淺談新型煤化工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思路

1、    淺談新型煤化工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思路    侯小偉劉曉芬【摘 要】發(fā)展煤化工是化解能源危機、清潔利用煤炭的重要途徑。對新型煤化工，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣和煤制二甲醚的技術(shù)現(xiàn)狀進行分析，提出我國新型煤化工合理化發(fā)展的思路。【關(guān)鍵詞】新型煤化工；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展思路0.前言煤化工可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工。傳統(tǒng)的煤化工主要用來發(fā)電、煉焦和作為工業(yè)燃料以及合成氨、尿素、甲醇、甲醛、乙酸、電石和乙炔衍生物（氯乙烯、醋酸乙烯、1，4-丁二醇）等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣和煤制二甲醚1。1.新型煤化工的技術(shù)現(xiàn)狀1.

2、1煤制油的技術(shù)現(xiàn)狀煤液化技術(shù)在科學(xué)上稱為煤基液體燃料合成技術(shù)，按合成工藝的不同，煤制油可以分為煤直接液化燃油和煤間接液化燃油2種。（1）煤直接液化燃油：煤直接液化燃油是指先將煤磨成煤粉，然后通過高溫（400以上）、高壓（10mpa 以上），在催化劑的作用下加氫裂解，轉(zhuǎn)化成液體燃油2。目前，國際上已開發(fā)出的煤加氫液化工藝有10多種，比較有代表性的有日本的nedol工藝、德國的igor工藝、美國的hti 工藝。3 種工藝中，比較成熟可靠的是德國的igor工藝，其轉(zhuǎn)化率能達到97%3。神華集團在20世紀末開始開發(fā)煤直接液化工藝，該項目引進美國碳氫技術(shù)公司煤液化核心技術(shù)，并進一步進行了調(diào)整與改進，將儲

3、量豐富的神華優(yōu)質(zhì)煤按照國內(nèi)的常規(guī)工藝直接轉(zhuǎn)化了柴油。（2）煤間接液化燃油煤間接液化燃油是指先將煤轉(zhuǎn)化成合成氣（co和h2），然后在一定溫度、壓力及催化劑的作用下合成生產(chǎn)出的煤油。目前，已經(jīng)工業(yè)化的煤間接液化技術(shù)只有南非sasol的f-t合成技術(shù)和荷蘭shell公司的smds技術(shù)4。1.2煤制烯烴的技術(shù)現(xiàn)狀煤基制烯烴工藝路線為：粉煤在高溫、高壓條件下氣化成主要成分為co和h2的粗合成氣，再經(jīng)過變換及凈化工序合成粗甲醇，粗甲醇精制除去水、二甲醚、甲酸甲酯等輕于甲醇的低沸點物質(zhì)得到精甲醇，最后將精甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。當(dāng)前，國外開發(fā)研究比較成功的甲醇制烯烴工藝主要有美國環(huán)球石油公司和挪威海德魯公司共同

4、開發(fā)的甲醇制烯烴（mto）技術(shù)以及德國lurgi公司的甲醇制丙烯（mtp）技術(shù)，而國內(nèi)主要有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（簡稱大連化物所）的甲醇經(jīng)二甲醚制低碳烯烴（dmto）技術(shù)、中國石油化工股份有限公司的甲醇制烯烴（smto）技術(shù)以及清華大學(xué)循環(huán)流化床甲醇制丙（fmtp）技術(shù)。目前，國內(nèi)已建成的煤制烯烴項目主要有神華包頭煤化工有限公司煤制聚烯烴項目、大唐國際發(fā)電股份有限公司煤制聚丙烯項目和神華寧夏煤業(yè)集團煤制聚丙烯項目5。1.3煤制乙二醇的技術(shù)現(xiàn)狀煤制乙二醇技術(shù)是將煤制成合成氣，再以合成氣中的一氧化碳（co）和氫氣（h2）為原料制取乙二醇。目前，我國在世界上已率先實現(xiàn)了煤制乙二醇（co氣相催

5、化合成草酸酯和草酸酯催化加氫合成乙二醇）成套技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。而國外技術(shù)未能實現(xiàn)工業(yè)化，其原因在于沒能獲得核心催化劑的關(guān)鍵制備技術(shù)和工業(yè)一氧化碳深度脫氫凈化等系列關(guān)鍵工藝和技術(shù)，以及關(guān)鍵單元的技術(shù)集成6。1.4煤制天然氣的技術(shù)現(xiàn)狀煤制天然氣的主要工藝流程為：煤氣化生產(chǎn)合成氣，合成氣通過一氧化碳變換和凈化后，經(jīng)過甲烷化反應(yīng)生產(chǎn)天然氣。整個工藝在技術(shù)上是成熟的，現(xiàn)在國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者和公司將研發(fā)重心放到了氣化技術(shù)的革新上7。煤制天然氣的氣化工藝8可分為蒸汽- 純氧氣化，加氫氣化和催化蒸汽氣化三種工藝。煤制天然氣的另一核心技術(shù)是甲烷化工藝。目前國內(nèi)還沒有掌握大型合成氣甲烷化工藝，主要技術(shù)要向國外公司購買

