第二節(jié) 煤炭液化
煤炭液化指煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化成烴類液體燃料和化工原料的過程。煤炭液化的主要方法分為煤的直接液化和煤的間接液化二大類。
煤炭液化除為了生產(chǎn)石油代用品外，還可以用于精制煤炭獲得超純化學(xué)煤，作炭素制品、炭纖維、針狀焦的原料和粘結(jié)劑等，也可制取有機化工產(chǎn)品等，為發(fā)展碳一（C1）化學(xué)，改變有機化工結(jié)構(gòu)綜合利用范圍開辟了新途徑。
一、煤炭液化技術(shù)
?。ㄒ唬┲苯右夯?br> 煤炭直接液化在早期工業(yè)化基礎(chǔ)上，結(jié)合煤液化催化劑、供氫溶劑、溶劑重質(zhì)化及主要設(shè)備的研究和改進(jìn)，使反應(yīng)壓力從70MPa降低到10MPa,反應(yīng)時間從1h以上減少到幾分鐘，并有幾十種煤直接液化方法，其中的先進(jìn)工藝技術(shù)已完成了50~600t/d煤大型中試，設(shè)計出日生產(chǎn)5萬桶合成原油的煤直接萃取化工廠。
中國從20世紀(jì)70年代開始開展煤炭液化技術(shù)研究。通過“六五”、“七五”科技攻關(guān)和國際合作，煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究所建立了煤炭直接液化實驗室，對各煤種進(jìn)行煤炭直接液化工藝條件研究。
1997-2000年，煤炭科學(xué)研究總院分別與美國、德國、日本等有關(guān)機構(gòu)合作，完成了神華煤、云南先鋒煤和黑龍江依蘭煤直接液化示范工廠的初步可行性研究。目前中國對煤炭直接液化和間接液化都有較好的技術(shù)基礎(chǔ)。
中科院山西煤化所完成了2000噸/年煤炭間接液化工業(yè)試驗。中國科學(xué)院經(jīng)過多年的研究和攻關(guān)，于2002年6月建成投產(chǎn)了設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)千噸級合成油的煤炭間接液化中試廠。現(xiàn)在裝置運行平穩(wěn)，技術(shù)指標(biāo)比較先進(jìn)，試驗取得可喜進(jìn)展。其主要特點是：采用漿態(tài)床反應(yīng)器，在線補加催化劑，反應(yīng)條件控制和產(chǎn)品分布穩(wěn)定；催化劑的制造成本比較低；系統(tǒng)的H2/CO比值波動彈性范圍大，適應(yīng)性強、操作靈活性大；甲烷化率低，系統(tǒng)反應(yīng)效率高；合成油產(chǎn)品中約70%以上為石蠟烴，柴油十六烷值高達(dá)70。
潞安煤基合成油示范廠采用中科院山西煤化所技術(shù)，漿態(tài)床反應(yīng)器、F-T合成催化劑、油品加工和系統(tǒng)集成全部由國內(nèi)自主研制。示范廠位于潞安集團屯留煤—油—電循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)內(nèi)，生產(chǎn)規(guī)模為16萬噸/年，主要產(chǎn)品為柴油、石腦油、LPG及少量混合醇燃料。建成年產(chǎn)800萬噸/年的屯留煤礦、入洗原煤800萬噸/年的模塊選煤廠，裝機容量2×135MW的屯留矸石熱電廠2006年建成投產(chǎn)，園區(qū)內(nèi)還將建設(shè)6萬kW的燃汽輪機機組及IGCC系統(tǒng)。
神華集團在對國內(nèi)外煤直接液化技術(shù)認(rèn)真比選的基礎(chǔ)上,采用眾家之長和成熟的單元工藝技術(shù),開發(fā)出神華自己的煤液化工藝路線和催化劑合成技術(shù)。以無水無灰基煤計,C4以上油收率為57%～58%,油品重餾分增多,更有利于柴油產(chǎn)品的生產(chǎn)。催化劑表現(xiàn)出非常高的活性，具有生產(chǎn)流程簡單、操作平穩(wěn)方便、投資小、運行成本低等優(yōu)點。神華集團承擔(dān)的“煤直接液化關(guān)鍵技術(shù)”研究是國家“863計劃”項目，目前已經(jīng)取得滿意成果，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“中國神華煤直接液化工藝”。
?。ǘ┟洪g接液化
煤的間接液化，除了在南非發(fā)展改良的F–T合成工廠經(jīng)外，還開發(fā)出甲醇轉(zhuǎn)孌成優(yōu)質(zhì)汽油的Mobil法，隨著合成反應(yīng)器的改進(jìn)和合成復(fù)合催化劑的研制成功，開發(fā)出合成氣直接合成汽油的一段和二段新的工藝技術(shù)，簡化了工藝過程，降低了產(chǎn)品成本。
間接液化有兩種：一是煤炭間接液化是指以煤為原料先經(jīng)氣化制合成氣(CO+H2)，再在催化劑的作用下，經(jīng)F-T(費托)合成，生成烴類產(chǎn)品和化學(xué)品的過程。二是煤經(jīng)過甲醇，再在催化劑作用下生產(chǎn)油品。
