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煤化工是以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體，液體，固體燃料以及化學品的過程。從煤的加工過程分，主要包括:干餾(含煉焦和低溫干餾)，氣化，液化和合成化學品等。煤化工利用生產技術中，煉焦是應用最早的工藝，并且至今仍然是沒化學工業的重要組成部分。煤的氣化在煤化工中占有重要地位，用于生產各種燃料起，是干凈的能源，有利于提高人民生活水平和環境保護;煤氣化生產的合成氣是合成液體燃料等多種產品的原料。煤直接液化，即煤高壓加氫液化，可以生產人造石油和化學產品。在石油短缺時，煤的液化產品將替代目前的天然石油!以上既是在煤化工轉化的主要方面。 煤是遠古植物遺骸，埋在地層下，經過地殼隔絕空氣的壓力和溫度條件下作用，產生的碳化化石礦物。如果把它所含有的各種有機物質分離出來，加以充分利用，其價值要比單純作為燃料高得多。以煤為原料，經過化學加工，生產出各種化工產品的工業稱為煤化工。 一、煤化工發展現狀 煤化工是以煤為原料，經過化學反應，生成各種化學品。 目前我國煤化工主要集中在煤焦油、合成氨和甲醇上，2004年我國煤焦油產量400萬噸左右，合成氨產量4222萬噸，甲醇產量440萬噸。目前我國煤化工總體水平較低，當前主要存在如下不足： (1)高能耗、高污染、低效率、低效益 煤化工由于煤的特性造成加工過程長、投資大、污染重等問題，這樣的過程更適宜采用新技術，實施大型化。 (2)煤化工氣化技術進步緩慢 煤氣化是煤化工的龍頭和基礎，在相當程度上影響煤化工的效率、成本和發展。我們追求的應該是高效、低耗、無污染的煤氣化工藝。煤氣化工藝至今已有100多年，煤氣化技術演進的歷程：以氧氣(或富氧)氣化代替空氣氣化，以粉煤代替塊煤、碎煤，以氣流床和流化床代替固定床，由常壓氣化進展到高壓氣化，這些都是煤氣化工藝技術演進升級的重要趨勢。我國煤氣化工藝的更新進展緩慢。我國亦做過一些煤氣化技術的開發改進，但真正工業化的不多。近年來我國恩德爐的改進，灰熔聚爐的開發均有進展，有的已工業化，并在繼續提高。 為積極提高我國煤化工氣化技術，曾引進LURGI爐及TEXICEO爐(三種壓力等級)。但引進后都經過更換適應煤種及多項技術改造，經歷幾年才正常生產。大型煤氣化技術的穩定運行有一定難度。因國產化進展緩慢及其他原因，所引進的技術對煤化工全局氣化技術的改進的帶動作用有限。以我國具有自主知識產權的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術建設的30萬t/a NH3裝置已于德州化肥廠投產。 (3)低水平重復建設嚴重 當前在全國范圍內形成甲醇熱，在建和擬建的甲醇裝置能力已超過1千萬噸。眾所共知，世界甲醇市場供過于求。近年內世界幾套以廉價天然氣為原料的超大型甲醇裝置投產后，價格將進一步下降。他們的 目標市場是向我國出口，屆時國內有些甲醇企業將受到嚴重沖擊。 值得關注的是，大量正在建設或擬建的甲醇裝置其規模均偏小，新建多數為10萬～20萬t/a，個別最大的亦只有60萬t/a。甲醇是規模效益非常明顯的化工裝置。大量的資料表明，煤基甲醇裝置必需依賴于低價煤、大型化、先進技術及低投資，四者緊密結合的條件下才有國際競爭力。煤基甲醇沒有足夠大的規模是不具備國際競爭力的。 (4)缺乏戰略眼光，技術開發薄弱 煤資源在我國處于能源的主體地位，問題在于煤轉化的技術開發并沒有放在重要地位，投入關心不夠。最終能替代石油的戰略資源是煤，而要使煤真正能成為石油替代品，必需技術開發先行，形成自有知識產權的新技術。 20世紀70年代的石油危機，促進了尋求替代能源和潔凈煤技術的開發。