導(dǎo)語：探討煤化工重要性一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工，使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及化學(xué)品，并生產(chǎn)出各種化工產(chǎn)品的工業(yè)。煤化工包括煤的一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工和深度化學(xué)加工，煤的焦化、氣化、液化，煤的合成氣化工、焦油化工和電石乙炔化工等等。

前言：在國(guó)際油價(jià)高位震蕩的背景下，世界已進(jìn)入能源和化工原料多元化的時(shí)代，不同國(guó)家或者地區(qū)應(yīng)根據(jù)資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求選擇現(xiàn)實(shí)、優(yōu)質(zhì)的原料和技術(shù)。煤炭資源已成為我國(guó)能源的重要保障和支撐；煤化工的發(fā)展更是受到了煤資源國(guó)和有關(guān)科研機(jī)構(gòu)的高度關(guān)注。煤炭煤炭是世界上儲(chǔ)量最豐富的化石能源。在當(dāng)前世界石油價(jià)格居高不下和倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境的情況下，發(fā)展煤化工特別是新型煤化工，調(diào)整我國(guó)的能源化工結(jié)構(gòu)，就顯得日益重要。

1.煤焦化

將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程，也稱做煤的干餾。煤焦化產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、焦?fàn)t氣(氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳等)精氨水等。這些產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥和炭素等行業(yè)。有些甚至是石油化學(xué)工業(yè)無法替代的，如吡啶喹啉類化合物和許多稠環(huán)化合物等。

2.煤氣化

煤在高溫條件下借助氣化劑的化學(xué)作用將固體碳轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w(氣體混合物)的熱化過程。用空氣、水蒸氣、二氧化碳作為氣化劑。它們與煤中的碳發(fā)生非均相反應(yīng)。此外，煤熱分解出的氣態(tài)產(chǎn)物如CO2、H2O及烴類等也能與赤熱的碳發(fā)生均相反應(yīng)。依氣化法、氣化條件及煤的性質(zhì)不同，氣化氣的組成也不同。根據(jù)煤氣發(fā)生爐內(nèi)所進(jìn)行的氣體過程特點(diǎn)，可以將煤層自上而下地分為干燥帶、干餾帶、還原帶、氫化帶和灰層，在干燥帶和干餾帶中，煤受到高溫爐氣的加熱而放出水分并揮發(fā)。剩下的焦炭在還原帶和氧化帶中進(jìn)行氧化反應(yīng)。煤經(jīng)過氣化后得到的是粗煤氣，再經(jīng)過凈化和加工后，可以得到各種化學(xué)品。常用于煤氣化的方式有:固定床常壓氣化氣，魯奇加壓氣化氣、考伯斯一托茨氣流床氣化氣(K-T)、德士古流床氣化氣(Texaco)、改良型溫克勒流化床氣化氣等。

3.煤液化

所謂煤液化，是將煤中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為流質(zhì)產(chǎn)物，其目的就是獲得和利用液態(tài)的碳?xì)浠衔飦硖娲图捌渲破罚ㄖ苯右夯夹g(shù)和間接液化技術(shù)兩部分，產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大，工藝、工程技術(shù)集中度高，是中國(guó)新型煤化工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

4.煤的直接液化

煤的直接液化首先是德國(guó)科學(xué)家F.Bergius于1913年發(fā)明的。其原理是煤炭在溶劑作用和高溫高壓條件下，直接與氣態(tài)氫發(fā)生反應(yīng)，使煤的氫含量增加，最后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過程。1927年德國(guó)燃料公司Pier等人開發(fā)了硫化鎢和硫化銅催化劑，將液化過程分為糊相加氫和氣相加氫兩階段進(jìn)行，解決了工程化問題，建成了世界第一座工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的煤直接液化企業(yè)，并陸續(xù)建設(shè)了20套煤直接液化裝置。

5.煤的間接液化

煤的間接液化是德國(guó)皇家煤炭研究所的F.Ficher和H.Tropsch兩個(gè)化學(xué)家于1923年首先提出的，所以又稱為F.Ficher-H.Tropsch(簡(jiǎn)稱為F-T)合成或者費(fèi)托合成。其原理是以煤為原料先經(jīng)氣化制合成氣(CO+H2)，再以合成氣為原料，在催化劑的作用下合成(F-T合成)液態(tài)烴類產(chǎn)品。受兩次世界石油危機(jī)的影響，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本和前蘇聯(lián)等國(guó)家重新重視煤炭直接液化的新技術(shù)開發(fā)工作，紛紛組織了一批科研開發(fā)機(jī)構(gòu)及企業(yè)開展了大量的研究開發(fā)工作，相繼開發(fā)了多種工藝。