煤間接液化即F-T合成，已有70多年歷史，1923年，F(xiàn)ISCHER和TROPSCH采用合成氣合成了含氧的有機化合物，1943年實現(xiàn)工業(yè)化。1956年F-T合成技術(shù)在南非形成了規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，是成熟可靠的煤液化技術(shù)，在南非已建成了三個大廠。SASOL已成為世界煤化工裝置的典范。荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)，由合成石蠟烴(HPS)和石蠟烴的加氫裂解或加氫異構(gòu)化(HPC)兩個反應(yīng)過程制取發(fā)動機燃料；美國Mobil公司的MTG合成技術(shù)，將甲醇轉(zhuǎn)孌成優(yōu)質(zhì)汽油，也建有工業(yè)化裝置。國外還有一些先進(jìn)的合成技術(shù)，如丹麥Topsoe公司的Tigas法和美國Mobil公司的STG法等，但都未商業(yè)化。
二、液化用煤
煤中燃質(zhì)的元素組成是評價原料煤的重要指標(biāo)。許多研究工作表明：氫含量高、氧含量高、碳含量低的煤，轉(zhuǎn)化為低分子產(chǎn)物的速度快，特別是原料的H/C原子比越高，其轉(zhuǎn)化率越高，液體油收率也增加。在煤化過程中，煤的元素組成不斷發(fā)生變化，H/C原子比不斷降低。因此，總的來講，腐泥煤比腐植煤容易加氫液化；對腐植煤，煤化程度越深，破壞程度就越重。
三、煤炭液化項目進(jìn)展
(一)直接液化
2003年9月，神華集團與上海電氣集團和上海華誼集團共同出資，在上海組建了神華煤制油研究中心有限公司，主要從事煤直接液化技術(shù)開發(fā)工作。2004年9月建立了神華煤制油中試基地（上海吳涇）。2005年1月7日，神華煤制油中試裝置（PDU）建成，正式投煤試運行，獲得試驗油品，并按照計劃順利開車和安全停車，PDU工藝流程全面打通。
神華集團公司500萬噸/年的煤直接液化項目于2004年8月動工，計劃2007年投產(chǎn)，一期建設(shè)100萬噸/年直接液化工業(yè)化示范裝置。該生產(chǎn)線的建成和投產(chǎn)，將對我國煤直接液化的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到重要的示范和促進(jìn)作用。
?。ǘ╅g接液化
中國煤間接液化技術(shù)研發(fā)已有20多年，中科院山西煤化所2002年建成1000噸/年的合成油品開發(fā)裝置，經(jīng)多次運行取得了成果。山東兗礦集團有限公司采用先后開發(fā)了低溫法和高溫法間接液化技術(shù)。低溫法技術(shù)己建成5000噸級實驗裝置，并打通流程。高溫法萬噸級實驗裝置正在進(jìn)行設(shè)計，估計2006年年底完成。
煤間接液化大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)在國外是成熟的，引進(jìn)技術(shù)建設(shè)大型工廠的風(fēng)險不大。2004年初，國家發(fā)改委成立了中國煤炭間接液化項目對外談判工作組（CCWT），負(fù)責(zé)有關(guān)煤制油項目的對外合作事宜。作為CCWT成員，神華集團、寧夏煤業(yè)集團都在建設(shè)320萬噸/年的間接液化項目的前期研究方面取得進(jìn)展，2個項目均擬以引進(jìn)國外成熟的大型合成油技術(shù)為主，主要產(chǎn)品為發(fā)動機燃料油和石油化工替代產(chǎn)品，預(yù)計于2008～2010年前完成項目建設(shè)。
第三節(jié) 煤炭焦化
煤炭焦化又稱煤炭高溫干餾。以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950℃左右，經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝。
焦炭是冶金、機械、化工等行業(yè)的重要原料、燃料，其中以冶金工業(yè)高爐煉鐵消耗焦炭量最大。盡管高爐富氧噴吹煤粉和直接還原煉鐵等技術(shù)的發(fā)展使冶金工業(yè)對焦炭需求量有所下降，但不用焦炭的煉鐵工藝至少在今后20~30年內(nèi)不會大范圍替代目前的高爐煉鐵法，焦炭仍然是未來鋼鐵生產(chǎn)的主要原料。
一、焦炭生產(chǎn)技術(shù)
近幾十年來，世界煉焦技術(shù)取得了長足的發(fā)展。大容積焦?fàn)t、搗固焦?fàn)t、干法熄焦等開發(fā)較早的先進(jìn)工藝技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中日臻完善；日本的型焦工藝、德國的巨型煉焦反應(yīng)器、美國的無回收焦?fàn)t、前蘇聯(lián)的立式連續(xù)層狀煉焦工藝等近30年來開發(fā)的新工藝、新技術(shù)則加快了工業(yè)化進(jìn)程。
中國的煉焦技術(shù)已進(jìn)人世界先進(jìn)行列，大容積焦?fàn)t(炭化室高6m)已實現(xiàn)國產(chǎn)化，大中型機械化焦?fàn)t發(fā)展很快，炭化室為4m以上的焦?fàn)t達(dá)300多座，2003年機械化焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭約占焦炭總產(chǎn)量的75%；干熄焦、地面除塵站等環(huán)保技術(shù)已進(jìn)入實用化階段；化學(xué)產(chǎn)品回收加強；淘汰小型焦?fàn)t、土焦及改良焦?fàn)t的工作進(jìn)展顯著。
