王欣桐

（安徽節(jié)源環(huán)保科技有限公司，安徽合肥230088）

煤化工是將煤用作原料，通過一系列加工利用過程實現(xiàn)煤綜合利用的產(chǎn)業(yè)，其主要的加工利用單元包含煤的焦化、煤的氣化、煤的液化以及煤焦油加工、煤基甲醇制備烯烴、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和多聯(lián)產(chǎn)等多種反應(yīng)單元[1]。大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，不僅符合我國現(xiàn)階段資源結(jié)構(gòu)特征，有利于能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，又可通過提供潔凈能源，有效地緩解國家關(guān)鍵資源對外的依賴程度。

1 煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)煤化工工業(yè)中主要有煤制焦炭、煤間接液化，為農(nóng)業(yè)、鋼鐵等行業(yè)提供原料補給；新型煤化工工業(yè)一般主要以低煤化度的褐煤為原材料，主要包括煤氣化工藝、煤制油工藝以及煤氣化聯(lián)合發(fā)電技術(shù)等[2]，提升了煤炭經(jīng)濟利用價值，所制得大部分化產(chǎn)品在我國屬市場急需的戰(zhàn)略型物資，因而得到國家大力支持與發(fā)展[3]。

1.1 傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 煤的焦化

我國是世界焦炭產(chǎn)量大國，煉焦技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)中最早應(yīng)用的煤化工技術(shù)，其主要生產(chǎn)過程是通過煤炭干餾制取焦炭，同時在化產(chǎn)工藝中產(chǎn)生副產(chǎn)品，例如焦?fàn)t煤氣、三苯、苯酚等。我國雖在焦化工業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)量上占絕對優(yōu)勢，但行業(yè)的集中程度較低；雖然其相對應(yīng)的生產(chǎn)能力早已超過3 億噸/年，占到世界總產(chǎn)量的50%以上[4]，但在煤焦油的加工綜合利用等方面的核心競爭力較低。

1.1.2 煤的間接液化

煤間接液化技術(shù)的主要生產(chǎn)過程是先通過煤和水蒸氣進行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生水煤氣（CO 和H2混合的合成氣），后在相應(yīng)的溫度及壓力條件下定向催化反應(yīng)生成相應(yīng)液體燃料。相關(guān)技術(shù)研究在我國開展于上世紀(jì)50年代，在國家政策背景大力支持下，得到了一定程度的發(fā)展。目前我國已建成或在建的煤炭間接液化項目主要有內(nèi)蒙古伊泰間接液化煤制油項目、神華鄂爾多斯間接液化煤制油項目等。從短期來看，這些項目可能在技術(shù)或是環(huán)境方面產(chǎn)生一些負面的影響，但是從長期來看，它們將為我國相關(guān)煤液化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展積累寶貴經(jīng)驗。

1.2 新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1 煤氣化

煤氣化工藝技術(shù)的主要生產(chǎn)過程是通過缺氧條件下煤炭的不完全燃燒過程，從而生成CO、H2等多種化學(xué)燃料。我國的煤氣化工藝技術(shù)的應(yīng)用主要集中體現(xiàn)在合成氨工藝，甲醚、甲醇、甲醛等化產(chǎn)品制備產(chǎn)業(yè)上。當(dāng)前完全應(yīng)用煤氣化工藝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)有3 個，分別為固定床氣化技術(shù)（德國魯奇爐）、流化床氣化技術(shù)（灰熔聚）及氣流床氣化技術(shù)（德士古、殼牌氣化爐）[5]。

1.2.2 煤直接液化

煤直接液化工藝技術(shù)的主要生產(chǎn)過程是通過溶劑抽提的方式或在高溫高壓催化條件下，利用煤質(zhì)加氫讓煤中復(fù)雜的有機化合物分解，改變煤的H/C 比，最終轉(zhuǎn)化為液體燃料。在未來石油資源日益緊張的前提下，煤基液化燃料將逐步替代目前的天然石油，對于穩(wěn)定國民經(jīng)濟有重要的意義。近年來，我國煤制油工業(yè)化示范類項目相繼成功試車并產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)油品，反映煤制油技術(shù)工業(yè)化步伐正在加快[6]。

1.2.3 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)

IGCC（煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電）工藝技術(shù)的生產(chǎn)過程是利用煤氣化技術(shù)為支撐的聯(lián)合發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)煤電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用以及高效的節(jié)能減排。聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是將能源高效轉(zhuǎn)化與化產(chǎn)品的生產(chǎn)相結(jié)合的技術(shù)體系，降低了對原料的需求，將獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)重組后簡化，最終降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了各方資源的綜合化利用。我國對IGCC 及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究始于上世紀(jì)80 年代初期，從上世紀(jì)90 年代開始就組織開展了IGCC電站的研究，分析評估相關(guān)指標(biāo)。

