摘要:随着社会的不断发展,能源在人们的生产生活中占有的地位越来越重。煤化工还是主要是以传统的煤化工作为主要的基础、以煤炭的清洁利用和高效转化为定位的一种新型产业。当今阶段的煤化工已经是石化产业原料多元化非常主要的一种路径,已经具有了产业化发展的基础环境,可以有效的推动煤炭领域更快、更好的发展。本篇文章就是对当今阶段的煤化工技术的实际情况,进行了详细的阐述,并且也对当今阶段的煤化工技术实际的发展方向进行了简单的分析。
关键词:煤化工技术;现状;发展趋势
引言
我国是一个富煤贫油少气的国家,虽然当前我国在煤化技术得到了一定程度的发展,但是仍然没有改变我国油气资源缺少的现状,由此可知,煤化技术对于我国能源行业的发展有着十分重要的推动作用。煤化指的是采用化学手段,将煤转化为化学产品、化工原料与燃料的一种技术,具体包含催化加工与热加工两种工艺,依照的工艺条件,可以生产出气、液、固态三种状态不同的产品。煤既是一种常用的矿物能源,同时也是一种重要的化工生产原料,化工生产中常用的蒽、萘与冶金生产常用的焦炭都来源于煤化工。
1我国发展煤化工产业的重要性
我国是一个物产资源丰富,地域非常辽阔的国家,但是与其他的国家相比,我国由于人口众多,致使资源的人均占有率较低,自改革开放以来,我国的国民经济不断飙升,人们对于各种资源的需求也是与日俱增,导致我国的能源尤其是质量高的清洁型能源供不应求。就目前来说,我国传统的以煤原料为主要能源的粗放式经济模式已经无法满足社会发展的需要。经过调查,在我国的石化资源中,煤炭资源的占有率相当高,因此,将煤炭原料转化为更加清洁的资源,加大煤化工技术的应用力度,不仅可以促进我国的经济技术的发展,还可以让资源得到更合理的利用,为我国的能源的广阔发展前景奠定了基础(如图一)。现具体展开分析,发展清洁高效的能源的重要过程是利用直接或间接的液化技术将煤炭原料转化为清洁型能源。具体的煤化工的应用手段就是将天然气和石油这些转化方式替代为化肥和煤质烯烃。
(图一)
2煤化工技术现状及发展
2.1煤气化
煤气化是煤化工的核心技术,指的是将煤在一定条件下(高温、高压、催化剂)转化为相关气体燃料的过程,常用的气化剂有水蒸气、空气、氧气、二氧化碳等,气化剂与碳进行非均相化学反应,在不同的气化条件下生成不同组分的煤气,气化后所得粗气还需进行加工。常见的处理技术包括固定床、流化床、气流床以及熔浴床等。国内目前常见的煤气化技术包括粉煤气化、固定床加压、水煤浆加压、灰熔聚等气化技术,国内这些技术使用已相当成熟,但相关核心设备多为进口。因此,研发自主品牌的煤气化设备是今后发展的方向。具体而言,需要加强建设国产第2代煤气化炉、相关技术朝大型化、多适应、低投资、低能耗及环保等方面发展。
2.2煤液化技术
煤液化技术与煤气化技术的原理大致相同,指将固体的煤,转化为液态的碳氢化合物制品的过程。在化工行业,煤液化技术主要应用于石油替代品的生产过程中,技术种类较多,应用效果较好。以煤炭反应的复杂程度作为划分标准,可将煤液化技术分为直接液化技术与间接液化技术两种:①直接液化技术:指在高温作用下,将相应溶剂加入到煤的燃烧过程中,使煤炭与气体氢发生反应,最终形成液体的技术。根据催化剂的不同,技术的应用效果也存在差异。硫化铜、硫化钨等,均属于反映过程中常用的化合物。②间接液化技术:指在二氧化碳与氢气量无法满足煤炭液化反应要求时,将催化剂直接加入到煤炭当中,使两者反应,最终使煤炭液化得以实现的一项技术。与直接液化技术相比,该技术较为复杂。以煤液化反映添加的溶剂作为划分依据,可将煤液化技术分为供氢溶剂法、溶剂精制法以及氢煤法3 种:①供氢溶剂法:直接与间接液化技术,要求将催化剂加入到煤炭液化过程中,使反应得以实现。虽可加快反应速度,但却容易产生毒性。将供氢溶剂代替催化剂,应用反应过程中,能够有效提高溶液的供氧能力,提高液化率,安全且有效。②溶剂精制法:指将氢直接加入到煤炭当中,使煤炭在常温下反应,最终形成固态与液态混合物的一种煤液化技术。③氢煤法:化学反应需于沸腾床上完成,能够有效提高煤炭的转化率,降低杂质含量。(3)煤干馏技术 煤干馏技术,又称真空热解技术。煤的干馏过程,需经过焦化的阶段,最终形成的化工产品,以电石乙炔等为主。以煤干馏技术为基础所形成的煤化工产品,具有不可替代性,在农林以及化工等领域,应用较为广泛。