二、煉焦用煤
為保證焦炭質(zhì)量，選擇煉焦用煤的最基本要求是揮發(fā)分、粘結(jié)性和結(jié)焦性；絕大部分煉焦用煤必須經(jīng)過洗選，以保證盡可能低的灰分、硫分和磷含量。選擇煉焦作煤時，還必須注意煤在煉焦過程中的膨脹壓力。用低揮發(fā)分煤煉焦，由于其膠質(zhì)體粘度大，容易產(chǎn)生實高膨脹壓力，會對焦?fàn)t砌體造成損害，需要通過配煤煉焦來解決。
三、煤焦化產(chǎn)業(yè)發(fā)展
?。ㄒ唬┙固可a(chǎn)
中國是世界最大的焦炭生產(chǎn)國，焦炭產(chǎn)量占全世界焦炭總產(chǎn)量的40%。中國第一座機械化焦?fàn)t建于20世紀(jì)20年代，自50年代末開始，自主設(shè)計、建設(shè)的焦?fàn)t成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流，80年代后進(jìn)入快速發(fā)展時期。2003年底，全國共有焦炭生產(chǎn)企業(yè)1304個，焦?fàn)t2710座，生產(chǎn)能力2.4億噸。到2004年底，焦炭生產(chǎn)能力達(dá)到了3.6億噸。2005年全國生產(chǎn)焦炭23282萬噸，生產(chǎn)能力高出國內(nèi)市場需求7000多萬噸。
據(jù)估算，2005年中國煉焦消耗原料精煤約3.3億噸，涉及洗選加工原煤約5.5億噸，超過當(dāng)年煤炭消費總量的25%，已成為消耗原料煤數(shù)量最大的煤化工產(chǎn)業(yè)。中國已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費及貿(mào)易第一大國。
(二)煤焦油和焦?fàn)t煤氣加工
煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%。煤焦油組成非常復(fù)雜，現(xiàn)已查明的組份就有近500種，其中很多有機組分是生產(chǎn)塑料、合成纖維、染料、橡膠、醫(yī)藥、耐高溫材料等的貴重原料。
1、煤焦油加工
目前，世界煤焦油年產(chǎn)量約1700萬t，年加工量約1500萬t。近30年來，盡管受到石油化工業(yè)的激烈競爭，煤焦油加工業(yè)非但未失去其存在的價值，反而由于煤焦油中含有多種石油化工難以獲取的寶貴資源，傳統(tǒng)煤焦油產(chǎn)品開發(fā)出了新的用途，再加上新技術(shù)的應(yīng)用，煤焦油產(chǎn)品更具有競爭力。如咔唑大量用于合成有機顏料永固紫的原料外，還可用于合成導(dǎo)光、導(dǎo)電材料；吲哚除用作香料工業(yè)不可缺少的香味保持劑，還用于制作植物生長激素、動物生長必須的色氨酸及用作抗缺乏蛋白癥胃潰瘍藥等；洗油可以取代工業(yè)萘制取高效減水劑；煤焦油加工的大宗產(chǎn)品瀝青，隨著世界電爐鋼產(chǎn)量的增加及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，用其加工制得的改質(zhì)瀝青、針狀焦、碳纖維等具有了更好的市場。
隨著人們對煤焦油加工業(yè)重要經(jīng)濟地位的新認(rèn)識，世界煤焦油加工量在不斷提高，70年代焦油加工量僅占產(chǎn)量的70%，80年代末期增加到90%。隨著世界經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，煤焦油加工產(chǎn)品將進(jìn)一步顯現(xiàn)出重要的開發(fā)價值和發(fā)展?jié)摿?，并將以其不可替代性?1世紀(jì)煤化工中占有更加重要的位置。
2、焦?fàn)t煤氣和其他化學(xué)產(chǎn)品
焦?fàn)t煤氣中氨的回收率約占裝爐煤的0.2%~0.4%,常以硫酸銨、磷酸銨或濃氨水等形試作為最終產(chǎn)品。粗苯回收率約占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有機合成工業(yè)的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但為了經(jīng)濟效益，也是為了環(huán)境保護的需要。經(jīng)過凈化的煤氣屬中熱值煤氣，發(fā)熱量為17500kj/Nm3左右，每噸煤約產(chǎn)煉焦煤氣300~400m3，其質(zhì)量約占裝爐煤的16%~20%，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的重要氣體燃料，其主要成分是氫和甲烷，可分離出供化學(xué)合成用的氫氣和代替天然氣的甲烷。
焦?fàn)t煤氣制取甲醇技術(shù)是中國特有的，其關(guān)鍵技術(shù)是將焦?fàn)t煤氣中的甲烷及少量多碳烴轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫。這一技術(shù)可以靈活地調(diào)整焦?fàn)t自用燃?xì)夂蜕a(chǎn)甲醇用氣的需求，從根本上解決了焦?fàn)t煤氣放空所造成的環(huán)境污染，達(dá)到治理環(huán)境和變廢為寶的雙重目的。
