化工技術論文褐煤在煤化工技術中應用

　　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中的應用價值是本篇化工技術論文的探討核心，作者提出了三大褐煤應用技術，以供參考�？梢园l表化工技術論文的期刊有《江西煤炭科技》(季刊)創刊于1979年，是由江西省煤炭集團公司,江西省煤炭學會,江西省煤炭經濟研究會,江西省煤炭工業科研所主辦的煤炭工業刊物。重點報道全省煤炭生產建設的新成果、科學管理的新經驗、改革的新成就，報道國內外先進技術，提高煤炭工業技術水平和經濟效益。榮獲1992年和1996年獲江西省優秀期刊三等獎。

　　1褐煤發展煤化工的可行性

　　如今不論是技術方面還是經濟方面，都為煤轉化技術生產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的日趨緊張，煤化工能源將會發展成為化工原料的主流。褐煤發展煤化工的優勢：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。因此褐煤的產出效率高，安全性高，成本較低。第二，有成熟的煤化工技術做后盾。相對來講，褐煤還屬于一種比較年輕的資源，不存在明顯的粘結性，而且化學性質活波，非常有利于實現綜合加工和能源轉換。當前應用較廣泛的煤化工技術有以下幾種：1.熱解提質技術;2.煤的氣化技術;3.煤的液化技術。第三，產區環境容量和水資源的有利條件。水是實現煤化工技術必不可少的條件，而出產褐煤的地方往往都是水資源豐富的邊遠地區，環境地廣人稀，是進行大規模煤化工基地建設的最佳位置。因此，開發以褐煤為原料的煤化工工藝技術成為現代煤化工的一種新的趨勢。

　　2褐煤在煤化工技術中的應用

　　煤化工就是利用多種化學加工技術把各種原料煤轉化為液態燃料、氣態燃料、固態燃料或者是化學品的工藝技術。我國褐煤資源豐富，再加上褐煤自身的多種資源優勢，將會在煤化工應用中得到廣泛應用。常用的褐煤煤化工技術包括褐煤的熱解提質技術、氣化技術以及褐煤液化技術。

　　2.1褐煤的熱解提質工藝技術

　　褐煤的熱解提質又稱干餾提質，是指對褐煤在非氧化環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，在各種化工產業中的應用廣泛，如可作為進行活性炭生產的原料、化肥、鐵合金以及電石等行業的燃料等等。經熱解后的褐煤失去了大部分水分，但仍百分之十的揮發分，其熱值得到很大提高，不再容易發生揮發和自燃，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性，沒有膠質層，經熱解后得到的低溫煤焦油和重油的性質及組成十分相近，具有很大的利用價值，如果經過深加工可以獲取具有更高經濟價值的酚類化學品。煤的熱解提質工藝有很多種，在加熱方法、加熱速度、熱載體類型等方面的技術要求都不相同，當前的熱解提質工藝技術主要有褐煤固體熱載體法快速熱解技術和褐煤低溫干餾改質技術。其中延長石油集團正在開發的CCSI技術就是低溫干餾改質技術的典型代表。

　　2.2褐煤的液化工藝技術

　　褐煤的液化技術主要可以分為兩種，直接液化工藝技術以及間接液化工藝技術。直接液化：在催化劑以及氫氣的作用下，把煤經過加氫裂變反應后轉換成為液態燃料稱為直接液化。煤的直接液化工藝技術涉及到很多環節和流程，包括原料煤干燥過程、原料煤破碎過程、煤漿制備過程，到最后的態產物分餾以及精制加工過程。利用煤的直接液化技術可以生產出優質的液態石油氣、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，結構中的羧基、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。直接液化技術的典型代表有懸浮床加氫裂化技術(VCC)，該技術最早起源于1913年德國Bergius-Pier煤液化技術，是通過煤化工與煉化的有效結合實現的。經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技術可以適用于塑料、低階褐煤、劣質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境下利用煤基合成氣原料將其催化轉化為烴類燃料油的技術過程叫做間接液化。該技術方案主要基于煤氣化工藝的產物，在催化劑作用下將合成氣中的一氧化碳和氫氣轉化為石腦油，柴油等油品。目前F-T合成技術是間接液化的主流工藝技術。

　　2.3褐煤的氣化工藝技術

　　煤炭液化以及其他煤化工應用的基礎技術就是煤的氣化技術，煤氣化技術是進行煤化工生產和能源轉換的主要途徑之一。煤氣化工藝技術是指在一定的壓力和溫度環境下，通過對水蒸氣、氧氣、空氣等氣化劑的作用下加熱煤炭，煤炭經過受熱發生分解，煤中含有的熾熱的碳轉化為游離碳，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，煤的揮發分的差異也會給反應速度和產量造成直接影響。相比之下，褐煤的揮發分要低于具有較深變質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活性特別強，反應速度快、無粘結性、氣體產量高，是具有較大使用價值的的氣化用煤。當前，褐煤氣化在我國的化工產業中得到了廣泛應用。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。相比直接燃燒褐煤進行氣化表現出極大的優越性，因為氣態燃料的燃燒相對比較穩定，沒有環境污染，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設備和生產工藝。另外，氣態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：西門子的GSP氣化技術是目前一種比較成熟的氣化技術，至上世紀八十年代之間已有三十多年的研發經驗，應用于煤化工也有二十多年的實際生產經驗。西門子的GSP氣化技術屬于一項氣流床氣化技術，該技術過程包括的主要工藝流程有干粉進料、純氧氣化、液態排渣、粗合成氣激冷工藝流程等。西門子的GSP氣化技術的適應范圍特別廣，如褐煤、無煙煤、石油焦等等。該技術的氣化溫度通常在1350-1750攝氏度，而且碳轉化率高達百分之九十以上。利用西門子的GSP氣化技術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品生產過程中的基本原料，可以用于合成油、合成氨以及甲醇等化工產品的生產，另外也可以直接應用于城市煤氣或者用于發電。

　　3結語

　　大力發展褐煤的煤化工應用是增加產品附加值的重要途徑，可以生產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品。在我國未來的能源可持續利用當中，煤化工業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，緩解燃煤導致的環境污染有著重大意義�；�于我國褐煤資源利用的多方面優勢，褐煤的煤化工應用將會有非常廣闊的發展前景。

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