化工技術(shù)論文褐煤在煤化工技術(shù)中應(yīng)用

　　褐煤是一種成本低下的煤炭資源，隨著我國煤資源的日趨緊張，如何挖掘褐煤在煤化工技術(shù)中的應(yīng)用價值是本篇化工技術(shù)論文的探討核心，作者提出了三大褐煤應(yīng)用技術(shù)，以供參考�？梢园l(fā)表化工技術(shù)論文的期刊有《江西煤炭科技》(季刊)創(chuàng)刊于1979年，是由江西省煤炭集團公司,江西省煤炭學(xué)會,江西省煤炭經(jīng)濟研究會,江西省煤炭工業(yè)科研所主辦的煤炭工業(yè)刊物。重點報道全省煤炭生產(chǎn)建設(shè)的新成果、科學(xué)管理的新經(jīng)驗、改革的新成就，報道國內(nèi)外先進技術(shù)，提高煤炭工業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益。榮獲1992年和1996年獲江西省優(yōu)秀期刊三等獎。

　　1褐煤發(fā)展煤化工的可行性

　　如今不論是技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面，都為煤轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)取代石油燃料和化工品提供了有利條件。隨著天然氣和石油能源供應(yīng)的日趨緊張，煤化工能源將會發(fā)展成為化工原料的主流。褐煤發(fā)展煤化工的優(yōu)勢：第一，我國褐煤資源豐富，而且褐煤成本低下。在我國的很多褐煤地煤田，煤層都較淺，開采起來比較簡單，甚至有些地方還可以進行露天開采。因此褐煤的產(chǎn)出效率高，安全性高，成本較低。第二，有成熟的煤化工技術(shù)做后盾。相對來講，褐煤還屬于一種比較年輕的資源，不存在明顯的粘結(jié)性，而且化學(xué)性質(zhì)活波，非常有利于實現(xiàn)綜合加工和能源轉(zhuǎn)換。當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的煤化工技術(shù)有以下幾種：1.熱解提質(zhì)技術(shù);2.煤的氣化技術(shù);3.煤的液化技術(shù)。第三，產(chǎn)區(qū)環(huán)境容量和水資源的有利條件。水是實現(xiàn)煤化工技術(shù)必不可少的條件，而出產(chǎn)褐煤的地方往往都是水資源豐富的邊遠地區(qū)，環(huán)境地廣人稀，是進行大規(guī)模煤化工基地建設(shè)的最佳位置。因此，開發(fā)以褐煤為原料的煤化工工藝技術(shù)成為現(xiàn)代煤化工的一種新的趨勢。

　　2褐煤在煤化工技術(shù)中的應(yīng)用

　　煤化工就是利用多種化學(xué)加工技術(shù)把各種原料煤轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料、固態(tài)燃料或者是化學(xué)品的工藝技術(shù)。我國褐煤資源豐富，再加上褐煤自身的多種資源優(yōu)勢，將會在煤化工應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。常用的褐煤煤化工技術(shù)包括褐煤的熱解提質(zhì)技術(shù)、氣化技術(shù)以及褐煤液化技術(shù)。

　　2.1褐煤的熱解提質(zhì)工藝技術(shù)

　　褐煤的熱解提質(zhì)又稱干餾提質(zhì)，是指對褐煤在非氧化環(huán)境下或者隔絕空間的情況下進行加熱，最后得到煤氣、焦油和半焦(又稱藍炭)。褐煤經(jīng)過熱解后得到的煤氣可以作為燃料用氣，半焦具有固定碳高、低硫以及低灰的特點，在各種化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用廣泛，如可作為進行活性炭生產(chǎn)的原料、化肥、鐵合金以及電石等行業(yè)的燃料等等。經(jīng)熱解后的褐煤失去了大部分水分，但仍百分之十的揮發(fā)分，其熱值得到很大提高，不再容易發(fā)生揮發(fā)和自燃，有利于進行長途運輸，此時可作為電煤使用。因為褐煤不存在粘結(jié)性，沒有膠質(zhì)層，經(jīng)熱解后得到的低溫煤焦油和重油的性質(zhì)及組成十分相近，具有很大的利用價值，如果經(jīng)過深加工可以獲取具有更高經(jīng)濟價值的酚類化學(xué)品。煤的熱解提質(zhì)工藝有很多種，在加熱方法、加熱速度、熱載體類型等方面的技術(shù)要求都不相同，當(dāng)前的熱解提質(zhì)工藝技術(shù)主要有褐煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)和褐煤低溫干餾改質(zhì)技術(shù)。其中延長石油集團正在開發(fā)的CCSI技術(shù)就是低溫干餾改質(zhì)技術(shù)的典型代表。

　　2.2褐煤的液化工藝技術(shù)

