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摘 要:80年代以来,我国经济发展一日千里,煤炭为经济的腾飞夯实了基础。进入21世纪,随着国家油价的飙升,国际、国内对能源的争夺日趋激烈,能源安全形成为制约国家长治久安的首要问题。在此背景下,探讨煤化工工程的工艺流程就有着十分现实的意义。本文阐述了煤化工产业发展的现状及存在的问题,阐述介绍了煤化工工程的工艺流程以主要应用,对煤化工工程工艺的发展进行了理性的展望。
关键词:煤化工 工程 工艺流程
一、前言
上世纪80年改革开放以来,经济的迅猛发展带来了产业分工的不断细化。受传统经济结构影响,我国经济过度依赖包括煤在内的传统资源,也因此煤化工工程受到了前所未有的关注和重视。深入探讨煤化工行业的工艺技术,有助于提升煤化工企业的技术水平,有助于能源行业的发展,从而推动新型煤化工产业的持续发展
二、我国煤化工产业发展及现状分析
我国的煤化工行业起步于20世纪40年代,至今已有近百年的发展历史,属于老牌传统行业,当前的主导产品包括甲醇、合成氨以及焦炭、电石等等。受历史条件、社会环境等因素影响,我国的煤化工行业产品较为单一,规模也偏小,近年来虽然取得了较快的发展速度,但是客观上却导致了产能过剩局面的出现。由于国际油价不断上涨,我国现有的经济结构对能源依存度较高,因而煤化工行业依然是科研结构、高等院校研究和关注的重点,也取得了较为理想的成就,在煤液化合成油、煤机甲醇制烯烃、煤制天然气、煤质乙二醇等领域都取得了突破性进展。另一方面,我国煤化工的装置和设备也以集约集群、清洁节约为发展方向,煤基甲醇制烯烃、煤直接液化、煤间接液化等工业示范装置陆续投入生产,煤制乙二醇示范装置运行良好,煤制天然气项目有序筹备等,这些都是现代煤化工产业良性发展的基础和前提。
三、煤化工工程的工艺流程
1.煤炭气化的工艺流程。
煤炭气化是指煤在一定的高温以及压力下,在气化炉中使煤里面的化学成分与气化剂发生化学反应,将固体的煤转化为可燃气体或是非可燃的气体,整个过程中不可缺少的三个要素分别是高温和气化炉以及气化剂。转化形成的可燃气体含有CO、H2以及CH4等。煤炭气化工艺要把握煤的特性,要熟悉煤发生化学反应的特性,还需要掌握气化剂与煤发生化学反应的过程,掌握煤的结渣性以及粘接性。最后,还需要把握煤从固体到液体、气体的反应过程。
2.煤炭液化的工艺流程。
主要方式包括直接液化和间接液化两种。其中直接液化属于对固体煤炭进行化学反应处理,促使煤变成液体形态的燃料,常用于化学原料的加工或者没煤洁净技术。间接液化则是指先将煤气化处理,再对化学水煤气进行化学反应,得到乙烷或者乙醇,进一步加工还可以生产燃油。
3.煤焦化的工艺流程。
是在空气不流通的条件下对煤进行气化炉高温加热,温度保持在1千摄氏度。煤炭经过干馏处理,会生成煤气和煤焦油,煤焦化技术主要用于炼钢用焦炭、焦炉煤气以及沥青的生产和提炼。
四、煤化工工程工艺的应用范畴
煤化工工程应用集中在3个领域,一是煤制油,二是煤制甲醛、二甲醚,三是煤制烯烃。该项技术应用较为广泛,有助于新能源的开发,能够起到缓解能源紧张的积极作用,有助于煤炭资源的合理应用,杜绝了资源的浪费。
1.煤制油。其工艺流程分为两种,一是直接合成,二是先对煤炭进行气化处理,再对原料气进行合成。我国煤制油技术起步较晚,因而规模偏小,2013年全国煤制油产品不足200万吨,仅是世界平均水平的不足三分之一。另一方面,由于我国私人煤炭较多,资源开发分散,不利于集中生产的进行,技术能力、装备水平都难以快速提升。
2.煤制甲醇和二甲醚。这项技术臻至成熟,无论国外还是国内都有较为广泛的推广和应用。主要加工工艺是:首先合成甲醇,对其进行二次加工,最后引入催化剂,将甲醇催化为二甲醚。我国煤制二甲醚的技术水平、设备水平都已达到了交稿的水平,目前困扰与催化剂的研发合成和反应器的优化。
