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煤化工技术范文1
煤炭是世界上储量最丰富的化石能源。在当前世界石油价格居高不下和倡导保护环境的情况下,发展煤化工特别是新型煤化工,调整我国的能源化工结构,就显得日益重要。本文综述了国内外煤化工技术和新型煤化工的发展情况。
一、煤化工技术
1、煤焦化。将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也称做煤的干馏。煤焦化产品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、焦炉气(氢气,甲烷、乙烯、一氧化碳等)精氨水等。这些产品已广泛应用于化工、医药、染料、农药和炭素等行业。有些甚至是石油化学工业无法替代的,如吡啶喹啉类化合物和许多稠环化合物等。
2、煤气化。煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。它们与煤中的碳发生非均相反应。此外,煤热分解出的气态产物如CO2、H2O及烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。依气化法、气化条件及煤的性质不同,气化气的组成也不同。根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点,可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层,在干燥带和干馏带中,煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。 煤经过气化后得到的是粗煤气,再经过净化和加工后,可以得到各种化学品。 常用于煤气化的方式有:固定床常压气化气,鲁奇加压气化气、考伯斯―托茨气流床气化气(K―T)、德士古流床气化气(Texaco)、改良型温克勒流化床气化气等。
3、煤液化。所谓煤液化,是将煤中有机质转化为流质产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品,包括直接液化技术和间接液化技术两部分,产品市场潜力巨大,工艺、工程技术集中度高,是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。
二、新型煤化工
新型煤化工是以煤炭为基本原料(燃料),C1化工技术为基础,以国家经济发展和市场急需的产品为方向,采用高技术,优化工艺路线,充分注重环境友好,有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化(直接和间接),煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术,以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业,随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。 新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的,与传统煤化工密不可分。其特点如下。
1、以清洁能源为主要产品。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。
2、煤炭-能源化工-体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。
3、高新技术及优化集成。新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对工艺优化集成,提高整体经济效益,如煤焦化-煤直接液化联产、煤焦化-煤气化合成联产、煤气化合成-电力联产、煤层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。
4、建设大型企业和产业基地。新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。
5、有效利用煤炭资源。新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。
6、经济效益最大化。通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。
7、环境友好。通过资源的充分利用及污染的集中治理,达到减少污染物排放,实现环境友好。
8、人力资源得到发挥。通过新型煤化工产业建设,带动煤炭开采业及其加工业、运输业、建筑业、装备制造业、服务业等发展,扩大就业,充分发挥我国人力资源丰富的优势。
三、当前新型煤化工技术开发热点
1、煤气化制甲基叔丁基醚:采用多组分催化剂,可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物,异丁醇脱水成异丁烯,从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚,这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。