第四節(jié) 電石生產(chǎn)
電石學(xué)名碳化鈣，工業(yè)品是在電石爐中以石灰和焦炭為原料用電熱法制得。電石水解可產(chǎn)生高純度乙炔，以電石乙炔為原料可制取聚氯乙烯樹脂、醋酸乙烯、乙醛、醋酸、聚乙烯醇、合成纖維、合成橡膠及有機溶劑等一系列有機產(chǎn)品，此外，電石還可用于金屬焊接及切割，以及用作石灰氮、醫(yī)藥、人造絲和電影膠片等的原料。
一、電石生產(chǎn)技術(shù)
電石生產(chǎn)通常采用電熱法，以石灰和炭素（可選用焦炭、蘭炭或無煙煤）為主要原料投入電石爐，在爐內(nèi)，電極相互放電形成電弧，在電弧熱和電阻熱作用下產(chǎn)生2000℃左右的高溫，還原反應(yīng)生產(chǎn)出電石，同時伴生含大量一氧化碳的爐氣。電石生產(chǎn)主要包括石灰燒制、電石生產(chǎn)和爐氣凈化及利用等工段。
電石生產(chǎn)按爐型劃分為開放爐、半密閉爐（內(nèi)燃爐）和密閉爐。開放式電石爐工人勞動強度大，操作環(huán)境惡劣，粉塵和熱輻射對操作人員的健康影響很大，污染環(huán)境，能耗高。我國開放式電石爐多數(shù)于20世紀(jì)70年代建成投產(chǎn)，技術(shù)落后，是國家產(chǎn)業(yè)政策淘汰和改造的重點。內(nèi)燃式電石爐由國內(nèi)開發(fā)，技術(shù)成熟可靠，具有投資省、建設(shè)周期短、對原材料的適應(yīng)性強、操作易掌握、具有一定的靈活性、產(chǎn)品質(zhì)量較好等特點。但內(nèi)燃式電石爐型不能實現(xiàn)全自動化投料，仍然存在工人勞動強度大，操作環(huán)境差的情況，且不能實現(xiàn)對一氧化碳?xì)怏w的完全回收利用，節(jié)能效果不顯著，仍有一定的污染因素，該爐型是開放式爐型發(fā)展到密閉爐型的過度型。密閉式電石爐屬于節(jié)能環(huán)保型電石爐，單爐生產(chǎn)能力大、自動化程度高、操作環(huán)境好、工人的勞動強度低，且能有效的綜合利用粉料和回收一氧化碳?xì)怏w，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能環(huán)保。該爐型的缺點是投資較高、對原料質(zhì)量要求嚴(yán)格。
我國自1986年開始引進(jìn)國外先進(jìn)電石生產(chǎn)技術(shù)，相繼引進(jìn)密閉電石爐、空心電極、干法凈化、氣燒窯和計算機控制等五大電石生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。其中電石爐引進(jìn)的是挪威Elkem公司組合式把持器密閉爐（含空心電極和計算機控制系統(tǒng)）；干法凈化引進(jìn)的是Elkem公司干法布袋凈化系統(tǒng)；氣燒窯為德國Warmestelle公司技術(shù)。實踐證明，密閉電石爐和氣燒窯技術(shù)良好，引進(jìn)成功；而干法布袋式凈化技術(shù)不過關(guān)，嚴(yán)重制約了爐氣的合理綜合利用和氣燒窯技術(shù)的推廣。
由于投資較高和環(huán)保治理措施執(zhí)行的缺失，我國現(xiàn)有大型全密閉式電石爐不多，所占比例較小，電石爐大部分為開放式或半密閉式電石爐，單爐容量最大為35000kVA，多數(shù)未采用空心電極。開放式電石爐，爐氣不能回收利用，綜合能耗高，污染環(huán)境，有待于改型或關(guān)閉；近年來我國在改造開放式電石爐的過程中，相繼建成了一批內(nèi)燃式電石爐，基本實現(xiàn)了電石的潔凈化生產(chǎn)，且可對爐氣回收利用。我國電石爐的現(xiàn)狀是內(nèi)燃式電石爐、全密閉式并存。
二、電石產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2005年中國共有電石生產(chǎn)企業(yè)250余家，電石生產(chǎn)能力約1500萬噸/年，產(chǎn)量894.6萬噸，均居世界首位。
總體說來，我國電石生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)裝備落后。從生產(chǎn)規(guī)?？?，我國電石企業(yè)平均每家每年生產(chǎn)電石約2萬噸；產(chǎn)量在5萬噸以下的小型企業(yè)占總數(shù)的90%以上。從技術(shù)裝備看，工藝技術(shù)較為先進(jìn)、有效控制排放、資源綜合利用比較充分的大型礦熱爐的生產(chǎn)能力只占總能力的5%左右；1-5萬噸的內(nèi)燃式礦熱爐的生產(chǎn)能力約占65%；小于1萬噸和敞開式電石爐的生產(chǎn)能力占30%左右。占總生產(chǎn)能力95%的電石生產(chǎn)裝置為內(nèi)燃式和開放式爐型，技術(shù)落后，能耗高，污染嚴(yán)重。
中國的電石下游衍生物主要有PVC樹脂、醋酸乙烯、氯丁橡膠、石灰氮、乙炔炭黑和溶解乙炔等。其它電石化學(xué)品，還包括三氯乙烯、四氯乙烯和偏氯乙烯等。