6.煤間接液化的深加工

南非SASOL公司于20世紀(jì)50年代開始商業(yè)化生產(chǎn)，根據(jù)SASOBURY礦區(qū)煤為高揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤，更適合于間接液化的實(shí)際，與魯奇、魯爾化學(xué)和凱洛克三家公司進(jìn)行合作，不斷取得煤氣化(魯奇爐)，煤氣凈化(低溫甲醇工藝)和合成(魯爾化學(xué)固定床和凱洛克氣流床)技術(shù)而陸續(xù)分別建成了三家煤間接液化工廠，成為世界上規(guī)模最大的以煤為原料生產(chǎn)合成油和化工產(chǎn)品的化工廠。隨著C1化工的發(fā)展，間接液化后的產(chǎn)品范疇也在不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了由合成氣—甲醇—汽油MTG技術(shù)、由合成氣直接合成二甲醚和低碳烴燃料技術(shù)等煤化工發(fā)展新趨勢(shì)。煤的間接液化通常分為三步:一是制取合成氣。將經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送入反應(yīng)器，在一定溫度下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸氣)，使煤不完全燃燒，這樣就能以一定的流動(dòng)方式將煤轉(zhuǎn)化為由一氧化碳和氫氣混合的合成氣，將形成殘?jiān)懦?二是進(jìn)行催化反應(yīng)，將合成氣經(jīng)過凈化處理，在特定的催化劑作用下，讓合成氣發(fā)生化合反應(yīng)，合成烴類或液態(tài)的烴類的類似石油和其他化工產(chǎn)品，三是對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的提質(zhì)加工。由于經(jīng)過催化反應(yīng)出來的油品可能有很多指標(biāo)不符合要求，如十六烷值含量、硫含量、水分以及黏度、酸度等，因此還要將產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步處理以使其達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，滿足市場(chǎng)需要

7.新型煤化工

新型煤化工是以煤炭為基本原料(燃料)，C1化工技術(shù)為基礎(chǔ)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)急需的產(chǎn)品為方向，采用高技術(shù)，優(yōu)化工藝路線，充分注重環(huán)境友好，有良好經(jīng)濟(jì)效益的新型產(chǎn)業(yè)。它包括了煤炭液化(直接和間接)，煤炭氣化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烴等技術(shù)，以及集煤轉(zhuǎn)化、發(fā)電、冶金、建材等工藝為一體的煤化聯(lián)產(chǎn)和潔凈煤技術(shù)。其中煤炭焦化、煤氣化-合成氨-化肥已經(jīng)是我國(guó)主要的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和市場(chǎng)的巨大需求，煤炭焦化、煤氣化-甲醇、煤制油、烯烴及下游化工產(chǎn)品也得到了快速發(fā)展。新型煤化工實(shí)際上是建立在傳統(tǒng)煤化工基礎(chǔ)上的，與傳統(tǒng)煤化工密不可分。其特點(diǎn)如下。

(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，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、電力、熱力等以及煤化工獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的特有化工產(chǎn)品，如芳香烴類產(chǎn)品。

(2)煤炭-能源化工一體化。新型煤化工是未來中國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，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，形成煤炭-能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。

(3)高新技術(shù)及優(yōu)化集成。新型煤化工根據(jù)煤種、煤質(zhì)特點(diǎn)及目標(biāo)產(chǎn)品不同，采用不同煤轉(zhuǎn)化高新技術(shù)，并在能源梯級(jí)利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面對(duì)工藝優(yōu)化集成，提高整體經(jīng)濟(jì)效益，如煤焦化-煤直接液化聯(lián)產(chǎn)、煤焦化-煤氣化合成聯(lián)產(chǎn)、煤氣化合成-電力聯(lián)產(chǎn)、煤層氣開發(fā)與化工利用、煤化工與礦物加工聯(lián)產(chǎn)等。同時(shí)，新型煤化工可以通過信息技術(shù)的廣泛利用，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工技術(shù)在高起點(diǎn)上迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。