2、以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。甲醇作为一种重要的基础化工原料,通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。另外还可以用于甲醇汽油(掺烧或者全烧),甲醇转化为甲醚替代液化石油气和柴油或制造燃料电池等等。因此,作为可替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产提高市场竞争力的重要方向。
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关键词：现代煤化工；技术需求；技术分析；发展趋势
1煤化工技术现状
1.1煤炭焦化的技术现状
随着我们国家的科学技术飞速的发展，煤炭的焦化工序使得成本变得更加的低廉并且也更加的环保。我们国家是现阶段世界上最大的一个焦炭产出国，总体的产量占据世界总产量的一半以上，我们国家的煤炭焦化技术发展到至今已经变得非常的成熟。煤炭焦化主要的发展方向就是向着低成本以及高环保发展，随着焦化的技术飞速的发展，也有效的促进了多种新型的炼焦工艺飞速的发展，比如：捣固炼焦的技术、选择性的粉碎技术以及煤炭调湿的技术等等。煤炭焦化的技术是属于密集型的一种产业，而新型的煤化工一定要利用先进的、完善的工艺来进行实施，但是，我们国家在这一方面的人才以及相关的技术还非常的缺乏，使得很多新型的企业想要快速的发展受到很大的限制。
1.2煤液化技术现状
煤炭液化的技术主要可以分为：直接液化以及间接液化这两种。对煤炭的液化技术来说，我们国家还处在前期发展的阶段，但是，液化的产品已经非常的丰富，潜在的市场非常的大，而煤化工的技术就是一个非常关键的发展方向。而直接液化法指的就是在一定程度的温度压力环境当中，直接从液化煤当中对液态的产品进行提取的一项技术。我们国家的煤炭阶级液化产业已经气的了非常大的突破，并且有关的企业已经进行建设。煤间接液化法指的就是在相应的条件当中，对煤气化生产合成气，之后就是在一定的温度压力当中相应的把合成气有效的转化成其他的一些液态产品。这种技术相比较而言还比较落后一些。但是，实际的发展前景非常的大。
1.3煤炭气化的技术现状
煤炭气化能够有效的对深度煤炭进行转型，并且也是煤化工产业化快速、稳定发展非常重要的一项技术支持，并且也向着高效、优质以及环保的方向快速的发展。在当今阶段，在全世界大范围进行运营的大型气化炉大约是四百台左右。主要的品牌位壳牌、鲁奇以及德士古这三家比较大型的企业。就依照技术方面来说，我们国家当今阶段的煤炭气化和与发达的国家相比还存在很大的差距，但是，很多大型的煤气化技术已经得到了国家政府部门广泛的关注。
2我国的煤化工产业技术路线
2.1科学规划，合理布局
当今阶段的煤化工产业是非常复杂的一项工业系统，所包含的范围非常的大、建设的难度比较高、并且对于区域方面的要求非常的强，当今阶段的煤化工单位一定要不断的进行改进、完善，按照本区域的资源特点以及交通运输的环境，选择最合适自身发展的方式来进行建设的工作，对生态一定要加强保护的力度，对煤化工产业链一定要合理的进行布局。
2.2走集约化发展的路子
当今阶段的煤化工产业慢慢朝着密集型的方向发展，不论是投入的资金，还是先进的技术或者是建设的规模越发的大，也使得精细化的程度变得更加的高，大大的提升了建设单位的经济收益。因为煤化工产业自身存在的特点，在进行生产的过程当中，使得环节变得更加的繁琐，需要生产技术的水平比较高、对技术进行开发的难度非常大等等，所以，我们国家一定要对煤化工产业的技术深入的进行研究，一定要以传统的煤化工来作为主要的基础保障，以煤气化的技术来作为核心所在，不断的加大改进的力度，对技术不断的进行完善。
2.3加大新技术的开发力度，积极引进先进技术
煤化工的产业对于技术方面的要求非常的高、属于密集型的一种产业，在进行生产的过程当中，采用新的技术就能够有效地减少能耗，并且也能够大大的提升生产的效率。对相关的企业一定要大力的提倡使用新的技术，我们国家自主拥有的知识产权都有：煤氧化、甲醇与醋酸的合成以及煤制烯烃等等，对我们国家拥有的自主知识产权一定要广泛的应用到煤化工产业当中。与此同时，一定要大力的引进国外的先进技术。
3煤化工的发展趋势
煤化工发展到至今已有了上百年的历史，从炼焦技术一直到现阶段的液化技术以及气化技术，使得煤化工的技术变得更加的简化。煤化工技术随着经济的发展飞速的发展，大大的促进了世界经济大大的提高。在后期发展的时间当中，煤化工技术主要能够体现在下列几点：对煤炭洁净气化的技术不断的进行完善，为煤炭化工的发展提供非常重要的保障基础，煤化工的技术在当今阶段的煤化工技术当中占据非常关键的位置。随着各个国家的环境问题越来越严峻，使得全世界也对环境方面的因素越加的重视，煤化工技术对环境产生的影响非常的大。在当今阶段石油不断的开采变得越来越少，煤势一定会代替石油的位置。
4结语
总而言之，煤化工在当今阶段处于选择的关键阶段，技术想要飞速的发展就一定要应用新的技术，并且对传统的技术不断的进行完善。只有对煤炭的清洁进行有效的转变，才是真正的新型煤化工。
参考文献：
[1]刘，韩甲业，熊志军，等.我国新型煤化工产业发展现状及趋势[J].中国煤炭，2015，41（3）：81-85.
[2]余长军.煤化工技术发展现状及趋势[J].煤炭与化工，2016，39（5）：27-30.