　　褐煤的液化技術(shù)主要可以分為兩種，直接液化工藝技術(shù)以及間接液化工藝技術(shù)。直接液化：在催化劑以及氫氣的作用下，把煤經(jīng)過加氫裂變反應(yīng)后轉(zhuǎn)換成為液態(tài)燃料稱為直接液化。煤的直接液化工藝技術(shù)涉及到很多環(huán)節(jié)和流程，包括原料煤干燥過程、原料煤破碎過程、煤漿制備過程，到最后的態(tài)產(chǎn)物分餾以及精制加工過程。利用煤的直接液化技術(shù)可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的液態(tài)石油氣、汽油、柴油以及氨和硫磺，而且還可以進一步萃取出炭素、二甲苯等化工原料。褐煤的液化活性較高，因為其相對來講碳含量較低，氫和碳的比例較高，結(jié)構(gòu)中的羧基、氧橋、羰基以及亞甲基比較多，所以褐煤非常適合進行直接液化的。直接液化技術(shù)的典型代表有懸浮床加氫裂化技術(shù)(VCC)，該技術(shù)最早起源于1913年德國Bergius-Pier煤液化技術(shù)，是通過煤化工與煉化的有效結(jié)合實現(xiàn)的。經(jīng)過長期以來的不斷改進和完善，全球首套VCC裝置已于2015年初開車成功。VCC技術(shù)可以適用于塑料、低階褐煤、劣質(zhì)重油以及減壓渣油等多種原料或者混合物。間接液化：先把煤氣化成氫氣和一氧化碳等氣體，然后在一定壓力和溫度環(huán)境下利用煤基合成氣原料將其催化轉(zhuǎn)化為烴類燃料油的技術(shù)過程叫做間接液化。該技術(shù)方案主要基于煤氣化工藝的產(chǎn)物，在催化劑作用下將合成氣中的一氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為石腦油，柴油等油品。目前F-T合成技術(shù)是間接液化的主流工藝技術(shù)。

　　2.3褐煤的氣化工藝技術(shù)

　　煤炭液化以及其他煤化工應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)就是煤的氣化技術(shù)，煤氣化技術(shù)是進行煤化工生產(chǎn)和能源轉(zhuǎn)換的主要途徑之一。煤氣化工藝技術(shù)是指在一定的壓力和溫度環(huán)境下，通過對水蒸氣、氧氣、空氣等氣化劑的作用下加熱煤炭，煤炭經(jīng)過受熱發(fā)生分解，煤中含有的熾熱的碳轉(zhuǎn)化為游離碳，此時這些分解出來的游離碳和氣化劑中的游離的氧、氫和碳進行有機結(jié)合，最終成為氫氣、一氧化碳以及甲烷等可燃性氣體。采用的氣化劑不同的情況下就會形成不同熱值的煤氣。另外，煤的揮發(fā)分的差異也會給反應(yīng)速度和產(chǎn)量造成直接影響。相比之下，褐煤的揮發(fā)分要低于具有較深變質(zhì)程度的煙煤以及無煙煤，所以褐煤在進行氣化的過程中反應(yīng)活性特別強，反應(yīng)速度快、無粘結(jié)性、氣體產(chǎn)量高，是具有較大使用價值的的氣化用煤。當(dāng)前，褐煤氣化在我國的化工產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。煤的氣化不同于熱解，煤的熱解過程只是把煤自身不到百分之十轉(zhuǎn)化為可燃氣體混合物，而氣化過程則是把煤所包含的所有碳氣化成為氣態(tài)。相比直接燃燒褐煤進行氣化表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性，因為氣態(tài)燃料的燃燒相對比較穩(wěn)定，沒有環(huán)境污染，而且燃料的凈化和運輸都非常的方便，原料的配料控制簡單，很大程度上簡化了生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝。另外，氣態(tài)燃料能夠適用于非均相催化的化工合成過程，而且氣化過程中得到的灰渣也有多種用途，如可以用來制造肥料、水泥、磚瓦、土壤改良劑以及絕熱材料等等。西門子的GSP氣化技術(shù)：西門子的GSP氣化技術(shù)是目前一種比較成熟的氣化技術(shù)，至上世紀(jì)八十年代之間已有三十多年的研發(fā)經(jīng)驗，應(yīng)用于煤化工也有二十多年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗。西門子的GSP氣化技術(shù)屬于一項氣流床氣化技術(shù)，該技術(shù)過程包括的主要工藝流程有干粉進料、純氧氣化、液態(tài)排渣、粗合成氣激冷工藝流程等。西門子的GSP氣化技術(shù)的適應(yīng)范圍特別廣，如褐煤、無煙煤、石油焦等等。該技術(shù)的氣化溫度通常在1350-1750攝氏度，而且碳轉(zhuǎn)化率高達百分之九十以上。利用西門子的GSP氣化技術(shù)可以把一些直接燃燒會造成較大污染以及一些比較廉價的煤、垃圾或者是石油焦轉(zhuǎn)化為具有高附加值的清潔的氫氣和一氧化碳。氫氣和一氧化碳是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的基本原料，可以用于合成油、合成氨以及甲醇等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，另外也可以直接應(yīng)用于城市煤氣或者用于發(fā)電。

　　3結(jié)語

　　大力發(fā)展褐煤的煤化工應(yīng)用是增加產(chǎn)品附加值的重要途徑，可以生產(chǎn)出潔凈能源以及汽油、柴油、液化石油氣、代替燃料以及航空煤油等可替代石油化工的產(chǎn)品。在我國未來的能源可持續(xù)利用當(dāng)中，煤化工業(yè)將會成為一個重要角色，對逐漸擺脫中國對國外進口石油的依賴，緩解燃煤導(dǎo)致的環(huán)境污染有著重大意義�；�于我國褐煤資源利用的多方面優(yōu)勢，褐煤的煤化工應(yīng)用將會有非常廣闊的發(fā)展前景。

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