3.煤制甲醇再生产烯烃。该项技术在宁夏煤业、大唐能源等公司已经建有技术水平较高、装备设备齐全的示范基地。数据显示,我国已建成煤制甲醇基地65个,烯烃生产能力达3000万吨。
五、煤化工工程工艺展望
所谓煤化工工程,指的是对地下原煤进行深加工,从而提升煤的使用效率和市场价值,扩大其应用范围的化工工程。煤化工工程旨在提升煤的附加价值,对煤污染进行集中治理,强化煤渣的再利用,有助于环境的保护。
未来,洁净能源将是煤化工工程主打产品,因而煤化工工程既要对固体煤保持关注,还要更加对煤化工衍生产品的研究,旨在实现用新能源替代石油化工等不可再生能源。此外,煤炭应用范围的广泛也将推动煤化工工程要以能源化工一体化为发展方向,道路尽管坎坷,但是前景一派光明。煤质不同,稳定性、生产性能也不同,因而其用途、加工技术也不同,将来煤化工工程的另一个特点,就是一句信息技术,对不同煤质进行区分加工,从而优化产业结构,提升产品品质,赢得价格优势。
当前煤化工工程建设的主体依然是大型化工企业,随着科技水平的提高和信息化技术的深层次应用,煤化工产业园区将成为今后美化工程的发展方向,以地域为中心的能源产业将取得快速健康的发展。这种发展趋势也有助于促进煤化工技术的交流,提高资源的利用率,形成集群优势和价格优势,从而降低研发成本,实现技术提升,形成经济效益和社会效益的同步提升。
六、结束语
煤化工工程汇集技术、人力资源、资金投入等多方力量,以提升煤炭使用效率为目标,以提升能源使用效率为方向,其工艺技术的改善对于国民经济有着积极的作用和重大的意义。另一方面尽管我国煤化工产业的发展已经取得了较为显著的成绩,应用技术趋于全面完善,但是工艺流程依然有较大的提升空间。因而必须清醒的认识到提升煤化工工程工艺水平的重要性和急迫性,抓住技术核心,兼顾企业发展实际,注重替代性能源的挖掘和使用,从而实现经济效益的提升,将有助于实现煤化工行业的稳健发展。
参考文献:
[1]刘鸿亮,曹凤中.煤化工产业的发展与环境资源约束[J]. 中国地质大学学报(社会科学版),2008,01
[2]方晓牧.煤化工产业的发展与环境资源约束[J].科技创新导报,2013,04
[3]顾宗勤.煤化工产业发展分析[J]. 化学工业,2012,06
[4]煤化工行业CO-2的排放及减排分析,煤化工,2008年,06
关键词:煤化工 工程 工艺流程
一、前言
上世纪80年改革开放以来,经济的迅猛发展带来了产业分工的不断细化。受传统经济结构影响,我国经济过度依赖包括煤在内的传统资源,也因此煤化工工程受到了前所未有的关注和重视。深入探讨煤化工行业的工艺技术,有助于提升煤化工企业的技术水平,有助于能源行业的发展,从而推动新型煤化工产业的持续发展
二、我国煤化工产业发展及现状分析
我国的煤化工行业起步于20世纪40年代,至今已有近百年的发展历史,属于老牌传统行业,当前的主导产品包括甲醇、合成氨以及焦炭、电石等等。受历史条件、社会环境等因素影响,我国的煤化工行业产品较为单一,规模也偏小,近年来虽然取得了较快的发展速度,但是客观上却导致了产能过剩局面的出现。由于国际油价不断上涨,我国现有的经济结构对能源依存度较高,因而煤化工行业依然是科研结构、高等院校研究和关注的重点,也取得了较为理想的成就,在煤液化合成油、煤机甲醇制烯烃、煤制天然气、煤质乙二醇等领域都取得了突破性进展。另一方面,我国煤化工的装置和设备也以集约集群、清洁节约为发展方向,煤基甲醇制烯烃、煤直接液化、煤间接液化等工业示范装置陆续投入生产,煤制乙二醇示范装置运行良好,煤制天然气项目有序筹备等,这些都是现代煤化工产业良性发展的基础和前提。
三、煤化工工程的工艺流程
1.煤炭气化的工艺流程。
煤炭气化是指煤在一定的高温以及压力下,在气化炉中使煤里面的化学成分与气化剂发生化学反应,将固体的煤转化为可燃气体或是非可燃的气体,整个过程中不可缺少的三个要素分别是高温和气化炉以及气化剂。转化形成的可燃气体含有CO、H2以及CH4等。煤炭气化工艺要把握煤的特性,要熟悉煤发生化学反应的特性,还需要掌握气化剂与煤发生化学反应的过程,掌握煤的结渣性以及粘接性。最后,还需要把握煤从固体到液体、气体的反应过程。