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【关键词】煤化工技术；发展；趋势
引言
经济的快速发展，使得我国对能源的需求总量不断增加，特别是在煤炭资源的使用中，每年都会出现供不应求的现状。另外，传统的煤化工技术生产的产品已经无法满足当代经济社会建设的需求。因此必须根据市场需求，积极的推广并发展煤炭气化、焦化、液化等技术，从而满足市场发展需求。
一、我国煤化工技术发展的必要性研究
虽然我国地大物博，但是人口数量相对较多，人均占有量也是比较少的。特别是能源方面，由于近几年我国经济发展的提速，各行各业在发展过程中对能源的消耗可谓出现了指数爆炸的趋势。因此，这给我国能源储量的消耗带来了巨大的负担。通过现代技术的探查，我国具有大量的化石资源有待开发，但是化石资源中煤炭资源占九成以上，且直接使用对环境污染较大，因此有必要对煤炭资源进行合理的技术处理。当前，主要有煤直接液化与间接液化技术两种，这是一种发展高效能源的过程，煤制甲醇是一种把煤炭资源转变为石油代用品的手段，煤制化肥和烯烃是替代了石油和天然气的一种方式，而这些，都是通过各种方式发展煤化工技术的具体手段。
二、煤化工技术的发展状况
首先是煤炭气化技术。煤炭技术是煤化工技术中重要的组成部分。我国煤炭气化技术出现的时间比较晚，该技术主要是根据煤的品质、种类等通过使用国外先进技术，在配合国产炉具、工艺进行气化。常见的有GSP干煤粉加压气化技术、多喷嘴对峙式煤气化技术等。其中煤制天然气技术应用的范围最为广泛，这主要是因为该技术节能效果好，同时还具有环保的功效。所谓GSP气化技术是指单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术。在加工过程中依据合成的不同煤气，可以直接进行水激冷，像是化合成气就比较适用；或者在废热锅炉回收热产生的高压蒸汽中也可使用。该技术进料时使用干煤粉并配合盘管式水冷壁，这样可以适用于更多煤种，减少了耐火砖的使用。下喷直接激冷让设备使用价格降低，流程简化，并且激冷后合成气内的蒸汽也可以满足其他工况的使用。使用的煤块要研磨为0.15毫米直径以下的颗粒，干燥后使用浓相气流输送到喷嘴处。所用的气化原材料和氧气等气化剂通过喷嘴后，共同进入反应炉，并在高温高压下产生化学反应，生成一氧化碳和氢气的混合合成气。气化后的煤渣与合成气共同经过反应室下部排渣口流入汽化炉激冷室。待煤渣混合气冷却后，气体进入洗涤装置、煤渣进入锁头系统后被排出，激冷气体与煤渣的污水则进入污水加工处理系统。多喷嘴对峙式干煤粉加压气化技术主要是将煤炭中的杂质清除后，输送到磨煤机内碾碎，然后把碾碎的煤炭用高温低压的氮气进行干燥处理后，放到仓库保存。其中低压氮气可以循环利用。储存在仓库中的煤粉要先后使用压氮气、高压氮气通过喷嘴输进汽化炉中。炉中使用的气化剂可选择氧气，并在输煤时一同输入，从而让煤粉在高温高压环境中产生气化反应。气体合成后，被高压送出汽化炉进入激冷、洗涤系统，最后进入造气间管线。加工时产生的灰渣经过汽化炉激冷室后被冷凝降温，经收集斗输出。在洗涤塔处流出的污水，需要利用二级闪蒸处理，污水中的水蒸气与二氧化碳、硫化氢等会立刻被蒸发出来，然后经过冷凝分离后进入生产系统与酸性气体共同处理，最后产生的污水则经净化后排出。其次是煤炭液化技术。该技术主要是将固体煤炭转化成液体燃料，在加工过程中需要使用气流反应器、浆态床反应器、固定床反应器等对煤炭进行液化处理，该技术有助于我国煤炭液化的深入发展以及其潜在价值的开发利用。一是煤炭直接液化法：此法是说在高温的环境中，利用溶剂催化让煤炭与气态氢直接反应，从而不断的消耗煤炭中的氢元素，使其整体分子结构发生改变，成为液态煤炭。通常在操作的过程中习惯性的使用硫化铜与硫化物作为催化剂，该法使用范围比较广，同时也催生了大量的煤炭液化企业。二是溶剂精制法：该法对氢实施直接的液化处理，在操作中不需要添加任何催化剂，但是反应的条件必须相当温和才可以，该法一般在常温下就能够让煤炭转化为低灰低硫的固液混合物，接着通过残渣循环处理、减压蒸馏处理后，实现固液混合物的完全分离，这种方法在重质燃料油加工中使用较广。三是氢煤法：该法反应环境为沸腾床，且需要高活性催化剂催化，通过催化剂提高煤炭液化转化效率，减少了转化后出现的残留杂质数量，优化了液相粗油的加工品质。然后是煤炭焦化技术。