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郭长江
(郑州市农业局,河南 郑州 430006)
【摘 要】世界已进入能源和化工原料多元化的时代,以煤炭为原料生产化学品和通过转化生成高效洁净能源(电力、燃料油等)的技术将与石油和天然气化工形成并列竞争的趋势,煤化工在各成熟单项技术的支撑下,面临新的发展机遇。我国煤化工产业的发展将以发挥资源优势为基础,以优化能源结构、特别是以优化终端能源结构为方向,通过洁净、高效的途径,为国民经济发展和社会进步提供优质能源保障。
【关键词】煤炭;技术;发展趋势
【中图分类号】TQ53 【文献标识码】A 【文章编号】1007-7723(2005)06-0011-02
我国是一个煤炭资源丰富,油、气资源相对不足的大国,目前已发现煤炭资源量超过1万亿吨,占我国化石能源资源的90%以上。它不仅是重要的工业燃料,同时还是重要的化工原料。但除煤的焦化和气化之外,其他深度化学转化一直未实现大规模商业运营。进入21世纪,环保受到前所未有的重视,洁净能源安全稳定的供应也成为经济持续发展的重要条件,这都为煤化工提供了难得的发展机遇。
煤化工技术是指以产出新的能源和产品为主的煤化学加工转化技术,以洁净煤技术为基础,主要包括煤的焦化、气化和液化。随着社会经济的不断发展,以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注,并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。
一、煤化工产业发展概况
1.煤炭焦化。焦化工业是发展最成熟,最具代表性的煤化工产业,也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。我国煤气净化技术已达世界先进水平,干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段,焦炭质量显著提高,其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。
2.煤气化及其合成技术。煤气化是煤化工产业化发展最重要的单元技术,广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业。合成技术主要包括以煤为原料采用煤气化合成氨技术、煤炭间接液化技术等。
3.煤炭直接液化。通过对煤加热、加压氢化直接获得液体产品的工艺被称为煤的直接液化。我国目前已经开发了高活性的煤液化催化剂,完成了将煤的液化粗油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油的试验。
4.煤气化联合循环发电(IGCC)。这是以煤气化为
龙头的联合循环发电系统,该技术系统将先进煤气化与发电技术嫁接,以实现煤电技术的高效、低污染和大型化。其发电净效率可达43%~45%,污染物排放量和耗水量仅为常规燃煤电站的1/10和1/2~1/3。
5.多联产技术系统。多联产是将能源转化与化工产品合成相结合的技术体系,目的是实现污染物低排放或无排放,实现资源综合利用和能源有效利用。原来单独生产的系统在重新组合中可能被简化,通过不同工艺的互补而提高总体效率,最终使产品成本降低。
二、煤化工产业未来发展的需求及特点
目前,世界已进入能源和化工原料多元化的时代,以煤炭为原料生产化学品和通过转化生成高效洁净能源(电力、燃料油等)的技术将与石油和天然气化工形成并列竞争的趋势,煤化工在各成熟单项技术的支撑下,面临新的发展机遇。
我国煤化工产业的发展将以发挥资源优势为基础,以优化能源结构为方向,通过洁净、高效的途径,为国民经济发展和社会进步提供优质能源保障,其未来发展具有以下主要特点:
1.除发展传统的产品型煤化工(炼焦、合成氨)以外,将以市场为导向,发展以能源转化型为主的煤化工产业,建设能源转化型和产品联产型的综合煤化工厂,如煤炭液化、煤气化—合成燃料与化工产品或电力、热力联产等。
2.规模大型化,采用先进技术。以全球经济一体化为背景,培育世界级煤化工大型企业,建立具有国际竞争能力的大型工厂,如百万吨级产品的大型煤化工厂。采用国内外先进技术和现代装备,清洁生产和提供清洁产品,如现代液化工程、先进的合成反应工程等。
3.在新的煤化工产业发展中,企业将成为新技术发展的主体。企业投资开发先进技术用于技术更新和技术进步,同时注重新技术在国内外市场上的商品化。
4.有利于煤炭工业的产业结构调整,促进相关行业的技术联合,从而可拉动内需,为就业提供条件,具备先进技术的煤化工产业将获优先发展。
三、发展煤化工产业的机遇及其发展趋势
随着市场经济的发展和全球经济的一体化,我国煤炭行业、特别是大型煤炭企业正不断调整产业结构和产品结构,发展煤化工产业是其中最为重要的途径。
1.煤炭液化将成为新型煤化工产业的重要方向。石油资源匮乏和国内石油供应不足已成为我国能源发展的一个严峻现实,依据煤质和其他综合条件,发展煤直接液化和间接液化,已成为国内煤炭企业和产煤地区关注的热点。煤炭液化作为煤炭化学转化的高技术,其产业化将经历一个(下转第10页)