在煤化工發展低潮時，國外許多大型公司抓住機遇，搞好煤化工新技術開發的戰略技術貯備。近幾年商業化的SHELL煤氣化，MTO技術、MTP技術等無不是在近10-20年開發的，這些新技術開發經過按科學程序、持之以恒的努力。由于我們開發創新工作不足，今天我們仍需引進這些技術，代價很高。 二、煤化工新項目 受國際原油、天然氣價格上漲以及國內油氣資源不足，石油進口日益增加的影響，開發石油替代品已成為煤化工發展重點。目前比較看好的煤化工項目有甲醇燃料、煤制油、甲醇制烯烴。 (1)甲醇燃料 包括甲醇汽油(摻燒或全燒)；甲醇轉化為二甲醚(替代液化石油氣和柴油)；燃料電池等。甲醇汽油早已實現產業化，目前在山西等地應用較多。二甲醚近年已在山東等地實現產業化并推廣應用，二甲醚項目已成為投資熱點，新項目規模越來越大。燃料電池目前尚處于研發階段，沒有實現產業化。 (2)煤制油(直接液化、間接液化) 煤直接液化以煤炭為主要原料，通過加氫生產煤基液體燃料。我國近幾年已分別與德、日、美外商合作編制了不同地區煤直接液化制油品的預可行性報告。2004年8月，神華集團開工建設煤直接液化制油品項目。 煤間接液化以煤為原料，經過氣化生成合成氣，然后用合成氣來制取液體燃料。F-T合成反應是煤炭間接液化過程中的重要反應，世界上已有南非SALSOL成功應用F-T反應生產油品。間接液化工藝有高溫固定床合成工藝(SAS)，產品為油品化工型；低溫漿態床合成工藝的產品是油品型；還有SHELL的中間餾份油合成工藝(SMDS)。我國已有幾個企業啟動了本項目的前期工作。 (3)甲醇制烯烴(MTO) MTO技術已由UOP和NORSK HYDRO公司開發出來，典型消耗定額是每噸乙烯需甲醇5.6t，副產丙烯0.83t，丁烯0.24t，C50.1t，燃料氣3.97MMBTU。目前尼日利亞在建設年產乙烯、丙烯各40萬t/a，單系列甲醇250萬t/a的MTO項目，計劃于2006年建成。 甲醇制丙烯(MTP)技術由LURGI公司開發。典型消耗定額是每噸丙烯需甲醇3.1t，副產汽油0.37t，燃料氣0.88 MMBTU。MTP技術小試在20世紀90年代開始，中試裝置在挪威已運行11000h以上，工業示范裝置正在伊朗建設，商業化大型裝置也在商討簽約中。年產170萬t甲醇對應建設30萬t乙烯生產裝置或50萬t丙烯生產裝置。 隨著甲醇生產成本明顯下降，以及甲醇制烯烴技術的突破，MTO、MTP已面臨大型商業化。我國聚烯烴缺口量很大，若能采用以煤炭為原料成功地生產甲醇制烯烴，無疑將是一項有重大意義的突破。 三、現代煤化工發展指導方針 現代煤化工是屬于技術密集型和投資密集型的產業，應采取最有利于提高經濟效益的建設及運行方式。現代煤化工的發展要堅持一體化、基地化、集約化、大型化、現代化，真正轉變經濟增長方式。 堅持一體化。就是把大型煤化工裝置和煤礦結合起來(當然亦可以采取煤-電-化一體化聯產模式)。把煤氣化裝置建在礦上(或臨近礦區)，力求減少煤炭運耗及運費，實施資源優化配置，合理使用煤炭資源(按煤質資源優質優用，劣質劣用，各得其所)。只有形成煤化工與煤礦一體化的利益機制，才能減少日后的價格、運輸和布局的風險。 堅持基地化、集約化。化學工業內在的固有特性適宜于綜合利用和深加工。基地是企業群體的集稱。基地內集中布置相關企業，可以充分、高效、合理利用各種資源，提高資源配置效率和效益，發揮企業的集聚效應。總之，煤化工發展實施基地化布局最重要的目的是實施以市場為基礎的高度資源優化配置，謀求集約化經營。 堅持大型化、現代化。只有采用一流的技術、一流的設備、一流的管理，建設大型規模效益的裝置才能形成一流的煤化工基地，謀求跨越式發展，具備國際競爭力。 |
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