PVC樹脂是電石最大的用戶，其消費量約占電石總消費量的70%左右，對電石工業(yè)的發(fā)展走勢具有決定性的影響。目前中國PVC生產(chǎn)總量中，電石法約占63%；扣除進(jìn)口單體為原料的產(chǎn)量，國內(nèi)PVC生產(chǎn)中78%仍采用的是電石路線。今后一段時期，國內(nèi)新建和改擴建PVC項目絕大多數(shù)仍采用電石法工藝，電石法PVC的比例還將繼續(xù)上升。
第五節(jié) 煤制烯烴
傳統(tǒng)的乙烯、丙烯的生產(chǎn)路線是通過石腦油裂解而制的，其缺點是過分依賴石油。由煤或天然氣制取甲醇，再由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴是最有希望替代石腦油為原料制烯烴的工藝路線，目前其工藝技術(shù)已趨于成熟。甲醇制烯烴技術(shù)的工業(yè)化，開辟了由煤或天然氣生產(chǎn)基礎(chǔ)有機化工原料的新工藝路線，有利于改變傳統(tǒng)化工的產(chǎn)品格局，是實現(xiàn)煤化工向石油化工延伸發(fā)展的有效途徑。
一、煤制烯烴技術(shù)
甲醇制取烯烴的工業(yè)化研究也已進(jìn)行了多年，國際上一些著名的大石油和化學(xué)公司如美孚公司（Mobil）、巴斯夫公司（BASF）、?？松凸荆‥xxon）、環(huán)球油品公司（UOP）、海德羅公司（NorskHydro）等都投入了大量力量。最為有代表性的工藝有UOP公司的甲醇制烯烴（MTO）工藝和德國Lurgi公司的甲醇制丙烯（MTP）工藝和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（大連化物所）的DMTO工藝。
UOP公司的甲醇制烯烴（MTO）技術(shù)和德國Lurgi公司的甲醇制丙烯（MTP）技術(shù)均未實現(xiàn)工業(yè)化，但都建有中試裝置，并進(jìn)行了長時間的連續(xù)運轉(zhuǎn)試驗，據(jù)稱催化劑也達(dá)到大規(guī)模工業(yè)化的要求。大連化物所等單位也開展甲醇制烯烴的研究工作，并取得了一定的進(jìn)展，目前催化劑研究己取得了較好的成果，正在陜西進(jìn)行工業(yè)化試驗工作，進(jìn)展順利。
美孚公司（Mobil）提出了一種使用ZSM-5催化劑，在列管式反應(yīng)器中進(jìn)行甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴的工藝流程，并曾與1984年進(jìn)行過9個月的中試試驗，試驗規(guī)模為100桶/天。在工藝過程中，甲醇擴散到到催化劑孔中進(jìn)行反應(yīng)，首先生成二甲基醚，然后生成乙烯，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)丙烯、丁烯和高級烯烴，也可生成二聚物和環(huán)狀化合物，以碳選擇性為基礎(chǔ)，乙烯收率可達(dá)60％（w），烯烴總收率可達(dá)80％（w），大體相當(dāng)于采用常規(guī)石腦油/粗柴油管式爐裂解法收率的兩倍。
巴斯夫公司（BASF）采用沸石催化劑，1980年夏季在德國路德維希港建立了一套日消耗30噸甲醇的中試裝置。此法反應(yīng)溫度為300-450℃，壓力為0.1-0.5Mpa，用各種沸石作催化劑，初步試驗成果是C2= -C4= 烯烴的重量收率為50-60％，收率太低。
大連化物所圍繞該技術(shù)已經(jīng)申請了20多項有關(guān)工藝和催化劑的專利，在甲醇或二甲醚制烯烴方面構(gòu)成了自主知識產(chǎn)權(quán)?！凹状迹ǘ酌眩┲葡N（MTO）”是大連化物所所承擔(dān)的國家“八五”重點科技攻關(guān)課題，目前大連化物所已于洛陽石油化工工程公司和陜西省新興煤化工有限公司合作在陜西興平完成了50噸/天(1.8萬噸/年)的工業(yè)化試驗裝置，試驗裝置一次開車成功。工業(yè)化裝置試驗（產(chǎn)品為氣相焚燒方案）總投資2942萬元，建設(shè)投資2794萬元。
二、煤制烯烴項目進(jìn)展情況
通過煤直接液化和間接液化得到的石腦油是制取乙烯的優(yōu)質(zhì)原料，間接液化產(chǎn)品中還可直接和間接得到占合成產(chǎn)品一定比例的丙烯。煤制烯烴也可按以下技術(shù)路線：由煤制取甲醇，再由甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯烴。煤制烯烴，不僅具有替代石化產(chǎn)品的重要意義，而且具有較好的經(jīng)濟效益。
國內(nèi)開展煤制烯烴項目建設(shè)進(jìn)展最快的是神華集團公司和大唐電力公司兩大中央企業(yè)。神華集團規(guī)劃建設(shè)四套煤制烯烴項目：內(nèi)蒙包頭80萬噸/年MTO項目、陜西榆林100萬噸/年煤制烯烴項目、內(nèi)蒙呼和浩特52萬噸/年MTP項目、寧夏寧煤集團的52萬噸/年MTP項目等。神華包頭煤制烯烴(煤制油)項目由神華集團、香港嘉里化工有限公司、包頭明天科技股份有限公司共同出資建設(shè)，總投資115.6億元，該項目申請報告的評估已于2005年6月初完成。大唐電力在內(nèi)蒙兩套MTP項目正在開展前期工作，規(guī)模為46萬噸/年MTP。
