煤化工工艺技术评述与展望

李冠男，王 鑫

1鞍山盛盟煤气化有限公司；2鞍山兴泰安全事务服务公司

煤化工工艺技术评述与展望

李冠男1，王 鑫2

1鞍山盛盟煤气化有限公司；2鞍山兴泰安全事务服务公司

作者根据自身多年的工作经验对我国煤化工行业的发展情况进行简要阐述，并重点介绍了以下几个方面：（1）煤制天然气行业；（2）煤制油行业；（3）煤制甲醇行业等煤与化工行业相关产业的工艺生产流程以及技术特点、使用设备的情况等。并且对不同类型的煤化工产业的环境承载能力进行了简要的分析，然后依据我国煤炭资源生产以及消费的特点对行业的发展提出了一些见解。

煤化工；工艺；发展；评论；石油；天然气

前言

就我国资源的储备情况来讲，我国的石油、天然气等资源比较匮乏，但是煤炭的储备比较充裕，并且我国的生产以及消费在全世界范围内都较靠前。但是煤炭的热值利用率低于百分之二十，这就使得一部分煤炭被白白地浪费掉，这不但造成了浪费，同时也对大气造成了严重的污染。所以，为了充分利用我国煤炭高储量、高产量的优势，大力推进煤化工行业的发展是一个必然的发展方向。只有通过对煤炭进行综合利用以及深度加工，才能有效地提高煤炭的经济效益。

1、我国煤化工的行业现状

现阶段我国的煤化工行业仍处于示范建设阶段。现代煤化工技术相比于传统煤化工技术主要具有以下优点：（1）现代煤化工装置规模相对较大；（2）现代煤化工行业具有较高的技术集成度；（3）现代煤化工的资源利用率较高等。同时在我国很多省市都有煤化工的拟建项目。为了确保现代煤化工行业可以走科学、合理的发展道路，在煤化工行业发展的初期，我国就制订了相关政策，并将煤制天然气、煤制油等几个煤化工项目确定为现代煤化工的代表领域。作者通过对以上领域进行研究，同时综合考虑到环境的综合承载能力，对煤化工行业的发展现状进行分析。

2、煤制天然气

2.1 煤制天然气的生产工艺

煤制天然气的主要工艺技术流程：第一步、将煤气化生产合成气；第二步、将合成以后的气体通过一氧化碳变换、净化；第三步、将经过第二步处理的气体经过甲烷反应后，将生成天然气。近年来我国科技不断发展，直接合成天然气的技术已研发成功，其主要原理是将煤气化然后与甲烷化合并成为一个单元直接由煤生产出富甲烷气体。这种生产方式与直接合成天然气技术相比具有煤气化转化时的投资大，但是优势是相关技术已非常成熟，这种生产工艺已经成为煤制天然气产业中的主要工艺之一。

2.2 煤制天然气的技术特点

对于煤制天然气的生产来讲，其生产最为核心的技术就是甲烷化的工艺。现阶段煤制天然气所应用的甲烷化生产技术基本都是英国的DAVY公司所研制的甲烷化技术、丹麦TOPSOE所研制的甲烷化循环工艺技术以及德国LURGI公司所研制的甲烷化技术。通过对以上几种甲烷化技术进行分析，可以知道德国LURGI公司的甲烷化技术转化率并不高，但是德国公司的甲烷化方法工业化程度却相对较高。

2.3 生产装备的情况

在煤制天然气的行业中所使用到的主要设备有：（1）煤气化炉；（2）甲烷化反应器；（3）废热锅炉等。通常煤气化炉主要有以下三种类型：（1）移动床煤化炉；（2）流化床煤化炉；（3）气流床煤化炉。甲烷化反应器所使用的固定反应器以及流化床反应器，在这两种类型的反应器中，固定床甲烷化技术相对比较成熟，被广泛应用，其催化剂主要是以镍系催化剂为主。

在煤制天然气的生产过程中，大量的高温热量可以经由废热锅炉产生高压或中压的蒸汽，产生的蒸汽可以用于驱动空分透平，从而有效控制锅炉的数量以及锅炉对燃料煤的使用量。在煤制天然气的过程中，甲烷化的步骤百分之八十以上的废热都以高压蒸汽的形式进行回收，仅仅有不到百分之一的废热用冷水进行冷却，这样极大程度地提升了整个系统的热量回收率。废热锅炉系列主要有以下几部分构成：（1）废热锅炉；（2）汽包；（3）锅炉热力管线；（4）蒸汽过热器设备等。

2.4 煤制天然气的产业前景

大力发展煤制天然气产业是非石油行业生产能源逐步替代石油产品，并有效解决我国天然气供求矛盾的主要方式。

目前，我国煤制天然气的能量效率非常高，同时这也是最有效利用煤炭的方式，并且也是煤制能源产品最优的一种方式，有着非常广阔的发展前景。

3、对煤化工行业发展前景的展望与建议

目前，我国在煤制天然气以及煤制烯烃以及煤炭液化等方面都取得了阶段性的显著效果。所以，煤化工行业逐渐发展成产业化、大型化以及自主化的工业产业。并且我国煤化工产业在现阶段的发展目标是提高能源利用水平、增强煤化工产业的环保性。在我国“十二五”期间所建立的新项目需要充分地考虑与已经投产的示范项目做好对接，以现有的项目为基础做好项目前期的综合分析工作，在示范项目立项成功后使其尽快地开工建设。

在煤化工产业中，煤气化的技术是煤炭清洁高效使用的最为重要的技术之一，同时也是煤化工产业中核心的技术。就目前我国煤化工产业的发展现状来讲，需要抓住现有的发展机会，有效地提升企业的自主创新能力，开发属于我国的煤化工生产制造的技术。在煤气化用到的工艺方面，可以参考美国的经验，将研究的重点放在提升气化压力、增加汽化炉容量、提升煤炭的转化率等生产工艺方面。

煤制石化产业是资金密集型以及技术密集型的产业，发展煤化工产业需要根据自身的能力量力而为。对投资规模以及控制规模需要逐年地增加，同时需要推进工程的建设进度，有效地提升资金的使用效率。并且对于已经投产的项目需要确保其稳定地运行，并且加大力度对煤化工副产品进行开发利用，这样可以使产业链得到延伸，并有效地提升产品的附加值，进而提高煤化工项目的总体经济效益。

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