该技术在煤化工处理技术中已经处于应用相对成熟的阶段，此类技术主要在冶金煤炭制取、化学品加工中被广泛运用。煤焦化技术主要通过高温干馏加热的方式，让煤炭中的大分子持续受热分解、裂解，然后使熔点高的大分子物质相互渗透，让他们在高温过程中逐渐由固态到液态再到气态实施分离加工，最后剩余的颗粒膨胀后就会收缩，变成有裂纹有气孔的焦炭。最后是以煤为原材料制造化工产品。很多企业在进行化学产品加工的时候都是用天然气作为生产甲醇的原材料，鉴于我国煤炭量储量巨大的特点，可以逐渐的鼓励企业引入煤炭作为企业生产甲醇的原材料。同时经过羰基化处理还可以加工草酸、醋酸等一类的化工产品。比如说，久泰能源内蒙古公司100万吨/年甲醇、10万吨/年二甲醚项目于2010年10月建成投产，截至2015年10月底，累计生产甲醇280．29万吨、二甲醚20．25万吨，实现销售收入64．11亿元。
三、煤化工技术未来发展趋势
首先，会朝着清洁能源产品生产，降低对资源的消耗和对环境的破坏。煤化工技术在未来发展中，应强调加工清洁能源技术的重要性，要制造汽油、柴油、液化石油气等相关产品。此类清洁能源在进行加工生产的时候，一定要做好废弃物的处理与资源化工作，降低煤炭资源的消耗量、提高煤炭资源的利用率，提高副产品回收利用的效果，从而促进下游产业的健康发展。其次要让煤炭和能源化工实现大型化、一体化生产。煤化工技术在发展过程中要根据煤炭资源的开发状况、化工技术的使用情况，通过科学合理的结合，建立并形成一种新形式下的煤炭-能源-化工一体化的新型发展产业链条，从而提高煤化工技术的利用效果，加速煤化工技术的革新换代。所谓的大型化生产，主要是说采用统一的生产加工模式和同样的工艺技术，对开采的煤炭进行集中式、大批量加工处理。采用一体化模式进行大型化生产，在一定程度上克服了资源浪费并且节省了人力、财力、物力，促进了企业之间的合作，形成了更多的新型产业。现如今我国的焦炭总产量已经位于全世界煤炭总产量的50%以上，因此如果可以推广大型化生产模式，必然可以解决技术、产量等存在的问题，从而为煤化工产品的开发提供必要的保障。所以，这就需要相关行业实现精诚合作，通过联合生产的方式，降低技术开发、产品加工成本，提高煤炭资源开发利用的经济及社会效益。最后，要积极引进高新技术，将产业链条延长。为了促进煤化工技术的健康发展，要大力的进行煤化工技术的创新研发与引进，要积极的对不同产品的结构、能源梯度等不同工艺进行合理的优化、改进、集成，并积极与相关产业联盟，延伸产业链条，提高技术使用价值。煤化工企业在发展的过程中要积极的与科技研发能力强的企业进行合作，并通过对市场的分析，制作战略性发展方案，并根据市场发展要求，积极的研发符合市场需要的煤化工核心技术，从而为社会能源的开发提供保障。
结束语
煤炭行业在发展过程中要想能够满足经济市场的发展需求，就必须对现有的煤化工技术大胆的进行创新、改革，通过实践探索的方式优化技术，提高煤炭产量及产品加工质量，从而促进我国煤炭行业健康发展。
【参考文】
【[1]张方.煤化工产业发展趋势及其对煤炭消费的影响[J].煤炭经济研究.2014(04)
[2]顾宗勤.我国煤化工发展主要问题分析及政策性建议[J].煤炭加工与综合利用.2014(02)
煤化工技术范文4
【关键词】煤化工产业;技术发展;现状;特点;发展路线
煤炭业一直是支撑我国国民经济发展的重要产业之一，煤化工也是最主要的能源利用形式。尤其在现如今全球石油资源短缺的情况下，我国作为一个煤炭大国，充分利用煤炭资源更是值得深入研究的重要课题。然而现如今我国的煤炭业发展存在着很大的弊端，煤化工产业技术相对较为落后，煤炭资源的利用率较低。为此，必须加强煤化工技术的改进与创新，在国家相关支持政策的基础上，实现新的煤化工产业时期。
1．我国煤化工现状
所谓煤化工，是指利用各种化学加工的形式将煤转化成气体、液体或者其他形式的固体产品，继而再进行深加工，使之成为一定的化工、能源产品。煤化工的技术方法主要有煤的气化、液化、干馏、以及焦油加工和电石乙炔化工等。目前我国的煤化工产业技术还远远落后于西方其他国家的技术水平，煤化工加工设备性能差，能力小，工艺水平也相对较低，所产出的煤化工产品种类较少，煤的使用效率低，这样不仅极大的浪费了能源资源，而且由于煤焦油等加工较为分散，还造成了严重的环境污染现象。另外，无烟煤或焦碳合成氨的能力占我国合成氨总能力的大部分，尽管总体合成氨数量较大，但由于技术水平有限，使得能源消耗也是非常大的。整体来讲，我国目前的煤化工现状是技术落后，设备陈旧，工艺水平低，效率不高，有污染。这些问题也是当前我国煤化工技术人员不断致力研究的重点问题。