(4)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(jí)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(gè)產(chǎn)業(yè)基地包括若干不同的大型工廠，相近的幾個(gè)基地組成基地群，成為國(guó)內(nèi)新的重要能源產(chǎn)業(yè)。

(5)有效利用煤炭資源。新型煤化工注重煤的潔凈、高效利用，如高硫煤或高活性低變質(zhì)煤作化工原料煤，在一個(gè)工廠用不同的技術(shù)加工不同煤種并使各種技術(shù)得到集成和互補(bǔ)，使各種煤炭達(dá)到物__盡其用，充分發(fā)揮煤種、煤質(zhì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同質(zhì)量煤炭資源的合理、有效利用。新型煤化工強(qiáng)化對(duì)副產(chǎn)煤氣、合成尾氣、煤氣化及燃燒灰渣等廢物和余能的利用。

(6)經(jīng)濟(jì)效益最大化。通過建設(shè)大型工廠，應(yīng)用高新技術(shù)，發(fā)揮資源與價(jià)格優(yōu)勢(shì)，資源優(yōu)化配置，技術(shù)優(yōu)化集成，資源、能源的高效合理利用等措施，減少工程建設(shè)的資金投入，降低生產(chǎn)成本，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。

(7)環(huán)境友好。通過資源的充分利用及污染的集中治理，達(dá)到減少污染物排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。

(8)人力資源得到發(fā)揮。通過新型煤化工產(chǎn)業(yè)建設(shè)，帶動(dòng)煤炭開采業(yè)及其加工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、裝備制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等發(fā)展，擴(kuò)大就業(yè)，充分發(fā)揮我國(guó)人力資源豐富的優(yōu)勢(shì)。

8.當(dāng)前新型煤化工技術(shù)開發(fā)有以下幾個(gè)熱點(diǎn)：

(1)煤氣化制甲基叔丁基醚:采用多組分催化劑，可從合成氣制含60%異丁醇和40%甲醇的混合物，異丁醇脫水成異丁烯，從而可完成由合成氣直接制取甲基叔丁基醚，這是一條很值得重視的由天然氣和煤為原料制取高辛烷值添加劑的技術(shù)路線。

(2)以煤為原料生產(chǎn)甲醇及多種化工產(chǎn)品。甲醇作為一種重要的基礎(chǔ)化工原料，通過羰基化可進(jìn)一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工產(chǎn)品。另外還可以用于甲醇汽油(摻燒或者全燒)，甲醇轉(zhuǎn)化為甲醚替代液化石油氣和柴油或制造燃料電池等等。因此，作為可替代石油化工產(chǎn)品的甲醇下游產(chǎn)品是未來大規(guī)模發(fā)展甲醇生產(chǎn)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方向。

(3)以煤為原料合成低碳烴類。甲醇裂解制烯烴(MTO)技術(shù)由DOP和NOSRKHYDRO公司聯(lián)合開發(fā)。魯奇公司(LURGI)研制的甲醇制丙烯(MTP)技術(shù)，已經(jīng)在工業(yè)化設(shè)計(jì)中，準(zhǔn)備進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

(4)煤炭氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。多聯(lián)產(chǎn)是新型煤化工的一種發(fā)展趨勢(shì)。所謂多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)就是指多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過優(yōu)化耦合集成在一起，以同時(shí)獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品(包括脂肪烴和芳香烴)和多種潔凈的二次能源(氣體燃料、液體燃料、電等)為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。多聯(lián)產(chǎn)與單產(chǎn)相比，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源價(jià)值的梯級(jí)利用，達(dá)到了煤炭資源價(jià)值利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，滿足了煤炭資源利用的環(huán)境最友好。

綜上所述，大力發(fā)展新型煤化工能源技術(shù)，是在我國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展進(jìn)程中必須采取的符合全球經(jīng)濟(jì)一體化和可持續(xù)發(fā)展總體戰(zhàn)略部署的重要措施，它既符合我國(guó)的資源條件，又能保證我國(guó)的安全和環(huán)境保護(hù)，從而促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，未來煤化工的發(fā)展方向是在傳統(tǒng)煤化工穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，加大力度發(fā)展可替代石油的潔凈能源與化工品的新型煤化工技術(shù)，并建成技術(shù)先進(jìn)、大規(guī)模、多種工藝集成的新型煤化工企業(yè)或產(chǎn)業(yè)基地。