煤化工詳解

煤化工既是經(jīng)化學(xué)方法將煤炭轉(zhuǎn)換為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半產(chǎn)品，而后進(jìn)一步加工成化工、能源產(chǎn)品的工業(yè)。包括焦化、電石化學(xué)、煤氣化等。隨著世界石油資源不斷減少，煤化工有著廣闊的前景。

　　
　　主要包括煤的氣化 、液化 、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中，煉焦是應(yīng)用最早的工藝，并且至今仍然是化學(xué)工業(yè)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(chǎn)各種氣體燃料，是潔凈的能源，有利于提高人民生活水平和環(huán)境保護(hù)；煤氣化生產(chǎn)的合成氣是合成液體燃料等多種產(chǎn)品的原料。煤直接液化，即煤高壓加氫液化，可以生產(chǎn)人造石油和化學(xué)產(chǎn)品。在石油短缺時(shí)，煤的液化產(chǎn)品將替代目前的天然石油。

發(fā)展運(yùn)用

　　煤化工開(kāi)始于18世紀(jì)后半葉，19世紀(jì)形成了完整的煤化工體系。進(jìn)入20世紀(jì)，許多以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機(jī)化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn)，煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。第二次世界大戰(zhàn)以后，石油化工發(fā)展迅速，很多化學(xué)品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油、天然氣為原料，從而削弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。煤中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心，由橋鍵互相連接，并帶有各種官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu)，通過(guò)熱加工和催化加工，可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭 ，同時(shí)副產(chǎn)煤氣和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴。煤氣化在煤化工中也占有重要的地位，用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣 ，也用于生產(chǎn)合成氣 ；煤低溫干餾、煤直接液化及煤間接液化等過(guò)程主要生產(chǎn)液體燃料。

加工過(guò)程

　　煤中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心，由橋鍵互相連接，并帶有各種官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu)（見(jiàn)煤化學(xué)），通過(guò)熱加工和催化加工，可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。 在煤的各種化學(xué)加工過(guò)程中，焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同時(shí)副產(chǎn)煤氣和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴；煤氣化在煤化工中也占有很重要的地位，用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣（廣泛用于機(jī)械、建材等工業(yè)），也用于生產(chǎn)合成氣（作為合成氨、合成甲醇等的原料）；煤低溫干餾、煤直接液化及煤間接液化等過(guò)程主要生產(chǎn)液體燃料，在20世紀(jì)上半葉曾得到發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)以后，由于其產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上無(wú)法與天然石油相競(jìng)爭(zhēng)而趨于停頓，當(dāng)前只有在南非仍有煤的間接液化工廠；煤的其他直接化學(xué)加工，則生產(chǎn)褐煤蠟、磺化煤、腐植酸及活性炭等，仍有小規(guī)模的應(yīng)用。

　　

世界煤化工

　　世界上生產(chǎn)的煤，主要用作電站和工業(yè)鍋爐燃料；用于煤化工的占一定比例，其中主要是煤的焦化和氣化。80年代世界焦炭年產(chǎn)量約340Mt,煤焦油年產(chǎn)量約 16Mt（從中提煉的萘約1Mt）。煤焦油加工的產(chǎn)品廣泛用于制取塑料、染料、香料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、溶劑、防腐劑、膠粘劑、橡膠、碳素制品等。1981年，世界合成氨總產(chǎn)量95.3Mt，主要來(lái)源于石油和天然氣。以煤為原料生產(chǎn)的氨只約占10％；自煤制合成甲醇的比例也很小，僅占甲醇總產(chǎn)量約1％。

　　中國(guó)煤化工

　　從總量上來(lái)看，2006年在建煤化工項(xiàng)目有30項(xiàng)，總投資達(dá)800多億元，新增產(chǎn)能為甲醇850萬(wàn)噸，二甲醚90萬(wàn)噸，烯烴100萬(wàn)噸，煤制油124萬(wàn)噸。而已備案的甲醇項(xiàng)目產(chǎn)能3400萬(wàn)噸，烯烴300萬(wàn)噸，煤制油300萬(wàn)噸。2006年，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)了政策并利用各種渠道廣泛征求意見(jiàn)，以期規(guī)范和扶持煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2006年中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤化工技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展，開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)。

　　2007年是中國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)的一年，在國(guó)際油價(jià)一度沖擊百元大關(guān)、全球?qū)μ娲ぴ虾吞娲茉吹男枨笤桨l(fā)迫切的背景下，中國(guó)的煤化工行業(yè)以其領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度成為中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。煤化工行業(yè)的投資機(jī)遇仍然受到國(guó)際國(guó)內(nèi)投資者的高度關(guān)注，煤化工技術(shù)的工業(yè)放大不斷取得突破、大型煤制油和煤制烯烴裝置的建設(shè)進(jìn)展順利、二甲醚等相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)。

　　新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它與能源、化工技術(shù)結(jié)合，可形成煤炭——能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國(guó)能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要發(fā)展方向，這對(duì)于中國(guó)減輕燃煤造成的環(huán)境污染、降低中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴均有著重大意義。可以說(shuō)，煤化工行業(yè)在中國(guó)面臨著新的市場(chǎng)需求和發(fā)展機(jī)遇。

煤化工前景

　　縱觀近百年化學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷史，其間每次原料結(jié)構(gòu)的變化總伴隨著化學(xué)工業(yè)的巨大變革。1984年世界化石燃料探明的可采儲(chǔ)量，煤約占74％，而石油約12％、天然氣約10％，從資源角度看，煤將是潛在的化工主要原料。未來(lái)煤化工將在哪些領(lǐng)域，以什么速度發(fā)展，將取決于煤化工本身技術(shù)的進(jìn)展以及石油供求狀況和價(jià)格的變化。從近期來(lái)看，鋼鐵等冶金工業(yè)所用的焦炭仍將依賴于煤的焦化，而煉焦化學(xué)品如萘、蒽等多環(huán)化合物仍是石油化工所較難替代的有機(jī)化工原料；煤的氣化隨著氣化新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，仍將是煤化工的一個(gè)主要方面；將煤氣化制成合成氣，然后通過(guò)碳一化學(xué)合成一系列有機(jī)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究，是近年來(lái)進(jìn)展較快，且引起關(guān)注的領(lǐng)域；從煤制取液體燃料，無(wú)論是采用低溫干餾、直接液化或間接液化，都不得不取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的評(píng)價(jià)。

　　煤化工替代燃料產(chǎn)品可分為三類：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（煤制油）、氣體燃料（甲烷氣/合成氣/氫氣）。其中含氧燃料技術(shù)成熟，是近期應(yīng)予推廣應(yīng)用的重點(diǎn)；合成油與現(xiàn)有車輛技術(shù)體系和基礎(chǔ)設(shè)施完全兼容，但其技術(shù)尚待完善，將在2020年發(fā)揮重要作用；氣體燃料車優(yōu)點(diǎn)很多，我國(guó)將從基礎(chǔ)科學(xué)研究、前沿技術(shù)創(chuàng)新、工程應(yīng)用開(kāi)發(fā)等方面逐一突破。