6、。目前使用的甲烷化技術(shù)主要是托普索甲烷化循環(huán)工藝技術(shù)和davy 公司的甲烷化技術(shù)9。1.5煤制二甲醚的技術(shù)現(xiàn)狀二甲醚的生產(chǎn)工藝路線很多，目前工業(yè)上應(yīng)用的主要是甲醇脫水工藝和合成氣直接合成二甲醚工藝。甲醇脫水法先由合成氣制得甲醇，然后甲醇在固體催化劑作用下脫水制得二甲醚，甲醇脫水法又分為甲醇氣相催化脫水法和液相催化脫水法；合成氣一步法以合成氣（ co+h2）為原料，合成甲醇和甲醇脫水反應(yīng)在同一反應(yīng)器中完成，同時伴隨co的變換反應(yīng)，一步法多采用雙功能催化劑10。甲醇氣相催化脫水法是目前國內(nèi)外使用最多的二甲醚工業(yè)生產(chǎn)方法。合成氣一步法合成二甲醚工藝主要有日本nkk 公司的液相一步法新工藝、大連化學(xué)物

7、理研究所的固相新工藝、美國空氣化學(xué)品公司漿態(tài)床一步法合成二甲醚工藝等。2.新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路新一代煤化工技術(shù)是指以煤氣化為龍頭，以碳化工技術(shù)為基礎(chǔ)，合成、制取各種化工產(chǎn)品（和燃料油）的煤炭潔凈利用技術(shù)。我國新型煤化工發(fā)展的總體思路與重點發(fā)展新型煤化工，應(yīng)堅持與傳統(tǒng)煤化工結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合，堅持提高效益與節(jié)能減排相結(jié)合11。2.1 以清潔能源為主要產(chǎn)品新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主，如汽油、柴油、液化石油氣、航空煤油、聚丙烯原料、乙烯原料、電力、替代燃料（甲醇、二甲醚）、熱力等，以及煤化工獨具優(yōu)勢的特有化工產(chǎn)品，如芳香烴類產(chǎn)品。2.2 推進煤-電-熱-化一體化發(fā)展新型煤化工是未

8、來中國能源技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，我們要切實扭轉(zhuǎn)煤化工項目生產(chǎn)單一產(chǎn)品的單純煤化工發(fā)展模式，著力發(fā)展煤-電-化-熱一體化，實現(xiàn)煤化工與電力、熱力聯(lián)產(chǎn)和負荷的雙向調(diào)節(jié)。緊密依托于煤炭資源的開發(fā)，并與其它能源、化工技術(shù)結(jié)合，探索煤化工產(chǎn)品、副產(chǎn)物的綜合利用， 如二氧化碳制綠藻、煤渣制氧化鋁、合成油產(chǎn)品綜合利用等，形成煤炭能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。2.3 建設(shè)大型企業(yè)和產(chǎn)業(yè)基地新型煤化工發(fā)展將以建設(shè)大型企業(yè)為主，包括采用大型反應(yīng)器和建設(shè)大型現(xiàn)代化單元工廠，如百萬噸級以上的煤直接液化、煤間接液化工廠以及大型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等。在建設(shè)大型企業(yè)的基礎(chǔ)上，形成新型煤化工產(chǎn)業(yè)基地及基地群。每個產(chǎn)業(yè)基地包括若干不同的大型工

9、廠，相近的幾個基地組成基地群，成為國內(nèi)新的重要能源產(chǎn)業(yè)12。 科【參考文獻】1楊衛(wèi)蘭.我國新型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析j.石油化工技術(shù)與經(jīng)濟，2012，28（5）：22-26.2郝劍虹，高海洋，張富興.煤制油技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀j.北京汽車，2010（2）： 43-46.3錢伯章，朱建芳.對中國煤制油的冷靜思考j.煉油技術(shù)與工程，2006（7）：5-9.4張玉卓.中國煤炭液化技術(shù)發(fā)展前景j.煤炭科學(xué)技術(shù)，2006（1）：19-22.5李麗英，田廣華.煤基甲醇制烯烴技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀j.合成樹脂及塑料，2013，30（4）：75-79.6錢伯章.煤制乙二醇技術(shù)與應(yīng)用j.精細化工原料及中間體，2012（10 ）：35-41.7苗興旺，吳楓，張數(shù)義.煤制天然氣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀j.氮肥技術(shù)，2010，31（1）：6-8.8munishchandel，ericwilliams.syntheticnaturalgas（sng）：technology，environmental implications，and economicsclimate change policy partnership duke university，january，2009.9劉志光，龔華俊，余黎明.我國煤制天然氣發(fā)展的探討j.煤化工，2009，14（2）：1