2.3煤炭气化的技术现状
煤炭气化能够有效的对深度煤炭进行转型,并且也是煤化工产业化快速、稳定发展非常重要的一项技术支持,并且也向着高效、优质以及环保的方向快速的发展。在当今阶段,在全世界大范围进行运营的大型气化炉大约是四百台左右。主要的品牌位壳牌、鲁奇以及德士古这三家比较大型的企业。就依照技术方面来说,我们国家当今阶段的煤炭气化和与发达的国家相比还存在很大的差距,但是,很多大型的煤气化技术已经得到了国家政府部门广泛的关注。
2.4甲醇技术
此项技术是将煤炭生产为甲醇,主要的生产流程(详见图二)是:①煤炭气化为混合气体;②在一定的环境条件下将混合气体通过催化剂的作用,反应为甲醇。不同国家之间生产甲醇的方式不同,我国是利用煤炭,而有些国家是利用石油、天然气等。我国的甲醇技术已经得到了不断完善,且发展趋势呈现效率高、规模大的方向。上述的四项煤化工技术研究已经日渐成熟,所以在未来的发展中,需要更加注重环境保护、降低能源消耗、扩大生产规模等。
(图二)
2.5氨合成技术
利用石油、煤、天然气等原料,将氢和氮在一定条件下(高温高压、催化剂)合成氨,该技术发展迅速,国内新建合成氨厂年产能一般为15~30万吨。该行业将进一步淘汰产能低下企业,朝大型化肥生产发展。
3发展趋势
3.1煤炭催化气化技术
要求采用固定床与流化床,通过煤催化热解以及残焦烧气化等方法生成甲烷,制备成为天然气。
3.2多联产
基于煤化气生产工艺,引入“多联产系统,可以充分利用煤炭资源。该系统可以将生产、电力与氢能所产出的化工产品作为目标产物,在有效隔离二氧化碳的技术支持下实现零排放。这种生产工艺是当前我国最为洁净、是为高效的化工能源系统。若该系统得到更加广泛的应用,一方面可以对现有资源进行有效的利用,另一方面也可以提供相关企业的经济效益。
3.3蓝气技术
要求在低温条件下,采用煤炭催化水解,生成甲烷,以用于天然气的制备过程。蓝气技术的应用,能够有效提高天然气产量,经济与环保效益显著。
3.4智能化生产
当前我国已经全面进入信息化时代,新型煤化工技术可以与各种自动化技术与通信技术有机结合起来,对生产过程中所生成的各种数据进行及时的采集与计算,同时也可以利用相关的数据处理软件来为数据采集工作提供有效的支持。另外,在智能化生产技术的支持下,也可以最大程度上降低现场工作人员的劳动强度与各种能源资源的使用量。
结语
煤化工与石油天然气相比,存在自身的优势及劣势。近年来,我国加大了煤化工行业的发展,在积极创新传统煤化工技术的同时,不断的发展新型煤化工技术。其中,在煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制烯烃等现代煤化工技术上已取得较好的发展。同时,指出在新形势下,煤化工项目应当充分调研,做好风险评估,以更好地实现经济效益。
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论文作者:纵永
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
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