论文部分内容阅读
摘 要：本文介绍了国内外新型煤化工技术的发展现状，并在此基础上展望了未来新型煤化工技术发展。
关键词：新型煤化工 发展动态 展望
煤化工是以煤为原料，经化学加工，使煤转化为气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。传统的煤化工产业主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等，相应的产品主要为合成氨、焦炭、电石、煤焦油、醋酸等。有别于传统的煤化工产业，近年来逐渐兴起和成熟的一些以煤为原料的化工产业和技术被称为新型煤化工（ 也称现代煤化工） ，主要包括煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制PTA（ 对苯二甲酸） 等，产品主要有汽油、柴油、乙烯、丙烯、天然气、二甲醚、乙二醇、PTA 等。新型煤化工产业是技术、资金、资源、能源密集型产业，技术复杂，流程较长，对资源、生态、安全、环境和基础设施配套等条件要求较高。传统煤化工与新型煤化工的分类并没有严格的界定，只是一些约定俗成的概念，业内有关专家和专业人员对此存在不同的见解。从本质上理解，新型煤化工和传统煤化工的最主要区别在于两者的经济规模和所采用的核心技术不同。
一、国外新型煤化工技术的发展探讨
2005年我国石油进口量（包括成品油）达到1.58亿吨，原油对外依存度超过44%，到2010年，原油需求量为3.5～3.8亿吨，乙烯、合成树脂、合成橡胶、化肥等化工产品将以4～10的速率增长。因此，发展我国煤化工产业对发挥丰富的煤炭资源优势，补充国内油、气资源不足和满足对化工产品的需求，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有现实和长远的意义。第三个原因是全球环境形势。众所周知，全球环境目前急剧恶化，地球的气温上升了0.6℃。而过去100年，温度上升了0.8℃，这表明CO2等温室气体的大量排放，加速了地球气温的提升。因此，新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料甲醇、二甲醚等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭—能源化工一体化的新兴。
在煤化工技术发展方面，南非独具特色。由于受到石油制裁，南非被迫以煤为原料生产油品，并取得成功。自1955 年起，先后有3 套煤制油装置投入运行，距今最近的装置是 1982 年建成的 SASOL-Ⅲ。ASOL公司的 3 套煤制油装置生产的化工产品超过130 种，总产量 710 万 t / a，其中油品 430 万 t / a，占南非油品消耗的40%。20 世纪80 年代后期，SASOL 公司借鉴煤化工技术，开始在天然气合成油方面进行较大的投入。美国有丰富的煤炭资源，其储量为 2 500亿 t，远大于 64 亿 t 石油和 77 亿 t 天然气的储量。美国煤化工利用的典型企业是伊斯曼和大平原。美国伊斯曼（ Eastman） 公司是以煤化工路线生产碳一化学品，其装置位于美国田纳西洲，1983 年投入正式运营，是美国惟一采用煤为原料生产醋酸、醋酐的大型装置，产品总产量达 51 万 t/a。美国大平原气化厂位于美国北达科它州，采用煤生产合成天然气，1984 年正式投入商业运行，造气能力 300 万m3/ d。1997 年增加了 1 套 900 t / d 的合成氨装置，2000 年建成了 1 条 328 km 的 CO2管道，每年往加拿大输送140 万 t CO2注入油田采油。CO2的注入使油田产量从 2 000 桶/d 增加到 9 000 桶/d，在煤炭清洁利用方面探索了一条成功的道路。
二、国内新型煤化工技术的发展与展望
按照循环经济的理念，新型煤化工是以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，这些产品主要包括合成氨、甲醇、二甲醚、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、烯烃，及一系列下游产品等，在这些产品的生产过程中可以设计同时生产出能供给外界的电力和热力。
1.煤炭液化技术
