艺以及煤气化联合发电技术等[2]，提升了煤炭经济利用价值，所制得的大部分产品在我国属市场急需的战略型物资，因而得到国家大力支持与发展[3]。

1.传统煤化工产业发展现况

（1）煤的焦化。我国是世界焦炭产量大国，炼焦技术是煤化工产业中最早应用的煤化工技术，其主要生产过程是通过煤炭干馏制取焦炭，同时在化产工艺中产生相应副产品，例如焦炉煤气、三苯、苯酚等。我国虽在焦化工业产业数量上占据绝对优势，但行业的集中程度较低；虽然其相对应的生产能力早已超过3 亿吨/年，占到世界总产量50%以上[4]，但在煤焦油的加工综合利用等方面的核心竞争力较低。

（2）煤的间接液化。煤间接液化技术的主要生产过程是先通过煤和水蒸气进行化学反应产生水煤气（CO 和H2混合的合成气），后在相应的温度及压力条件下定向催化反应生成相应液体燃料。相关技术研究在我国开展于20 世纪50 年代，在国家政策的大力支持下，得到了一定程度发展。目前我国已建或在建的煤炭间接液化项目主要有内蒙古伊泰间接液化煤制油项目、神华鄂尔多斯间接液化煤制油项目等，从短期来看，这些项目可能在技术或环境方面产生一些负面的影响，但从长期来看，它们将为我国煤液化相关产业的快速发展积累宝贵经验。

2.新型煤化工产业发展现况

（1）煤气化。煤气化是通过缺氧条件下煤炭的不完全燃烧过程，生成CO、H2等多种化学燃料。我国的煤气化工艺技术的应用主要集中体现在合成氨工艺，甲醚、甲醇、甲醛等化产品制备上。当前完全应用于煤气化产业的工艺技术有3 种，分别为固定床气化技术（德国鲁奇炉）、流化床气化技术（灰熔聚）及气流床气化技术（德士古、壳牌气化炉）[5]。

（2）煤直接液化。煤直接液化是通过溶剂抽提的方式或在高温高压催化条件下，利用煤质加氢让煤中复杂的有机化合物分解，改变煤的H/C 比，最终转化成为液体燃料。在未来石油资源日益紧张的前提下，煤基液化燃料将逐步替代目前的天然石油，对于稳定国民经济有重要意义。近年来，我国煤制油工业化示范类项目相继成功试车并产出优质油品，反映煤制油技术工业化步伐正在加快[6]。

（3）煤气化联合循环发电(IGCC)及多联产技术系统。IGCC（煤气化联合循环发电）是利用煤气化技术为支撑的联合发电技术，实现了煤电联产技术的工业化应用以及高效的节能减排。联产技术是将能源高效转化与化产品的生产相结合的技术体系，降低了对原料的需求，将独立的生产系统重组后简化，最终降低了产品的生产成本，实现了各方资源的综合化利用。我国对IGCC 及多联产技术的研究始于20 世纪80 年代初期，从20 世纪90 年代开始就组织开展了IGCC 电站的研究，分析评估相关指标。

二、煤化工产业发展趋向

随着我国工业化、城乡一体化进程加快，人们的环保意识逐渐增强，社会技术层次不断提升，市场经济环境不断改善，我国煤化工产业发展将继续发挥自身的资源优势，以优化能源供给为手段，以高效绿色综合利用为途径，保障社会安定有序、国民经济可持续发展，其未来在我国发展趋向主要体现在以下4个方面。

1.产量增加和规模扩大

随着我国煤化工产业发展，为响应国家节能减排和发展循环经济要求，我国现代煤化工产业逐步向装置大型化的方向发展。例如，2008年国家甲醇年产能约为400 万吨，而后三年内我国甲醇项目年总产能已激增至约1200 万吨，其中大规模企业的比例明显增加。在国际大环境下，我国采用国内外先进技术及装备，培育出世界级煤化工产业以及具有国际竞争能力的大型工厂，如年产量百万吨产品的工厂等，在未来可能实现。

2.技术进步和装备国产

除发展传统的煤化工产业外，我国继续大力发展以能源综合洁净利用为主的产业，并配套建设相关产业的大型工厂，如煤液化、合成气制备液体燃料以及化工原材料等产业领域。企业未来将成为煤化工产业装备技术发展的载体，投资开发先进煤化工产业技术及新型装备，同时更加注重核心技术的转化过程。尽管在单套设备制造、关键设备规模及寿命等方面，国产技术应用的水平与世界先进的装备制造水平仍存在差距，未来工艺进步和装备国产化仍是我国煤化工发展的重要方向。通过学习引进，我国拥有成套自主知识产权的技术装备对外输出也成为可能。

3.节能减排和资源集约

煤化工在生产过程中，将消耗大量的能源，产生大量的污染物，新型煤化工产业应树立低碳理念指导产业发展，促进煤化工产业与CO2捕集利用与封存（CCUS）一体化发展[7]。从能源- 资源- 环境一体化角度，高度优化解决煤炭转化中高效、洁净和经济三大问题[8]，应是今后行业发展需要考虑的重点。未来煤化工发展应以绿色高效、循环利用为核心，稳步推进资源集约化和生产清洁化，并加强“三废”排污治理和资源循环综合利用，最大限度降低污染物的排放。

4.产能淘汰和提质增效

据有关研究机构预测，工业用煤量将会在2020 年前增速提升，年均增速将会达到16.5%，之后增速放缓，2020 年至2025 年间的年均增速降至0.96%。提高能源的转换效率不仅可提供相应收益，还可节省煤炭的消耗。山西焦化集团近年来致力于自主淘汰落后产能，积极推动行业内转型升级，提倡传统产业创新发展，随着化肥厂的关停，拥有43年历史的山西焦化集团落后产能全部关停[9]。在淘汰落后产能的同时，山西焦化集团先后建成国内领先的6 座KN60 型的节能环保焦炉，同步建成国际领先、单套加工规模最大的30 万吨煤焦油加工装备及自主技术研发的焦炉煤气配水煤气制甲醇装置，并通过这一改造，极大地优化和改善能源利用效率，响应国家能源和环保政策，真正地做到节能减排。

三、结语

我国是在“缺油、少气、富煤”的背景下大力发展煤化工产业的，由于煤炭利用过程会产生环境污染，我国煤化工工业产业转型及可持续绿色发展要立足于各项成熟的单项技术，积极调整产业结构布局，发展新型的煤化工技术，走科技水准高、资源消耗低、环境影响小、经济效益好的创新发展之路。