第六節(jié) 煤化工聯(lián)產(chǎn)
煤化工聯(lián)產(chǎn)是指不同煤化工工藝或煤化工與其它工藝的聯(lián)合生產(chǎn)，前者如煤焦化－煤氣制甲醇，后者如煤基甲醇－燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電。
煤液化，煤基甲醇、二甲醚，煤炭焦化等煤化工技術(shù)在單元工藝（如煤氣化和氣體凈化）、中間產(chǎn)物（如合成氣、氫氣）、目標(biāo)產(chǎn)品等方面具有很大的互補性。將不同的工藝進(jìn)行優(yōu)化組合實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，并與尾氣發(fā)電、廢渣利用等形成綜合聯(lián)產(chǎn)，有利于降低工程項目的建設(shè)投資及目標(biāo)產(chǎn)品的平均生產(chǎn)成本，提高整體項目的經(jīng)濟性和抗風(fēng)險能力。因此，多聯(lián)產(chǎn)是煤炭企業(yè)今后發(fā)展大型煤化工－能源綜合產(chǎn)業(yè)的技術(shù)方向。
一、整體煤氣化IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)
IGCC發(fā)電技術(shù)是煤氣化燃?xì)?、蒸汽?lián)合循環(huán)發(fā)電的結(jié)合，具有高效、清潔的突出特點。首先，煤經(jīng)過氣化和凈化后，除去煤氣中99%以上的硫化氫和接近100%的粉塵，將固體燃料轉(zhuǎn)化成燃?xì)廨啓C能燃用的清潔氣體燃料，驅(qū)動燃?xì)廨啓C發(fā)電，再使燃?xì)獍l(fā)電與蒸汽發(fā)電聯(lián)合起來。IGCC技術(shù)發(fā)電效率可達(dá)到45%以上，二氧化硫排放可達(dá)到10mg/Nm3左右，氮氧化物排放可達(dá)到25mg/Nm3左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。
二、國內(nèi)整體煤氣化IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)進(jìn)展
中國對IGCC的研究始于20世紀(jì)80年代。90年代進(jìn)行了預(yù)可行性研究工作。1994年成立了由三部委組成的IGCC示范項目領(lǐng)導(dǎo)小組。組織有關(guān)單位開展并完成了IGCC示范電站技術(shù)的可行性工程預(yù)可行性研究，對IGCC系統(tǒng)的中的主要工藝過程－煤氣化工藝、煤氣凈化工藝、空分系統(tǒng)、燃煤輪機系統(tǒng)、余熱鍋爐與蒸汽輪機等主要工藝系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟分析評估，基本掌握了各工藝過程的運行特性。
“八五”期間與美國TEXACO公司合作，完成了水煤漿加壓氣化200MW和400MW等級的IGCC預(yù)可行性研究?！熬盼濉眹铱萍脊リP(guān)項目中重點安排了IGCC工藝、煤氣化、熱煤氣凈化、燃?xì)廨啓C和余熱系統(tǒng)方面關(guān)鍵技術(shù)的研究。1994－1995年完成了IGCC示范電站工程前期的技術(shù)可行性研究，1996－1997年完成了北京IGCC工程和山東煙臺IGCC工程的預(yù)可行性研究。
目前中國建設(shè)IGCC技術(shù)上的障礙主要有：大容量、高效率、運行可靠氣化爐技術(shù)，大容量、高可用率的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組技術(shù)，高溫除塵、高溫脫硫技術(shù)等。中國IGCC的研究重點主要是：IGCC發(fā)電系統(tǒng)總體特性及運行、自控技術(shù)的研究；先進(jìn)大型氣化爐工程化關(guān)鍵技術(shù)的研究；高溫煤氣除塵與脫硫技術(shù)的研究與開發(fā)；燃?xì)廨啓C的研究；IGCC電站燃?xì)廨啓C選型和技術(shù)規(guī)范。
第七節(jié)中國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題
中國煤化工產(chǎn)業(yè)主要包括煤焦化、煤氣化、煤液化和電石等產(chǎn)品。經(jīng)過幾十年的努力，我國煤化工產(chǎn)業(yè)取得長足的發(fā)展。焦炭、電石、煤制化肥、煤制甲醇產(chǎn)量均位居世界前列。煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于緩解我國石油、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源供求矛盾，促進(jìn)鋼鐵、化工、輕工和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮了重要的作用。但是近年來，中國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遇到了一些新的矛盾和問題，值得認(rèn)真研究和對待。
