近代煤化工的研究

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摘要：煤化工始于18世纪后半叶，进入20世纪以后，随着石油资源的不断匮乏，煤化工成为化学工业的重要组成部分，在化学工业中占有重要的地位，将朝着以一碳化学为产业链的化工多联产集合的方向发展。

关键词：煤化工 化学工业

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：

1 煤化工的相关概述

1.1 概念

煤化工：是以煤为原料经化学加工转化成气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。

1.2 煤化工的分类

从煤的加工过程分，主要包括干馏(含炼焦和低温干馏)，气化，液化和合成化学品等；

从产品上划分，煤化工包括焦炭、煤焦油等传统煤化工和煤制油、煤制烯烃和甲醇制二甲醚等新型煤化工；

从加工深度上分，煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。

1.3 煤基替代能源特点

煤制油、煤制甲醇、二甲醚、烯烃等产品和石油产品比较，具有明显的经济性，和生物质能源比较成本优势更加明显。煤基替代能源替代范围广泛，可以利用粉煤甚至高硫煤作为原料，原料分布广泛，价格低廉。采用先进的煤气化技术制造的替代能源，能降低直接燃烧煤炭带来的污染，是更优质环保的能源，以煤逐步取代部分石油的战略趋势，已成为21 世纪的必然，为了减轻对石油进口的依赖，发展煤化工是我们的必然选择。

1.3.1 新一代煤化工技术

以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术；与电热等联产可以实现煤炭能源效率最高、有效组分最大程度转化、投资运行成本最低和全生命周期污染物排放最少的目标。

1.3.2 新型煤化工特点

以清洁能源和石油可替代品为主要产品；煤炭—能源化工一体化；高新技术及优化集成；建设大型企业和产业基地；有效利用煤炭资源；经济效益最大化；环境友好。

现代煤化工集成化技术—“五代一变”：通过发展煤炭加工、转化和煤化工，开发煤基醇醚燃料、煤制油、煤层气等替代能源，实现二甲醚替代液化石油气和柴油、煤层气替代天然气、喷吹煤替代重油、乙炔化工和焦化副产品综合替代石油化工产品及煤炭通过液化变成油品，从而把煤炭转化为高效、洁净的新型能源和石油替代产品。

如表1所示，甲醇掺烧汽油表观消费量增加，而与原油的价格相比却有明显优势。虽然甲醇掺烧汽油具有一定的操作难度，但市场容量无预期的大。

表1 甲醇掺烧汽油进出口量与原油价格对比

DME直接替代柴油；需要时间；发动机需要改造；加气站需要改造或重建；需要全国大范围的推广。LPG掺烧25%DME；存在现实可能性；外购甲醇生产的DME并无竞争力。

表2 现今使用的几种燃料油的成本对比

如表2所示，甲醇与LPG在获得相等热值的条件下成本较低，因此使“煤变油”具有明显优势存在巨大的发展空间，但直接液化产油对煤种要求高，推广具有难度；间接液化煤变油具有明显的成本优势。煤间接液化制得烯烃，具有明显的成本优势。

2 我国煤化工产业发展现状

2.12007年发展状况

2.1.1 相关政策对煤化工发展仍起主导作用

我国煤化工行业有序发展；煤制油和MTO/MTP示范装置将在预定时间内建成并试运行

受发改委禁止新建项目将天然气用于化工用途的影响，煤制甲醇将成为我国甲醇的最主要来源。

2.1.2 神华煤制油装置建设进展顺利

2004年8月开工建设；2007年年底已经完成工程进度的98% ，实现了多项具有里程碑意义的重大技术突破，神华直接煤制油示范装置将于2008年初投产试车。

2.1.3 醇醚燃料发展迅速

建成投产的甲醇和二甲醚装置分别达到了几百万吨；在建的装置总规模也达到了千万吨级；二甲醚的车用也取得了突破性进展。

2.1.4 自主煤化工新技术开始取得领先

即将实现工业化生产的神华煤直接制油技术，开工建设2000吨/年催化剂工厂的大连化物所DMTO技术，出口国外的兖矿-华东理工大学水煤浆气化技术；2007年12月在云南解化投产的甲醇制汽油技术为代表。

