煤制芳烃开辟替代石油生产全新工艺路线探讨

谭贵新

摘要：我国能源资源具有富煤、少油的特点，构建煤制芳烃产业化技术，能够在保证芳烃来源多样化的同时，有效降低我国对于石油资源的依赖，能够推动传统煤化工向绿色化、清洁化方向进行转型，其价值不言而喻。本文将通过对煤质芳烃技术原理的介绍，对此种代替石油生产全新工艺路线展开分析，期望能够为相关行业发展提供一些启示。

关键词：技术原理;芳烃;石油;煤质芳烃;甲醇

作为重要基础有机化工原料，芳烃约95%均来自石油路线，会通过蒸汽裂解以及催化重整等手段，展开芳烃产物生产。由于我国石油产量和经济发展需求存在一定差距，主要以对外进口为主，不仅存在着一定的经济安全以及国家能源安全问题，同时产物生产过程也会对生态环境产生负面影响，所以领域学者加大了对其他替代路线的研究力度，而煤质芳烃就是其中的一种。

1.技术原理

在对此种技术展开应用过程中，会将甲醇作为原料，利用双功能活性催化剂的催化作用，经过环化以及脱氢等步骤，展开芳烃生产。会通过将煤转化成甲醇，再展开芳烃生产的方式，获得相应的芳烃物质。

煤质芳烃生产工艺技术，主要有分烃分离转化、煤制甲醇以及甲醇芳构化三种关键技术，其中芳烃分离转化以及煤制甲醇技术经过多年发展与调整，技术已经趋近于成熟，应用效果较为理想，但甲醇芳构化技术还需要进一步完善与研究。在利用甲醇展开芳烃生产过程中，会经历甲醇脱水、二甲醚脱水以及烯烃转化为烷烃和芳烃等多个环节，每个环节都需要經过严格管控，以防对最终芳烃产物质量产生影响。

2.煤质芳烃技术

2.1甲醇制芳烃技术

清华大学是我国首先对甲醇制汽油技术展开研究的机构，在21世纪初期，随着国内外相关技术的不断成熟，国内加大了对甲醇制作技术的研究力度。清华大学研究生院通过对甲二醇以及甲醇的运用，经过反复实验，得到了最佳制作方案，并和华电集团进行合作，展开了工业实验装置建设。工艺装置主要由两个反应器所组成，其中一个反应器是甲醇制芳烃循环反应器，而另一个是轻烃芳化结构转换器，前者装置反应条件和甲醇以及芳烃自身性质有着密切关联，而后一种装置会受到客观条件的影响。两种装置对于催化剂以及反应温度都有着较为严格的要求，转化率区别也较为明显，在使用过程中对于相关技术水平要求较高。清华大学研究院将二甲醚或甲醇作为原料，展开了流化床甲醇制芳烃技术研究，并通过和华电集团的合作，成功在陕西榆林试车成功，万吨级工业试验装置开始投入使用。正如上文所述，装置主要由两个反应器所组成，会在450摄氏度的环境中展开芳构化反应。通过实验研究发现，此种技艺的甲醇转化率已经接近于100%，芳烃机收率也较为理想，超过了70%，且甲醇原料消耗相对较低，整体技术应用较为先进。

2.2甲苯甲醇烷基化制芳烃技术

该项技术是由我国上海化工研究院研发的，技术人员通过对甲苯甲醇甲基化的研究，利用La2O3-MgO和La2O3-MgO复合改性HZSM-5分子筛，通过对催化剂的运用展开水蒸气钝化处理之后，达到了有效提高px选择性的目标。

随着国内对于煤制芳烃重视程度的不断提升，各研究院都加大了对该项技术的研究力度，各种研发新成果层出不穷，为新技术应用以及发展提供了可靠的技术方面保障。就整体研究情况而言，国内在新型工艺技术的研究已经开展了一段时间，取得了较多较为喜人的成果，技术已经逐渐趋近于成熟，煤制芳烃技术不仅仅限于以上两种，各种技术的发展空间也较为理想，会对相关行业发展形成有效推动。

3.煤制芳烃技术发展建议

由于煤制芳烃技术能够有效替代石油展开芳烃生产，整体生产较为高效且较为节能，拥有附加值较高的化学品，应用价值相对较高，所以该项技术今后发展也成为了业界关注的重要内容。就目前技术应用以及发展趋势，对技术发展提出如下建议：①加大对煤炭转化的研究力度，保证转化纯度以及收率，确保单一化学品生产质量，保证技术应用能够与大型工业化生产要求相符合，能够真正作为石油基芳烃生产替代工艺，应用到相关产品生产之中;②在使用煤炭展开芳烃提炼过程中，会通过煤炭热解焦油精致的方式展开芳烃提取，但因为焦油产量相对较低，且存在芳烃含量相对较少的状况，所以很难展开大规模加工与生产，需要加大对半焦的利用力度，按照大规模煤液化项目和下游芳烃装置的优势，展开相关问题优化处理，以便为芳烃提取产业化发展以及工业化发展奠定良好基础;③就原子能量利用效率而言，煤炭间接制取芳烃技术中的合成气一步法，在技术线路方面有着突出优势。技术人员要明确认识到这一点，应进一步加大对催化剂的研究与应用，明确催化机理，以便达到有效提高原料转化率以及芳烃产物收率的目标，并要在条件允许的情况下展开工业成套技术研究，以便更好地为制取工艺工业化发展提供助力;④对于二甲苯技术而言，甲苯甲醇烷基化制备是提高PS产量的重要举措，技术人员需要加大对催化剂的研究，确保px选择性以及甲苯转化率能够得到切实提升。由于在工业方面，工业试验运行已经基本完成，今后可通过对炼油装置的运用，展开联合发展等活动。与px最终产品而言，煤基甲醇制取技术具有芳烃收率高以及甲醇转化率理想等方面的优势，芳烃组分相对较为单一，能够作为优质联合装置原料进行使用，可通过和下游芳烃装置的联合运用，达到生产高质量px产品的目标，在大型工业化技术中应用较为理想，今后需要进一步加大对此内容的研究。

结束语：

为保证能源使用以及依赖程度能够达到预期目标，领域学者需要进一步加强对煤制芳烃研究的力度。应真正认识到煤制芳烃此种新型芳烃生产方式的重要性以及应用价值，在掌握煤质芳烃基本技术原理的基础上，对具体生产工艺展开详细分析，并要结合目前生产具体情况确定今后技术发展方向以及发展规划，设置针对性优化建议以及完善方案，以便达到最优化技术应用效果，确保煤制芳烃生产技术能够得到不断优化，进而为我国相关产业发展提供可靠芳烃物质支持。

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