一、煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展受資源、環(huán)境制約嚴(yán)重。
水資源是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要制約因素，也是中國經(jīng)濟社會發(fā)展的制約因素之一。中國水資源遠(yuǎn)低于世界平均水平。主要煤炭產(chǎn)地人均水資源占有量和單位國土面積水資源保有量僅為全國水平的1/10。大型煤化工項目年用水量通常高達(dá)幾千萬立方米，噸產(chǎn)品耗水在十噸以上，相當(dāng)于一些地區(qū)十幾萬人口的水資源占有量或100多平方公里國土面積的水資源保有量。一些地區(qū)大規(guī)模超前規(guī)劃煤化工項目，一方面有可能形成產(chǎn)能過剩的局面，另一方面會打破本地區(qū)脆弱的水資源平衡，直接影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會平穩(wěn)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護。
中國煤炭資源比較豐富，但優(yōu)質(zhì)、清潔和煉焦煤資源相對較少。煤炭工業(yè)承擔(dān)著支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的重任。短時間、高強度、大規(guī)模占用煤炭資源發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，既影響電力等行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展，也加速了煤炭資源消耗，不利于煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
二、盲目發(fā)展、重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。
一是電石和焦炭等傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。持續(xù)增加的電石和焦炭過剩產(chǎn)能，不僅造成社會資本大量閑置，產(chǎn)業(yè)發(fā)展大起大落，而且引發(fā)企業(yè)間惡性競爭，導(dǎo)致產(chǎn)品價格大幅下滑，經(jīng)營風(fēng)險顯著上升。今年年初我國焦炭出口價格僅相當(dāng)于2004年的一半，造成較大經(jīng)濟損失。
二是受石油價格不斷上漲、高位運行的拉動，煤制甲醇、二甲醚等石油替代產(chǎn)品盲目發(fā)展的勢頭逐漸顯現(xiàn)。2005年中國甲醇產(chǎn)量536萬噸，在建、擬建和規(guī)劃產(chǎn)能2000萬噸左右。但是甲醇后加工生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用市場還不成熟，如果出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險大。同時，甲醇是規(guī)模效益非常明顯的化工裝置，中國大量正在建設(shè)或擬建的甲醇裝置規(guī)模偏小。新建項目多數(shù)為10萬～20萬t/a，個別最大的亦只有60萬t/a。大量的資料表明，煤基甲醇裝置必需依賴于低價煤、大型化、先進(jìn)技術(shù)及低投資，四者緊密結(jié)合的條件下才有國際競爭力。煤基甲醇沒有足夠大的規(guī)模是不具備國際競爭力的。當(dāng)前，世界甲醇市場供過于求。近年內(nèi)世界幾套以廉價天然氣為原料的超大型甲醇裝置投產(chǎn)后，價格將進(jìn)一步下降。他們的目標(biāo)市場是向中國出口，屆時中國有些甲醇企業(yè)將受到嚴(yán)重沖擊。
三是煤制油品和烯烴尚處在工業(yè)化試驗和示范階段，還存在技術(shù)和工程放大風(fēng)險。一些地方不顧客觀條件，紛紛規(guī)劃建設(shè)煤制油品和烯烴項目，目前開工建設(shè)的十幾萬噸規(guī)模的煤制油、煤制烯烴裝置多數(shù)不夠經(jīng)濟規(guī)模，技術(shù)不夠成熟。建成后將類似小煉油、小乙烯屬于淘汰之列，且這類裝置投資巨大，動輒幾十億，具有較大投資風(fēng)險。
三、以犧牲資源為代價，片面追求產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。
一些地區(qū)為加快地方經(jīng)濟發(fā)展，以資源為手段，大舉招商引資，資源配置和開發(fā)利用不合理。個別企業(yè)以建設(shè)煤化工項目之名，行圈占和攫取資源之實，大肆套取煤炭資源。有些地區(qū)煤化工產(chǎn)業(yè)剛剛起步，現(xiàn)有煤炭資源就被瓜分殆盡。