3 煤化工产业存在的问题

3.1 资源和环境存在巨大压力

3.1.1 煤炭资源

预计2010 年全国甲醇产能达到5000万t，则需要煤炭资源1亿t；而根据现在规划的煤制油项目规模将超过3000t 以上，按4－5 t 煤制1t 油、3 000 万t 产能计算，需要1.2亿－1.5亿t 煤炭。但按照我国煤炭工业“十一五”规划，到2010 年，全国化工用煤也只有1 亿多吨。

3.1.2 水资源

150 万t/a 油品的间接液化工厂日需原水供应量约为5.5 万m3；100 万t/a 油品的直接液化工厂日需原水约2.3 万m3。

3.2 产品品质面临挑战

以PVC 行业为例，煤化工电石法PVC 的市场价格总是石油化工比乙烯法PVC 要低上几百元甚至上千元每吨。除去成本因素外，由于工艺路线不同导致的电石法PVC 的品质略低也是主要原因。电石法PVC 主要占据管材、型材等中低端领域，而乙烯法PVC则占据透明制品、高档膜料等高端领域，并且双方在电缆料、软板市场展开激烈的竞争。产品品质，成为制约电石法PVC 进军高端市场的主要原因。

3.3 单个项目建设资金投入多

例如：建设100万t/a 油品产量的直接液化工厂投资约80亿－90亿元，同等规模的间接液化工程资金投入约90亿－100亿元。煤化工联产系统有利于减少建设资金投入，如50万t/a 煤直接液化与300万t/a 煤焦化联产时，直接液化部分的资金投入大约为35亿－40亿元。

4 我国煤化工产业发展趋势

4.1 《煤化工产业中长期发展规划》出台及其影响分析

我国煤化工产业发展政策的基本精神：稳步推进产业发展，不断发展煤化工产业，以缓解石油供应的紧张局面；科学制定发展规划，促进煤炭区域产销平衡，鼓励煤炭资源接续区煤化工产业发展，适度安排供煤区煤化工项目的建设，限制调入区煤化工产业的发展；统筹煤与相关产业的发展，特别是与水资源的协调发展；煤化工业要坚持循环经济的原则，走大型化、基地化的路子，发展开放式的产业链条；安全发展，认真进行安全风险评估；

4.2 将会发展有竞争力的产品领域

传统产品领域：要对与石油化工路线相比具有比较优势的煤化工的产品领域大力进行技术改造，并促使企业改制、改组，设法做强做大，增强国际竞争力。 能源替代品：这一部分是煤化工的潜在市场，市场前景广阔，是发展的重点。未来几年，中国煤化工的主攻方向是绿色高新精细化工。掌握煤化工某些核心技术如煤气化技术的企业应积极走出去，利用已有的技术优势和人才、管理优势，采用参股、控股等形式与西部煤炭富足地区进行合作，同时与科研院所联合，寻找有市场潜力的项目，做好前瞻性准备，培育成为公司的拳头产品。

4.3 坚持走转变增长方式的道路

从资源流程和对环境影响的角度考察，增长方式存在两种模式：一种传统模式，即“资源—产品—废物”的单向线性过程。经济增长越快，资源消耗越大，污染排放越多，对资源环境的负面影响越大；另一种是循环经济模式，即“资源—产品—废弃物—再生资源”的闭环反馈式循环过程。

参考文献

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[2]王洋，张建民，黄戒介，等. 加压灰熔聚流化床粉煤气化技术的研究与开发[ A ]. 全国清洁能源技术研讨会论文集[ C ]. 2001.

[3]张东亮. 中国煤气化工艺技术的现状与发展[ J ]. 煤化工，2004,4（2）：1—5.