煤化工產(chǎn)業(yè)新開發(fā)技術(shù)探討
時(shí)間:2022-10-17 08:48:28
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截至2016年底,我國煤化工產(chǎn)量達(dá)到200萬噸、煤制烯烴產(chǎn)量達(dá)到了650萬噸、煤制乙二醇達(dá)到了160萬噸、煤制氣產(chǎn)量達(dá)到了15億立方米。由此可見,我國煤化工產(chǎn)業(yè)不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能的持續(xù)提升,而且也為我國社會發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的資源保障。與此同時(shí),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(shí)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(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)需要得到不斷的創(chuàng)新與發(fā)展,只有如此,我國煤化工產(chǎn)業(yè)才能夠更好地發(fā)揮出推動社會發(fā)展的重要作用。在此背景下,對高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)及其發(fā)展方向作出研究與探討,對于推動高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)
高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)需要以開發(fā)以煤為主的是由替代品以及石油化工替代品。具體而言,當(dāng)前可以應(yīng)用于高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)的核心技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(一)從高原地區(qū)煤液化技術(shù)來看。煤液化是以煤炭為原料,使用化工加工對石化產(chǎn)品與油品進(jìn)行生產(chǎn)。從技術(shù)路線來看,高原地區(qū)煤液化技術(shù)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(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料,這一過程中所發(fā)生的氫裂化是將烴類分子分裂為幾個(gè)較小分子的反應(yīng)過程。由于加氫手段在直接液化過程發(fā)揮著至關(guān)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(jìn)行氣化和合成,再利用催化劑轉(zhuǎn)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(shù)可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)汽油、柴油和航空燃料,因此這種技術(shù)適用于小噸位的生產(chǎn)。然而,也正是因?yàn)橹苯右夯夹g(shù)具有苛刻的條件,因此,這種技術(shù)很難在大噸位的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。在各國都面臨能源危機(jī)的背景下,各國煤化工產(chǎn)業(yè)都對煤液化技術(shù)進(jìn)行了較多的研究與探索,具體而言,煤液化技術(shù)中的常見技術(shù)類型包括H-Coal、SRC以及EDS。SRC技術(shù)即溶劑精制技術(shù),這種技術(shù)產(chǎn)生于1962年,最初適用于高硫煤清潔利用領(lǐng)域,這種技術(shù)不需要在反應(yīng)過程中添加催化劑,并且具有溫和的反應(yīng)條件;EDS技術(shù)則是供氫溶劑法,這種技術(shù)產(chǎn)生于1966年,與SRC技術(shù)相比,兩種技術(shù)都不需要在反應(yīng)過程中使用催化劑,從而有效避免了煤炭中的物質(zhì)產(chǎn)生毒害作用,但是EDS技術(shù)會以提升溶劑供氧能力為出發(fā)點(diǎn),在循環(huán)溶劑中催化加氫,從而有效提升液化油率,并獲得產(chǎn)品輕質(zhì)油和中質(zhì)油;H-Coal技術(shù)由氫油法改進(jìn)發(fā)展而來,因此,這種方法又被稱為氫煤法。這種方法與SRC技術(shù)以及EDS技術(shù)等展現(xiàn)出了明顯的工藝差異性,從具體流程來看,H-Coal技術(shù)需要將沸騰床反應(yīng)器創(chuàng)造出應(yīng)用環(huán)境,并在這種應(yīng)用環(huán)境中使用高活性催化劑獲得更高的液化轉(zhuǎn)化率;從高原地區(qū)煤氣化技術(shù)來看,煤氣化是高原地區(qū)新型煤化工技術(shù)當(dāng)中最為核心的技術(shù)之一,這種技術(shù)的目的在于通過對煤進(jìn)行氣化,再對氣進(jìn)行合成和處理,從而生產(chǎn)出能夠?qū)κ吞烊粴膺M(jìn)行替代的煤化工產(chǎn)品。雖然這種技術(shù)的成本較高,但是發(fā)展程度已經(jīng)十分成熟,因此,這種技術(shù)在當(dāng)前高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中仍舊發(fā)揮著不容忽視的作用。(二)從高原地區(qū)煤制烯烴技術(shù)來看。煤制烯烴的生產(chǎn)主要包括甲醇一次合成與乙烯二次合成兩段工藝,其技術(shù)路線主要包括兩種,一種技術(shù)路線是在天然氣轉(zhuǎn)化合成甲醇的基礎(chǔ)上,對乙烯進(jìn)行生產(chǎn)的工藝技術(shù);另一種技術(shù)路線則是在天然氣轉(zhuǎn)化合成甲醇的基礎(chǔ)上,對丙烯進(jìn)行生產(chǎn)的工藝技術(shù)。