无论是引进技术还是自主开发，建设煤直接液化或间接液化工厂都需要国内有大量技术配套方面的研究和工程。另外，一次性投资较大也是其共有的特点。因此，现阶段国家部署在少数条件适合的企业和地区进行工程化和商业化示范项目，可以在技术开发、工程化推进以及商业化运作等方面积累丰富的经验，为今后大规模产业化发展奠定扎实的基础。同时，开发具有自主知识产权的煤液化技术也是当前和未来几十年产业化持续发展的客观需求。目前，国内拟建的煤液化项目多采取跨行业、多元化联合投资和多渠道融资的方式解决资金筹措问题，这是今后煤液化项目建设的发展方向。
2.甲醇和二甲醚合成技术
目前，国内已经建设或拟建设的甲醇生产项目很多，据不完全统计，新上项目的总生产能力不低于 1000 万 t/a。国外的研究认为，甲醇和二甲醚作为代用发动机燃料 （不是少量掺烧），到达用户的全成本大于煤基合成油 （煤间接液化），同时二甲醚代替柴油也有相关技术问题需要进一步研究。因此，今后新建甲醇、二甲醚工程项目应充分重视市场需求和供求变化。
3.煤炭焦化
新建煤炭焦化工程项目应立足煤炭企业原料煤特点，采用大型焦炉和能够提高焦炭质量的先进技术以及必要的环保技术，以应对未来优质炼焦煤不足、焦炭市场变化和日益严格的环保政策带来的更加激烈的竞争。
4.煤化工多联产
煤液化、煤基甲醇、二甲醚、煤炭焦化等煤化工技术在单元工艺 （如煤气化和气体净化）、中间產物 （如合成气、氢气）、目标产品等方面具有很大的互补性。研究表明，将不同的工艺） 包括产品再加工，如甲醇制取醋酸等） 进行优化组合实现多联产，并与尾气发电、废渣利用等形成综合联产，有利于降低工程项目的建设投资及目标产品的平均生产成本，提高整体项目的经济性和抗风险能力。因此，多联产是煤炭企业今后发展大型煤化工和能源综合产业的技术方向。
三、结语
总之，我们要充分认识新型煤化工产业发展的必要性、紧迫性和重要性，采取各种切实可行的办法和措施，切实推进新型煤化工产业发展，加快新型煤化工基地建设，促进经济转型发展、安全发展、和谐发展。
参考文献
[1] 倪维斗 ，靳晖 ，李政等 .二甲醚经济 ：解决中国能源与环境问题的重大关键.煤化工，2003：（4）：6.
[2]吴占松.煤炭清洁有效利用技术[M].化学工业出版社，2007.
[3]张振勇. 煤的配合加工与利用[M].中国矿业大学出版社，2000.
关键词：新型煤化工 发展动态 展望
煤化工是以煤为原料，经化学加工，使煤转化为气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。传统的煤化工产业主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等，相应的产品主要为合成氨、焦炭、电石、煤焦油、醋酸等。有别于传统的煤化工产业，近年来逐渐兴起和成熟的一些以煤为原料的化工产业和技术被称为新型煤化工（ 也称现代煤化工） ，主要包括煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制PTA（ 对苯二甲酸） 等，产品主要有汽油、柴油、乙烯、丙烯、天然气、二甲醚、乙二醇、PTA 等。新型煤化工产业是技术、资金、资源、能源密集型产业，技术复杂，流程较长，对资源、生态、安全、环境和基础设施配套等条件要求较高。传统煤化工与新型煤化工的分类并没有严格的界定，只是一些约定俗成的概念，业内有关专家和专业人员对此存在不同的见解。从本质上理解，新型煤化工和传统煤化工的最主要区别在于两者的经济规模和所采用的核心技术不同。
一、国外新型煤化工技术的发展探讨
2005年我国石油进口量（包括成品油）达到1.58亿吨，原油对外依存度超过44%，到2010年，原油需求量为3.5～3.8亿吨，乙烯、合成树脂、合成橡胶、化肥等化工产品将以4～10的速率增长。因此，发展我国煤化工产业对发挥丰富的煤炭资源优势，补充国内油、气资源不足和满足对化工产品的需求，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有现实和长远的意义。第三个原因是全球环境形势。众所周知，全球环境目前急剧恶化，地球的气温上升了0.6℃。而过去100年，温度上升了0.8℃，这表明CO2等温室气体的大量排放，加速了地球气温的提升。因此，新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料甲醇、二甲醚等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭—能源化工一体化的新兴。