就煤化工产业技术的改革与发展来讲，要解决上述几种问题，可以从传统的产品领域和能源替代品等两方面入手，进行分类发展。在传统产品领域来讲，要对与石油化工路线相比具有比较优势的煤化工的产品领域大力进行技术改造,并促使企业改制、改组,设法做强做大,增强国际竞争力。加大产品结构的调整力度:对与石油化工路线相比具有劣势的产品领域宜加速淘汰、关闭或转产;降低高能耗煤化工产品在行业的比重,收紧、缩减高能耗产品的出口;限制和淘汰一批能耗高,污染重的企业。在能源替代品方面来讲，这一部分是煤化工的潜在市场,市场前景广阔是发展的重点。以煤制油(直接液化、间接液化)。甲醇的主要潜在市场是作燃料:燃料甲醇(掺烧或全烧);甲醇转化为二甲醚(替代液化石油气和柴油)中型燃气轮机发电的燃料;燃料电池。
2.现代煤化工产业技术发展的方向
煤的气化可以最大程度的提高煤的利用率，且不会对环境造成污染，在能源资源紧缺，生态环境急剧恶化的新时代，最大限度的实现煤的气化是当前煤化工产业技术的主要发展趋势。另外，煤化工产业是一种技术密集型的产业，并且需要大量的资金投入，为此，建设高效益的经济运行模式体系也是现代煤化工产业发展的方向。现代煤化工的发展要坚持一体化、基地化、大型化、现代化和集约化,真正转变经济增长方式。
2.1坚持一体化
就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来(当然亦可以采取煤—电—化一体化联产模式)。把煤气化装置建在矿上(或临近矿区),力求减少煤炭运耗及费用,实施资源优化配置,合理使用煤炭资源(按煤质资源优质优用,劣质劣用,各得其所)。只有形成煤化工与煤矿一体化的利益机制,才能减少日后的价格、运输和布局的风险。
2.2坚持基地化
化学工业内在的固有特性适宜于综合利用和深加工。基地是企业群体的集称。基地内集中布置相关企业,可以充分、高效、合理利用各种资源,提高资源配置效率和效益,发挥企业的集聚效应。总之,煤化工发展实施基地化布局最重要的目的是实施以市场为基础的高度资源优化配置,谋求集约化经营。
2.3坚持大型化、现代化
只有采用一流的技术、一流的设备、一流的管理,建设大型规模效益的装置才能形成一流的煤化工基地,谋求跨越式发展,具备国际竞争力。煤化工如不具备国际竞争力,则无法忍受国际油价波动,和经济全球化带来高度的市场竞争的冲击。
2.4坚持集约化
由于煤本身的固有的特性，要把从不清洁的能源转为清洁的化工原料,所经过的流程长、环节多、技术要求高、难度大,因而必然导致投资大。因此，应当坚持集约化，扩大生产规模，采用先进技术集中处理，提高设备性能，以整体降低资本投入。另外，还要充分利用国家相关优惠政策，采取优质且价格低廉的煤供应，提高节能降耗技术，从煤的采购到煤化工技术水平的提高，都注重集约化和成本低廉化，以降低投资，增大经济效益。
3.新型煤化工产业技术应当具备的特点
在石油资源短缺的今天，可以作为石油替代产品的煤化工产品就具有了广阔的发展前景。而这就要求煤化工产业技术要达到一定是水平才能实现石油产品的替代。为此，新型煤化工产业技术必须要具备以下几点特点，才能在新的经济发展形势和市场环境中立足脚步，快速发展。
3.1以清洁能源为主要产品
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。
3.2煤炭-能源化工一体化
新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。
3.3高新技术及优化集成
新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对工艺优化集成,提高整体经济效益,如煤焦化-煤直接液化联产、煤焦化-煤气化合成联产、煤气化合成-电力联产、煤层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时,新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。
3.4建设大型企业和产业基地
新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业。