2 煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨向

隨著我國工業(yè)化、城鄉(xiāng)一體化進程加快，群體環(huán)保意識逐漸增強，社會技術(shù)層次不斷提升，市場經(jīng)濟環(huán)境不斷改善，我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展將繼續(xù)發(fā)揮自身的資源優(yōu)勢，以優(yōu)化能源供給為手段，以高效綠色綜合利用為途徑，保障社會安定有序、國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。其未來在我國發(fā)展趨向主要體現(xiàn)在以下四個方面：

（1）產(chǎn)量增加和規(guī)模擴大

隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為響應(yīng)國家節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟要求，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)逐步向裝置大型化的方向發(fā)展。例如，2008 年國家甲醇年產(chǎn)能約為400 萬噸，之后三年內(nèi)我國甲醇項目年總產(chǎn)能已激增至約為1 200 萬噸，其中大規(guī)模企業(yè)的比例明顯提升。在國際大環(huán)境下，我國采用國內(nèi)外先進技術(shù)及裝備，培育出世界級煤化工產(chǎn)業(yè)以及具有國際競爭能力的大型工廠，如年產(chǎn)量百萬噸產(chǎn)品的工廠等在未來也變得可期。

（2）技術(shù)進步和裝備國產(chǎn)

除發(fā)展傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)外，我國繼續(xù)大力發(fā)展以能源綜合潔凈利用為主的產(chǎn)業(yè)，并配套建設(shè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大型工廠，如煤液化、合成氣制備液體燃料以及化工原材料等。企業(yè)未來將成為煤化工產(chǎn)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的載體，投資開發(fā)先進煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)及新型裝備，同時更加注重核心技術(shù)的轉(zhuǎn)化過程。盡管這樣，在單套設(shè)備制造、關(guān)鍵設(shè)備規(guī)模及壽命等方面，國產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的水平與世界先進的裝備制造水平仍存在差距，未來工藝進步和裝備國產(chǎn)化仍是我國煤化工發(fā)展的重要方向。通過學(xué)習(xí)引進，我國擁有成套自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備，對外輸出也成為可能。

（3）節(jié)能減排和資源集約

煤化工在生產(chǎn)過程中，將消耗大量的能源，產(chǎn)生大量的污染物，新型煤化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)樹立低碳理念指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進煤化工產(chǎn)業(yè)與CO2捕集利用與封存（CCUS）一體化發(fā)展[7]。從能源-資源-環(huán)境一體化角度，高度優(yōu)化解決煤炭轉(zhuǎn)化中高效、潔凈和經(jīng)濟三大問題[8]，應(yīng)是今后行業(yè)發(fā)展需要考慮的重點。未來煤化工發(fā)展應(yīng)以綠色高效、循環(huán)利用為核心，穩(wěn)步推進資源集約化和生產(chǎn)清潔化，并加強“三廢”排污治理和資源循環(huán)綜合利用，最大限度降低污染物的排放。

（4）產(chǎn)能淘汰和提質(zhì)增效

據(jù)有關(guān)的研究機構(gòu)預(yù)測，工業(yè)用煤量將會在2020年前增速提升，年均增速將會達到16.5%，之后增速放緩，2020 年至2025 年間的年均增速降至0.96%。提高能源的轉(zhuǎn)換效率不僅可提供相應(yīng)收益，還可節(jié)省煤炭的消耗。山西焦化集團近年來致力于自主淘汰落后產(chǎn)能，積極推動行業(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)型升級，提倡傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，隨著化肥廠的關(guān)停，擁有43 年歷史的山西焦化集團落后產(chǎn)能全部關(guān)停[9]。在淘汰落后產(chǎn)能的同時，山西焦化集團先后建成國內(nèi)領(lǐng)先的6 座KN60 型的節(jié)能環(huán)保焦?fàn)t，同步建成國際領(lǐng)先、單套加工規(guī)模最大為30 萬噸的煤焦油加工裝備及自主技術(shù)研發(fā)的焦?fàn)t煤氣配水煤氣制甲醇裝置，并通過這一改造，極大地優(yōu)化和改善了能源利用效率，響應(yīng)當(dāng)今國家能源和環(huán)保政策，真正地做到節(jié)能減排。

3 結(jié)論

我國是在“缺油、少氣、富煤”背景下大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的，由于煤炭利用過程會產(chǎn)生環(huán)境污染，我國煤化工工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)綠色發(fā)展要立足于各項成熟單項技術(shù)，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)布局，發(fā)展新型的煤化工技術(shù)，走科技水準(zhǔn)高、資源消耗低、環(huán)境影響小、經(jīng)濟效益好的創(chuàng)新發(fā)展之路。