煤化工產業新開發技術探討
時間:2022-10-17 08:48:28
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截至2016年底,我國煤化工產量達到200萬噸、煤制烯烴產量達到了650萬噸、煤制乙二醇達到了160萬噸、煤制氣產量達到了15億立方米。由此可見,我國煤化工產業不僅實現了產能的持續提升,而且也為我國社會發展提供了堅實的資源保障。與此同時,我國能源資源凸顯出了“富煤缺油少氣”的稟賦,這不僅決定了煤化工在將來較長的時期中仍舊是我國能源體系中的重要支撐,而且也決定了我國煤化工產業開發技術需要得到不斷的創新與發展,只有如此,我國煤化工產業才能夠更好地發揮出推動社會發展的重要作用。在此背景下,對高原地區煤化工產業核心技術及其發展方向作出研究與探討,對于推動高原地區煤化工產業發展具有重要的現實意義。
一、高原地區煤化工產業核心技術
高原地區煤化工產業開發技術需要以開發以煤為主的是由替代品以及石油化工替代品。具體而言,當前可以應用于高原地區煤化工產業開發的核心技術主要體現在以下幾個方面。(一)從高原地區煤液化技術來看。煤液化是以煤炭為原料,使用化工加工對石化產品與油品進行生產。從技術路線來看,高原地區煤液化技術主要分為直接液化與間接液化。直接液化是通過使用氫氣與催化劑將煤炭轉變為液體燃料,這一過程中所發生的氫裂化是將烴類分子分裂為幾個較小分子的反應過程。由于加氫手段在直接液化過程發揮著至關重要的作用,因此,直接液化法又被稱為加氫液化法;間接液化法則是先進行氣化和合成,再利用催化劑轉化為醇類燃料與烴類燃料。相對而言,直接液化法雖然具有較為苛刻的操作條件,并且對煤種有要求,但是通過直接液化技術可生產潔凈優質汽油、柴油和航空燃料,因此這種技術適用于小噸位的生產。然而,也正是因為直接液化技術具有苛刻的條件,因此,這種技術很難在大噸位的生產中實現商業化。在各國都面臨能源危機的背景下,各國煤化工產業都對煤液化技術進行了較多的研究與探索,具體而言,煤液化技術中的常見技術類型包括H-Coal、SRC以及EDS。SRC技術即溶劑精制技術,這種技術產生于1962年,最初適用于高硫煤清潔利用領域,這種技術不需要在反應過程中添加催化劑,并且具有溫和的反應條件;EDS技術則是供氫溶劑法,這種技術產生于1966年,與SRC技術相比,兩種技術都不需要在反應過程中使用催化劑,從而有效避免了煤炭中的物質產生毒害作用,但是EDS技術會以提升溶劑供氧能力為出發點,在循環溶劑中催化加氫,從而有效提升液化油率,并獲得產品輕質油和中質油;H-Coal技術由氫油法改進發展而來,因此,這種方法又被稱為氫煤法。這種方法與SRC技術以及EDS技術等展現出了明顯的工藝差異性,從具體流程來看,H-Coal技術需要將沸騰床反應器創造出應用環境,并在這種應用環境中使用高活性催化劑獲得更高的液化轉化率;從高原地區煤氣化技術來看,煤氣化是高原地區新型煤化工技術當中最為核心的技術之一,這種技術的目的在于通過對煤進行氣化,再對氣進行合成和處理,從而生產出能夠對石油天然氣進行替代的煤化工產品。雖然這種技術的成本較高,但是發展程度已經十分成熟,因此,這種技術在當前高原地區煤化工產業發展中仍舊發揮著不容忽視的作用。(二)從高原地區煤制烯烴技術來看。煤制烯烴的生產主要包括甲醇一次合成與乙烯二次合成兩段工藝,其技術路線主要包括兩種,一種技術路線是在天然氣轉化合成甲醇的基礎上,對乙烯進行生產的工藝技術;另一種技術路線則是在天然氣轉化合成甲醇的基礎上,對丙烯進行生產的工藝技術。(三)從高原地區煤制乙二醇技術來看。這種化工技術已經在合成纖維、吸濕劑、防凍劑等領域得到了較多的運用,與此同時,這種化工產品也可以用作載冷劑與冷凝劑。在煤制乙二醇的開發當中,核心技術主要包括草酸酯法與烯烴法。其中,草酸酯法以煤為原料,通過使用相應的方法則能夠獲得煤制乙二醇,如運用凈化燈獲取一氧化碳與氫氣,一氧化碳在相應聯合之后可以生產草酸酯,在與氫氣接觸之后則可以生產聚酯級乙二醇。這種方法具有工藝簡單、成本較低的特點,而也正是憑借這種優勢,草酸酯法在高原地區煤化工產業發展中得到了廣泛的關注,而煤化工產業中所提及的乙二醇技術,在大部分情況下都是指草酸酯法;烯烴法則是以煤為原料,在對甲醛等進行合成過程中獲得乙烯,并在使用環氧化技術的基礎上獲得乙二醇。這一過程可以與煤化工中其他的生產工藝進行結合使用,相對于草酸酯法而言,烯烴法具有更為成熟的技術,但是在使用實踐中,烯烴法成本較高的缺陷也十分明顯地暴露出來。(四)從高原地區煤制芳烴技術來看。煤制芳烴技術是以煤炭為原料,利用煤氣化技術來進行合成。與煤制芳烴相關的核心技術主要為甲醇制芳烴技術,這一技術中所具有的前段工藝包括空分、煤氣化、變換、低溫甲醇洗、甲醇合成。
二、高原地區煤化工產業新開發技術的發展方向
近年來,我國高原地區煤化工產業開發技術創新得到了企業以及政府部門的重視,實現煤化工產業開發效率的提升、推動煤化工產業開發與環境保護的協調發展等,都成為了我國煤化工產業開發技術創新中的重要目標,在此背景下,我國煤化工產業開發技術科研工作不斷強化,新的煤化工開發技術也不斷涌現。具體而言,當前煤化工產業新開發技術發展呈現出了以下幾種特征與方向:第一,我國煤化工產業開發技術呈現出長周期、大型化的發展趨勢;第二,我國煤化工產業開發技術特別是煤炭液化技術等,正逐漸向高效化與高端化轉變;第三,我國煤化工產業開發技術在芳烴技術、烯烴技術等方面的探索不斷深化,與此同時,依托于這些技術的產業、企業也逐漸構建起了具有差異化、高端化特征的產業鏈;第四,我國煤化工產業開發技術在乙醇制造方面逐漸走出了精細化與新能源化的道路。當然,高原地區煤化工產業開發技術發展方向與發展趨勢并不局限于以上幾個方面,但是在我國高原地區煤化工產業開發技術創新中,高端化、差異化、清潔化、高效化是技術開發主體、創新主體需要重視的重要方向,只有在此基礎上,我國高原地區煤化工產業才能夠獲得更好的可持續發展。
三、結語
隨著煤化工產業的發展,高原地區煤化工產業開發技術在煤液化、煤氣化以及其他煤制產品的生產方面都取得了較多的突破,在我國高原地區煤化工產業發展過程中,我國高原地區煤化工產業開發技術創新得到了企業以及政府部門的重視,這不僅推動著高原地區煤化工產業開發技術的持續創新,而且也讓高原地區煤化工產業開發技術邁向高端化、差異化、清潔化、高效化的發展方向。
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作者:李艷艷 單位:青海省工業職業技術學校
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