3.5有效利用煤炭资源
新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。
3.6经济效益最大化
通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。
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关键词:煤化工;企业废水;处理技术;研究进展
煤炭资源是我国重要的能源之一，而且我国煤炭资源的储量居世界前列。随着我国社会经济的发展，煤资源的消费结构和方式也发生了较大的变化，但是还存在煤炭利用效率不高的现象，加剧了环境污染的现象。煤化工技术是指以原煤为原料，采用化学等方法等技术措施，使煤炭转化为气态、液态和固态的产品的过程［1］。煤化工所涉及的产品众多，提升了煤炭的利用效率，是推动煤炭能源高效利用的重要途径。但是，煤化工企业的发展，却带来了水污染的问题，煤化工企业用水量大，产生的废水成分复杂，而且毒性大，若不进行有效的处理，对周围环境将造成严重的损害，此外，还会造成水资源的浪费，在一些缺水地区，既不经济也不合理。因此，研究和开发科学高效的煤化工废水处理技术，不仅能够促进煤化工行业的发展，减少环境的污染，而且能够最大限度的利用水资源。
1煤化工企业废水的特点
煤化工企业产生的废水水量大、成分复杂，按来源可分为焦化废水、气化废水和液化废水。焦化废水是在煤焦化的过程中产生的废水，主要产生于炼焦用水、煤气净化、产物提炼等过程中［2］。该类废水的特点是，水量大、COD和氨氮浓度高，而且废水中含有长链、杂环化合物，此外还有苯、酮、萘等一些多环化合物，该类物质难以生物降解，而且具有致畸、致癌特性。气化废水是煤气化过程中获得天然气或者煤气过程中产生的废水，主要含有洗涤污水、冷凝废水和蒸馏废水等。该类废水的主要特点是COD、氨氮、酚类、油类等污染物浓度高，此外，废水中的一些物质对微生物的生长具有毒害和抑制作用。液化废水时在煤进行液化生产过程中产生的废水，该类废水的特点是污染物含量高，无机盐含量低。
2煤化工企业废水的处理技术
2．1预处理技术
煤化工产生的废水中酚和氨的含量较高，此外还有油类物质，经过预处理，这些物质可被回收利用，而且还能降低对后续处理工艺的污染负荷，使污水处理系统更为稳定。
2．1．1脱酚
煤化工废水中所含有的酚，可利用具有高比表面积的吸附材料进行脱酚处理，当吸附材料吸附饱和后，在利用有机溶剂或蒸汽对吸附剂进行解脱再生［3］。常用的吸附材料有改性的膨润土、活性炭以及大孔的吸附树脂。天然的膨润土在其表面具有亲水性的硅氧结构，对水中有机物的吸附性差。因此，在利用膨润土作为吸附剂时通常对其进行改性在加以利用。有研究者对天然的膨润土和经过改性的有机膨润土的脱酚性能进行了研究，结果表明改性后的膨润土吸附活化能更大，达到平衡的时间较小，吸附酚的量更大。活性炭也是常用的吸附剂之一，活性炭的具有高比表面积、表面的孔结构发达，而且价格相对低廉。因此，在煤化工废水脱酚处理中常用活性炭为吸附剂。有研究者利用活性炭吸附浓度为60mg/L的苯酚，在温度为30℃，pH值为6．0的条件下，苯酚去除率为86%。还有研究者采用活性炭纤维来作为煤化工废水脱酚的吸附材料，该材料具有吸附和解吸速度快，再生条件好的优点。随着高分子材料技术的发展，新型的吸附材料展现出了更为优越的吸附性能，例如大孔吸附树脂的应用，大孔吸附树脂与吸附物质之间靠范德华力来吸附，其表面还有巨大的比表面积，相比活性炭等吸附材料，它具有空分布窄，容易解脱等优点。
2．1．2除油
煤化工企业产生的废水中含有一定的油类，油类物质将会黏附在菌胶团的表面，进而阻碍了可溶性有机物进入到微生物的细胞壁，从而影响了生物处理工艺的效果，因此在进入生化处理单元前应对煤化工废水进行出油，以提高后续的处理效果。通常情况下，生化处理废水要求进水中含油量需小于50mg/L。在煤化工废水的油类物质通常采用隔油池和气浮法来进行控制［4］。
2．1．3蒸氨
煤化工废水氨氮的浓度很高，主要来源于煤制气反应中高温裂解和煤制气反应剩余的氨水。高浓度的氨氮，在进行生化处理过程中会抑制硝化细菌的活性，进而导致生活处理工艺处理效果不佳，不能保证出水氨氮达标。目前脱氨的过程主要采用水蒸气汽提法，将煤化工产生的废水中通入大量的高温蒸汽，使其充分的接触，以此将废水中的氨氮进行吹脱，这样可以有效的降低废水中氨氮浓度。吹脱出的氨氮在经过分离、蒸馏等步骤进行回收再利用。