發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)對于實施石油替代戰(zhàn)略具有十分重要的意義，但是煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對煤炭資源、水資源、生態(tài)、環(huán)境、技術(shù)、資金和社會配套條件要求較高。不顧資源、生態(tài)、環(huán)境等方面的承載能力，盲目規(guī)劃、競相建設(shè)煤化工項目，必將對經(jīng)濟社會持續(xù)、健康、穩(wěn)步發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。針對發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)面臨的問題，提出以下幾點建議：
1、理性決策，充分估計投資風(fēng)險。煤化工產(chǎn)業(yè)是技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè)，涉及面廣，工程建設(shè)復(fù)雜，實施難度大。煤化工產(chǎn)業(yè)又是新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在諸多不確定因素和風(fēng)險。鑒于當(dāng)前煤化工產(chǎn)業(yè)盲目發(fā)展的實際，投資者要謹(jǐn)慎決策煤化工項目，認(rèn)真研究和理性評估投資風(fēng)險。
2、制定全國統(tǒng)一的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。煤化工產(chǎn)業(yè)要以貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，建立和諧社會為宗旨；以保障國家石油供應(yīng)安全，滿足國內(nèi)市場需求為出發(fā)點，科學(xué)規(guī)劃，合理布局；統(tǒng)籌兼顧資源產(chǎn)地經(jīng)濟發(fā)展，資源條件和環(huán)境容量，努力實現(xiàn)經(jīng)濟社會和諧發(fā)展。在有條件的地區(qū)適當(dāng)加快以石油替代產(chǎn)品為重點的煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3、堅持控制產(chǎn)能總量，淘汰落后工藝，合理利用資源，減少環(huán)境污染，促進(jìn)聯(lián)合重組的原則，加快煤化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。鼓勵新技術(shù)的研發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，以先進(jìn)的技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)升級。
4、煤化工項目應(yīng)向基地型和園區(qū)型方向發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)模效益。煤化工產(chǎn)業(yè)具有規(guī)?；?、大型化、一體化、基地化的特征，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)要按照上下游一體化的思路，建設(shè)規(guī)?；夯ぎa(chǎn)業(yè)基地。樹立循環(huán)經(jīng)濟的理念，優(yōu)化配置生產(chǎn)要素。實行清潔生產(chǎn)，合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
5、合理使用煤炭資源。煤化工產(chǎn)業(yè)是煤炭深加工產(chǎn)業(yè)。煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須統(tǒng)籌兼顧煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)對煤炭的需要。國家實行煤炭資源分類使用和優(yōu)化配置政策。煉焦煤（包括氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤）優(yōu)先用于煤焦化工業(yè)，褐煤和煤化程度較低的煙煤優(yōu)先用于煤液化工業(yè)，優(yōu)質(zhì)和清潔煤炭資源優(yōu)先用作發(fā)電、民用和工業(yè)爐窯的燃料，高硫煤等劣質(zhì)煤主要用于煤氣化工業(yè)。無煙塊煤優(yōu)先用于化肥工業(yè)。
總之，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)要因地制宜，根據(jù)資源和環(huán)境條件，確定合理的發(fā)展規(guī)模；依靠科學(xué)技術(shù)，新建和改擴建項目要做到高起點、高技術(shù)，保證技術(shù)領(lǐng)先；樹立循環(huán)經(jīng)濟的理念，充分合理地利用各種資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在發(fā)展重點上，要適應(yīng)市場需求，創(chuàng)造名牌產(chǎn)品，增強市場競爭能力。
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