(三)從高原地區(qū)煤制乙二醇技術(shù)來看。這種化工技術(shù)已經(jīng)在合成纖維、吸濕劑、防凍劑等領(lǐng)域得到了較多的運(yùn)用,與此同時(shí),這種化工產(chǎn)品也可以用作載冷劑與冷凝劑。在煤制乙二醇的開發(fā)當(dāng)中,核心技術(shù)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(yīng)的方法則能夠獲得煤制乙二醇,如運(yùn)用凈化燈獲取一氧化碳與氫氣,一氧化碳在相應(yīng)聯(lián)合之后可以生產(chǎn)草酸酯,在與氫氣接觸之后則可以生產(chǎn)聚酯級乙二醇。這種方法具有工藝簡單、成本較低的特點(diǎn),而也正是憑借這種優(yōu)勢,草酸酯法在高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中得到了廣泛的關(guān)注,而煤化工產(chǎn)業(yè)中所提及的乙二醇技術(shù),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(jìn)行合成過程中獲得乙烯,并在使用環(huán)氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上獲得乙二醇。這一過程可以與煤化工中其他的生產(chǎn)工藝進(jìn)行結(jié)合使用,相對于草酸酯法而言,烯烴法具有更為成熟的技術(shù),但是在使用實(shí)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(qū)煤制芳烴技術(shù)來看。煤制芳烴技術(shù)是以煤炭為原料,利用煤氣化技術(shù)來進(jìn)行合成。與煤制芳烴相關(guān)的核心技術(shù)主要為甲醇制芳烴技術(shù),這一技術(shù)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(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)新開發(fā)技術(shù)的發(fā)展方向
近年來,我國高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新得到了企業(yè)以及政府部門的重視,實(shí)現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)效率的提升、推動煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展等,都成為了我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新中的重要目標(biāo),在此背景下,我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)科研工作不斷強(qiáng)化,新的煤化工開發(fā)技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。具體而言,當(dāng)前煤化工產(chǎn)業(yè)新開發(fā)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出了以下幾種特征與方向:第一,我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)呈現(xiàn)出長周期、大型化的發(fā)展趨勢;第二,我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)特別是煤炭液化技術(shù)等,正逐漸向高效化與高端化轉(zhuǎn)變;第三,我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)在芳烴技術(shù)、烯烴技術(shù)等方面的探索不斷深化,與此同時(shí),依托于這些技術(shù)的產(chǎn)業(yè)、企業(yè)也逐漸構(gòu)建起了具有差異化、高端化特征的產(chǎn)業(yè)鏈;第四,我國煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)在乙醇制造方面逐漸走出了精細(xì)化與新能源化的道路。當(dāng)然,高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)發(fā)展方向與發(fā)展趨勢并不局限于以上幾個(gè)方面,但是在我國高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新中,高端化、差異化、清潔化、高效化是技術(shù)開發(fā)主體、創(chuàng)新主體需要重視的重要方向,只有在此基礎(chǔ)上,我國高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)才能夠獲得更好的可持續(xù)發(fā)展。
三、結(jié)語
隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)在煤液化、煤氣化以及其他煤制產(chǎn)品的生產(chǎn)方面都取得了較多的突破,在我國高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,我國高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新得到了企業(yè)以及政府部門的重視,這不僅推動著高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新,而且也讓高原地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)邁向高端化、差異化、清潔化、高效化的發(fā)展方向。
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作者:李艷艷 單位:青海省工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校