2．2深度处理技术
煤化工废水中污染物浓度极高，成分复杂，而且难以降解。煤化工废水经过预处理后COD、氨氮等污染物的浓度得到了一定程度的降解，而难降解有机物在生化处理过程中几乎没有被降解，因此经过生化出后还需对其进行深度处理，进而满足出水的排放标准。目前在煤化工废水处理中应用最多的深度处理技术是高级氧化技术，主要有臭氧氧化技术、非均相催化臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术等［5］。
2．2．1臭氧氧化技术
臭氧是一种强化剂，其氧化过程有两种途径，一种是直接通过分子臭氧氧化，另一种是间接的通过臭氧分解并生成羟基自由基来进行氧化［6］。臭氧氧化技术可以降低煤化工废水中的COD，同时还能够降低水中的色度和浊度，同时在该过程中不产生二次污染。有研究表明，在内循环的反应器中，利用臭氧对煤化工废水进行深度处理，COD的去除率可到40%～50%，其中对酚类和杂环类有机物效果最好。随着对臭氧氧化技术的深入研究发现，臭氧在单独使用过程中，有机物和臭氧反应后通常会生成醛和羧酸，而这两种物质不能再和臭氧继续反应，进而限制了臭氧的矿化作用，降低了臭氧的处理效果。因此，研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用，有研究者采用UV与臭氧联用来进行废水的处理，结果表明臭氧的氧化能力比单独使用时提高了10倍以上，极大地改善了臭氧的氧化能力。
2．2．2非均相催化臭氧氧化技术
非均相催化臭氧氧化技术是建立在臭氧氧化的基础之上的一类新型的高级氧化技术，是臭氧在特定的催化剂作用下产生高效的羟基自由基对有机物进行氧化分解，主要使用的催化剂有金属氧化物、金属改性的沸石、活性炭等［7］。目前研究最多的是金属氧化物，例如Al2O3、TiO2等。此外，影响其氧化效果的因素还有pH值和温度。pH值主要是影响OH的产生，pH值升高有助于提高OH的产生，进而提高氧化能力。在催化氧化过程中，催化剂不仅起到催化的作用，而且还具有吸附作用，pH值的变化将影响金属氧化表面的电荷的转移，进而影响了对有机物的吸附能力。
2．2．3超临界水氧化技术
超临界水氧化技术是利用水在超临界状态下，具有非极性有机溶剂的性质，进而对有机物进行氧化分解的技术。该技术具有反应效率高，处理彻底。反应器结构简单等优势，但是由于超临界状态的水具有严重的腐蚀性，无机盐在反应过程中会结晶析出，进而导致设备和管道堵塞等问题，最终提高了超临界废水的处理成本，影响了工业化应用的进程。
2．2．4光催化氧化技术
光催化氧化技术是利用半导体材料，在紫外光照射下将吸附于材料表面的氧化剂进行激发，进而产生具有强化性能的羟基自由基，然后利用羟基自由基对有机物进行氧化分解。TiO2是应用最多的光催化剂，有研究者利用光催化技术处理模拟的苯酚废水，结果表明，TiO2的投加量为2g/L、pH值为3，光照2．5h的条件下，苯酚的去除效果最佳，可达到96%。TiO2光催化技术对难降解有机物的处理效果十分显著，但是现阶段还未能应用于煤化工废水的处理中，原因在于该催化剂不能充分的利用太阳能，反应器设计难以符合实际的应用。相信随着技术的发展，这些问题终将会被解决，给煤化工废水处理技术带来新的突破。
3结语
煤化工技术给煤炭资源的利用带来了新的发展方向，提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企业产生的废水又给我们提出了一个新的难题，由于其水量大，污染物浓度高，而且成分复杂，毒性大，单一的处理技术根本不能满足要求。建议企业和研究机构在结合实际工程的前提下，加大对煤化工废水处理技术的研究，努力及早实现处理效率高、环境友好的废水处理技术，以带动煤化工行业向着更高的方向发展。
作者:巨润科 单位:佛山市新泰隆环保设备制造有限公司
参考文献:
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［5］游建军，熊珊，贺前锋．煤化工废水处理技术研究及应用分析［J］．科技信息，2013(2):365－370．
煤化工技术范文6
关键词：煤制烯烃 火炬 不凝气
1.引言