2.煤炭液化的工艺流程。
主要方式包括直接液化和间接液化两种。其中直接液化属于对固体煤炭进行化学反应处理,促使煤变成液体形态的燃料,常用于化学原料的加工或者没煤洁净技术。间接液化则是指先将煤气化处理,再对化学水煤气进行化学反应,得到乙烷或者乙醇,进一步加工还可以生产燃油。
3.煤焦化的工艺流程。
是在空气不流通的条件下对煤进行气化炉高温加热,温度保持在1千摄氏度。煤炭经过干馏处理,会生成煤气和煤焦油,煤焦化技术主要用于炼钢用焦炭、焦炉煤气以及沥青的生产和提炼。
四、煤化工工程工艺的应用范畴
煤化工工程应用集中在3个领域,一是煤制油,二是煤制甲醛、二甲醚,三是煤制烯烃。该项技术应用较为广泛,有助于新能源的开发,能够起到缓解能源紧张的积极作用,有助于煤炭资源的合理应用,杜绝了资源的浪费。
1.煤制油。其工艺流程分为两种,一是直接合成,二是先对煤炭进行气化处理,再对原料气进行合成。我国煤制油技术起步较晚,因而规模偏小,2013年全国煤制油产品不足200万吨,仅是世界平均水平的不足三分之一。另一方面,由于我国私人煤炭较多,资源开发分散,不利于集中生产的进行,技术能力、装备水平都难以快速提升。
2.煤制甲醇和二甲醚。这项技术臻至成熟,无论国外还是国内都有较为广泛的推广和应用。主要加工工艺是:首先合成甲醇,对其进行二次加工,最后引入催化剂,将甲醇催化为二甲醚。我国煤制二甲醚的技术水平、设备水平都已达到了交稿的水平,目前困扰与催化剂的研发合成和反应器的优化。
3.煤制甲醇再生产烯烃。该项技术在宁夏煤业、大唐能源等公司已经建有技术水平较高、装备设备齐全的示范基地。数据显示,我国已建成煤制甲醇基地65个,烯烃生产能力达3000万吨。
五、煤化工工程工艺展望
所谓煤化工工程,指的是对地下原煤进行深加工,从而提升煤的使用效率和市场价值,扩大其应用范围的化工工程。煤化工工程旨在提升煤的附加价值,对煤污染进行集中治理,强化煤渣的再利用,有助于环境的保护。
未来,洁净能源将是煤化工工程主打产品,因而煤化工工程既要对固体煤保持关注,还要更加对煤化工衍生产品的研究,旨在实现用新能源替代石油化工等不可再生能源。此外,煤炭应用范围的广泛也将推动煤化工工程要以能源化工一体化为发展方向,道路尽管坎坷,但是前景一派光明。煤质不同,稳定性、生产性能也不同,因而其用途、加工技术也不同,将来煤化工工程的另一个特点,就是一句信息技术,对不同煤质进行区分加工,从而优化产业结构,提升产品品质,赢得价格优势。
当前煤化工工程建设的主体依然是大型化工企业,随着科技水平的提高和信息化技术的深层次应用,煤化工产业园区将成为今后美化工程的发展方向,以地域为中心的能源产业将取得快速健康的发展。这种发展趋势也有助于促进煤化工技术的交流,提高资源的利用率,形成集群优势和价格优势,从而降低研发成本,实现技术提升,形成经济效益和社会效益的同步提升。
六、结束语
煤化工工程汇集技术、人力资源、资金投入等多方力量,以提升煤炭使用效率为目标,以提升能源使用效率为方向,其工艺技术的改善对于国民经济有着积极的作用和重大的意义。另一方面尽管我国煤化工产业的发展已经取得了较为显著的成绩,应用技术趋于全面完善,但是工艺流程依然有较大的提升空间。因而必须清醒的认识到提升煤化工工程工艺水平的重要性和急迫性,抓住技术核心,兼顾企业发展实际,注重替代性能源的挖掘和使用,从而实现经济效益的提升,将有助于实现煤化工行业的稳健发展。
参考文献:
[1]刘鸿亮,曹凤中.煤化工产业的发展与环境资源约束[J]. 中国地质大学学报(社会科学版),2008,01
[2]方晓牧.煤化工产业的发展与环境资源约束[J].科技创新导报,2013,04
[3]顾宗勤.煤化工产业发展分析[J]. 化学工业,2012,06
[4]煤化工行业CO-2的排放及减排分析,煤化工,2008年,06