在煤化工技术发展方面，南非独具特色。由于受到石油制裁，南非被迫以煤为原料生产油品，并取得成功。自1955 年起，先后有3 套煤制油装置投入运行，距今最近的装置是 1982 年建成的 SASOL-Ⅲ。ASOL公司的 3 套煤制油装置生产的化工产品超过130 种，总产量 710 万 t / a，其中油品 430 万 t / a，占南非油品消耗的40%。20 世纪80 年代后期，SASOL 公司借鉴煤化工技术，开始在天然气合成油方面进行较大的投入。美国有丰富的煤炭资源，其储量为 2 500亿 t，远大于 64 亿 t 石油和 77 亿 t 天然气的储量。美国煤化工利用的典型企业是伊斯曼和大平原。美国伊斯曼（ Eastman） 公司是以煤化工路线生产碳一化学品，其装置位于美国田纳西洲，1983 年投入正式运营，是美国惟一采用煤为原料生产醋酸、醋酐的大型装置，产品总产量达 51 万 t/a。美国大平原气化厂位于美国北达科它州，采用煤生产合成天然气，1984 年正式投入商业运行，造气能力 300 万m3/ d。1997 年增加了 1 套 900 t / d 的合成氨装置，2000 年建成了 1 条 328 km 的 CO2管道，每年往加拿大输送140 万 t CO2注入油田采油。CO2的注入使油田产量从 2 000 桶/d 增加到 9 000 桶/d，在煤炭清洁利用方面探索了一条成功的道路。
二、国内新型煤化工技术的发展与展望
按照循环经济的理念，新型煤化工是以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，这些产品主要包括合成氨、甲醇、二甲醚、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、烯烃，及一系列下游产品等，在这些产品的生产过程中可以设计同时生产出能供给外界的电力和热力。
1.煤炭液化技术
无论是引进技术还是自主开发，建设煤直接液化或间接液化工厂都需要国内有大量技术配套方面的研究和工程。另外，一次性投资较大也是其共有的特点。因此，现阶段国家部署在少数条件适合的企业和地区进行工程化和商业化示范项目，可以在技术开发、工程化推进以及商业化运作等方面积累丰富的经验，为今后大规模产业化发展奠定扎实的基础。同时，开发具有自主知识产权的煤液化技术也是当前和未来几十年产业化持续发展的客观需求。目前，国内拟建的煤液化项目多采取跨行业、多元化联合投资和多渠道融资的方式解决资金筹措问题，这是今后煤液化项目建设的发展方向。
2.甲醇和二甲醚合成技术
目前，国内已经建设或拟建设的甲醇生产项目很多，据不完全统计，新上项目的总生产能力不低于 1000 万 t/a。国外的研究认为，甲醇和二甲醚作为代用发动机燃料 （不是少量掺烧），到达用户的全成本大于煤基合成油 （煤间接液化），同时二甲醚代替柴油也有相关技术问题需要进一步研究。因此，今后新建甲醇、二甲醚工程项目应充分重视市场需求和供求变化。
3.煤炭焦化
新建煤炭焦化工程项目应立足煤炭企业原料煤特点，采用大型焦炉和能够提高焦炭质量的先进技术以及必要的环保技术，以应对未来优质炼焦煤不足、焦炭市场变化和日益严格的环保政策带来的更加激烈的竞争。
4.煤化工多联产
煤液化、煤基甲醇、二甲醚、煤炭焦化等煤化工技术在单元工艺 （如煤气化和气体净化）、中间產物 （如合成气、氢气）、目标产品等方面具有很大的互补性。研究表明，将不同的工艺） 包括产品再加工，如甲醇制取醋酸等） 进行优化组合实现多联产，并与尾气发电、废渣利用等形成综合联产，有利于降低工程项目的建设投资及目标产品的平均生产成本，提高整体项目的经济性和抗风险能力。因此，多联产是煤炭企业今后发展大型煤化工和能源综合产业的技术方向。
三、结语
总之，我们要充分认识新型煤化工产业发展的必要性、紧迫性和重要性，采取各种切实可行的办法和措施，切实推进新型煤化工产业发展，加快新型煤化工基地建设，促进经济转型发展、安全发展、和谐发展。
参考文献
[1] 倪维斗 ，靳晖 ，李政等 .二甲醚经济 ：解决中国能源与环境问题的重大关键.煤化工，2003：（4）：6.
[2]吴占松.煤炭清洁有效利用技术[M].化学工业出版社，2007.
[3]张振勇. 煤的配合加工与利用[M].中国矿业大学出版社，2000.