市科技顾问团顾问 刘鸿生
   
    煤化工包括煤的焦化、气化和液化。现代煤化工已经突破传统的行业界限，由较单一的产品向多联产的模式发展，对煤炭进行深度加工和综合利用，最大限度地提高资源利用效率，实现洁净无害化的可持续发展。
    一、主要途径
    1、煤气化
    煤气化是煤化工最重要的基础单元技术，煤气化制得的煤气主要用于生产燃料煤气（工业燃气和城市煤气）、合成气和氢以及循环联合发电。煤气化技术可粗略地分为固定床气化（或称移动床气化）、流动床气化（或称沸腾床气化）和气流床气化。目前，鲁奇（Lurgi）加压气化、德士古（Texaco）水煤浆气化、壳牌（Shell）粉煤气化是世界上普遍采用的技术，也是我国近20年来引进的主要技术。但这些技术的一次性投资大，固定费用高，对装置规模有较高的要求。国内自行开发的各种煤气化技术仅处在试验和小规模工业示范阶段，离商业化应用还有较大差距。
    2、整体煤气化联合循环（IGCC）发电
    IGCC发电技术通过将煤气化生成燃料气，燃料气燃烧后驱动燃气透平发电，利用高温排气在余热锅炉中产生蒸汽驱动汽轮机发电，实现煤气化和燃气—蒸汽联合循环发电系统的有机集成，具有效率高、污染排放低、节水和综合利用的优势，IGCC可以设计成多联产系统，能同时生产电、热、燃料气和化工产品。其主要缺点的是建厂的单位容量投资费用高，系统复杂，集成度高，运行可靠性相对较低，负荷适应性较差，技术成熟性不如常规火力发电，但已接近商业化。
    3、煤液化
    煤炭液化可分为间接液化和直接液化。煤间接液化及煤加氢直接液化不能简单从技术论优劣，二者根本的区别点在于目标定位不同。从工艺特征、煤种的选择性、产品的市场适应性等多方面看，两种煤液化工艺没有彼此之间的排它性。一般地，直接液化工艺的热效率为65—70%，间接液化的工艺的热效率为55%。
    （1）间接液化：煤间接液化是将煤首先经过气化制得合成气（CO+H2），合成气再经催化合成（F-T合成等）转化成有机烃类。煤间接液化的煤种适应性广，并且操作条件温和，合成产品的质量高，污染小。
    （2）直接液化：直接液化是煤直接通过高压加氢获得液体燃料，典型的煤直接加氢液化制氢、油煤浆制备、加氢液化反应、油品加工。加氢液化工艺的柴油收率在70%左右，LPG和汽油约占20%，其余为以多环芳烃为主的中间产品。加氢液化的特点是：液化油收率高；馏份油以汽、柴油为主；反应条件相对较苛刻，反应压力高（20MPa）；反应产物组成较复杂，液、固两相混合物由于粘度较高，分离相对困难；氢耗量大，制氢成本在一定程度上决定着煤液化在经济上是否可行。煤直接液化得到的液体产品距市场石油制品的质量还有一定的距离。
    二、发展思路
    目前以低价天然气为基础的转化工艺，仍然具有最好的经济性，但天然气作为一种稀缺资源，价格上涨是必然的，从而最终会制约企业在天然气为原料路线的化工发展。而以煤为原料生产化学品和通过转化生产洁净能源（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，是提高煤利用率，减少环境污染，实现可持续发展的重要途径。
    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，在较长的一段时间内，节约和替代燃料油是解决我国石油资源短缺、缓解石油供需矛盾、保障国家经济安全的重大战略措施。当前，发展煤直接液化和间接液化已成为国内关注的热点，国家在煤直接液化方面也作了大量的基础研究，但现阶段直接液化在经济上尚不能同常规的石油技术竞争，煤直接液化产业化仍将经历一个较长时期的发展。另一方面，煤液化合成油的产业化在很大程度上还将受到国家的产业政策和税收政策等的制约。
    从国内外的研究和发展趋势看，无论南非Sasol的F-T合成模式、新西兰Methanex的甲醇经MTG合成汽油的方式，还是德国Lurgi公司提出的合成气制化学品（GTC）和甲醇制丙烯（MTP）的技术路线，乃至Shell提出的以煤为原料制合成气为核心，生产甲醇、醋酸、合成氨等化工产品与联合循环发电、城市煤气和供热等相结合的合成气园（Syngas Park）模式，目前煤化工发展的第一步仍将是采用成熟的煤气化技术，如德士古水煤浆气化和Shell粉煤气化，以煤气化为龙头，生产合成气，制取甲醇、二甲醚及其下游产品和合成氨等化工产品，在国家产业政策、税收等政策的引导下，由甲醇、二甲醚间接合成燃油，缓解国家对石油的依存度，同时将余热用于燃气轮机发电，实现煤气、发电、化工一体化，形成化学品、液体燃料、电力、热力、煤气、建筑材料等关联生产，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。
    另外，要将煤化工作为西部化工城的支柱产业来发展，还应在政策上引导煤炭资源的合理开发利用，控制开采总量，做到保护性开采。
   
   
    （本期责编：蔡 军）