新型煤化工厂火炬放空系统是企业重要的安全与环保设施。负责处理各生产装置开停车工况、正常工况及事故工况下排放的可燃性气体。新型煤化工厂火炬放空系统的意义主要有两个方面：一是作为新型煤化工厂的重要的安全屏障，满足全厂装置的在事故工况下火炬气的安全排放的要求；二是满足正常工况下安全阀、泄压阀及小流量泄漏、吹扫尾气等可燃气体。满足事故工况下能稳定燃烧并能使系统安全排放，不造成上游装置排放系统憋压的基本要求。
高压富氢水封罐通过其阀门切换的作用使得火炬气分常燃与事故两类火炬燃烧的思路得以实现。正常运行时，设一定水封高度将排放总管封住，接分支管将正常生产中安全阀、泄压阀等泄漏量引至常燃火炬（酸性气火炬）燃烧，事故状态下大量排放时，排放总管压力升高，达第一设定值，排放压力报警，同时联锁点燃高压富氢、低压重烃火炬共8台高空点火器配长明灯，达第二设定值，联锁开关阀排水，将水封筒内水放尽，保障火炬气的安全排放。
2. 存在的问题：
在甲醇中心开车初期（属于事故工况）、气化炉进行计划切炉阶段及事故工况，装置排放的火炬气含有大量凝液，造成高压富氢水封阀液位迅速上升，但由于水封阀泄水能力有限，造成水封液位超高，导致上游系统放空有阻力。
3.问题的原因分析：
3.1 开工初期
甲醇中心第一台气化炉开始计划升温及提高负荷，将含有58%、241～280℃蒸汽的火炬气排至高压富氢火炬气管网，当负荷提至一定值后将产生的合成气引至净化装置的低温甲醇洗工段，经过低温甲醇洗工段的30℃合成气放空至高压富氢火炬系统。然后第二台气化炉进行升温及提高负荷将含有58%、241～280℃蒸汽的火炬气排至高压富氢火炬气管网。在气化至火炬系统管段，两股气体汇合，经过换热[1]，由于温差较大原因导致蒸汽迅速冷凝。同时火炬气外网管网为长输裸钢管造成热量大量损失及不凝气[2]的存在降低了水蒸汽的凝点[3]。火炬气在沿线形成大量凝液，造成了水封阀液位超高，存在着重大安全隐患。
3.2计划切炉
当备用炉计划升温及提高负荷后，将合成气引致低温甲醇洗工段造成低温甲醇洗产生的不合格合成气，最终进行放空。同样造成了低温气体与高温气体在管道中汇合，形成大量冷凝液。
4 改进措施：
4.1火炬气管道为裸管散热的改进措施
采用了在管道外侧进行保温处理，减少散热量[4]。由于当地气候原因，冬天最低温度达到-30℃，在高压富氢火炬气管道沿线增加250℃蒸汽伴热，减少温差减低传热速率。冬季采取设有专人进行伴热及保温防护。
4.2火炬气带有大量凝液的改进措施
采取了沿线增加了两个分液罐[7]，并将冷凝液由泵送至污水装置进行处理。由于冷凝液的温度较高，在泵的选型上选用了耐高温离心泵。增设分液罐时考虑到防止火炬气带液量过大，造成分液罐满罐，使放空系统憋压[5]。在设计时管道设置采取了下图安装设置。在开工初期及气化切炉过程中，密切与甲醇装置保持密切联系，加强巡检，及时将冷凝液泵送至污水装置，防止造成系统憋压[6].
5.改造后的效果
5.1 增设的分液罐能够满足开工初期及切换气化炉时带液情况。
5.2 增设伴热保温，带液量同比减少40%。
5.3改造后能够达到上游装置排放要求。
6.技术改造建议：
6.1煤气化项目在设计火炬气管道时将气化装置产生的高温气体及净化装置产生的低温气体分两路送至火炬进行燃烧，从根本上解决温差产生的热量交换及凝液的问题。
6.2 设计高压富氢火炬管线时应与距火炬系统在合理的位置，防止长输管道的热量损失产生大量凝液[8]。
6.3 高压富氢火炬分液罐收集的凝液，其中大部分为水蒸汽，可以通过管线改造将凝液泵送至甲醇装置进行回炼回收，达到水资源的充分利用。
7 结语
作为“十二五规划”开局之年，煤化工事业蒸蒸日上。但煤化工技术需要更多的人才去开发，去创新，最终实现国家能源替代战略的目标。
参考文献：
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[3] 熊孟清，刘威定，林宗虎；含不凝气体的蒸气冷凝换热的计算方法[J]；西安建筑科技大学学报；1996年03期
[4] 王松汉.石油化工设计手册：第四卷[M].北京：化学工业出版社，2002：632
[5] SH 3009-2001 石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放设计规范[S].
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