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期的发展,需要推动解决的问题有:结合资源、经济等条件,研究煤炭液化的技术发展规划和未来产业格局;结合引进先进技术,配套、完善、提高工业化整体成套技术和装备,在近期完成工程示范,同时开发具有自主知识产权的工艺和关键装备;完善商业化工厂建设的投融资机制,拓宽国内外投融资渠道;研究、制定发展煤炭液化的;由国家、企业、科研等共同出资,建立国家级煤炭液化科研和工程技术开发基地,培育专业队伍。
2.煤炭气化在煤化工产业中占有重要地位。开发先进煤气化技术对煤炭行业发展煤化工有重要意义。目前,国家有关部门正在开发具有自主知识产权的煤气化技术,如多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化等,国内引进技术的项目也在进行。煤炭企业发展煤气化技术需要在总结国内外先进技术的基础上,结合煤种、煤质特点,通过技术、经济研究,开发或采用适宜的工艺和炉型,如加压固定床气化和液态排渣气化等。以往煤炭气化技术的发展以化工行业为主,煤炭行业在研究开发、工程实施、人员等方面都较薄弱,需要加快综合力量的提高。
3.煤炭焦化。发达国家炼焦工业的收缩以及中国国内取消土焦、淘汰小型落后炼焦工艺都为发展先进、大型焦化工业提供了新的机会,预计到2005年我国机焦产量缺口为2000万t/a,低灰、低硫优质焦炭在国内外市场均有很大的发展空间。煤炭行业具有原料、运输等优势,特别是拥有优质炼焦煤资源的企业或产煤地区,如山西、黑龙江七台河等地区,具有发展较大规模、生产优质或特色冶金焦、铸造焦的条件,可以抓住当前机遇,高起点、高水平地推动焦化工业的发展。
4.有计划发展其他煤化工技术。目前,国内发展煤气化合成化工产品或替代液体燃料的势头很旺,如合成甲醇或进一步加工下游产品(醋酸、醋酐等),合成二甲醚(一步法合成二甲醚技术正在开发中)。煤炭企业发展煤气化合成具有原料煤价格较低、有实施大规模工业化的实力等优势,但同时也需要充分注重国内外市场需求容量、产品应用的社会投入、单元技术的工业化成熟度以及与石油、天然气化工的竞争能力等因素,应把产品目标尽量立足于国内市场短缺、替代进口上。
煤炭行业发展多联产系统,原料方面可考虑将煤、煤层气、伴生矿物加工相结合,工艺方面将煤化工、发电、建材、冶金等相结合,产品方面应形成化学品、液体燃料、电力、热力、煤气、建筑材料和金属材料等关联生产,达到资源、能源的充分利用和循环生产以及环境最优化、经济效益最大化的目的。
【参考文献】
[1]中国21世纪人口环境与发展[M].北京:中国环境科学出版社,1994.
[2]魏同.煤炭工业可持续发展进入操作的设想[J].中国煤炭.1995,(2).
潞安地治市上党盆地,只国家重要的煤炭生产基地。矿区内储量丰富,煤质优良,现开采的煤层主要有瘦煤和贫瘦煤,属特低硫、低磷、低中灰、高发热量的优质动力煤或炼焦配煤。发热量每千克为6500千卡左右,灰分在16%左右,3号煤含硫0。5%以下,适用于炼焦、发电、动力冶金、化工生产,用途十分广泛煤炭品种齐全。
潞安矿业集团公司,位于山西长治美丽富饶的上党盆地,是一个以煤炭为基础产业,电力、煤化工等产业布局合理,集群发展的大型现代化企业集团,目前在全省100家大企业中排名第9位,在全国500家大企业中排名344位,现资产总额110亿元,年产煤炭2000多万吨,员工总数45000余名。技术和管理先进,劳动效率和经济效益高,职工人均收入2004年超过3万元,为全国煤炭行业的高水平。
潞安矿业集团公司——全国煤炭工业和全国企业界的一颗耀眼明珠。多年来共获得国家、部、省级荣誉奖励180余项。1986年,被命名为第一个“中国煤炭工业现代化矿区”;曾3次荣获国家企业管理优秀奖“金马奖”,被媒体誉为“一企三金马,中华第一家”;2次荣获国家级企业技术进步奖,至今已8年连膺“中国煤炭工业科技进步十佳企业”称号,公司技术中心为目前全省6家、全煤8家国家级企业技术中心之一,在中国企业联合会、中国企业家协会组织举办的年度“中国企业十大新闻”系列评选取活动中,董事长、总经理任润厚成为2003年全国十大“最受关注企业家”之一,潞安成为2004年全国十大“最具影响力企业”之一。
潞安矿业集团公司,经营发展条件优越,蒸蒸日上。矿区环境优美,交通便利;煤炭品质优良,资源储量丰富;在发展煤炭、电力、煤化工等生产上,具有突出的比较优势。以建设竞争力强大的“中国潞安”能化大集团为战略目标,潞安在近几年中已培育形成煤——电——化、煤——焦——化两条主产业链,并正在开发煤——油——化(煤制油)第三条主产业链。2004年,煤炭产量2051万吨,在2000年基础上近乎翻番;总销售收入61.62亿元,是2000年的4.2倍;其中电——化、焦——化等煤基多联产已达20亿元以上;利税总额8.2亿元,是2000年的3.3倍;利润总额2.6亿元,是2000年的8.5倍。随着企业战略的深入实施,潞安发展将呈现更大的加速度。2005年,煤炭产量将达2500万吨以上,并形成年产3000万吨以上能力规模;总销售
收入将达100亿元,其中电——化,焦——化等煤基多联产可达50亿元,形成与煤炭各占“半壁河山”的格局,潞安“煤炭企业”的属性相应将根本改变。“十一五”期间,可实现年产煤炭6500-8600万吨,电力装机容量300万KW,年产电石100万吨、碳黑3万吨、聚氯乙烯20万吨、PVC塑钢型材15万吨、纳米碳管10吨,年产焦碳300万吨、焦油30万吨、甲醇150万吨;煤基合成油生产初具规模,集团总销售收入200亿元以上。
