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煤化工也要“小題大做”

作者： 2015年10月22日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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目前被投入大量人力和物力的煤化工重點(diǎn)課題，基本是這樣幾類： 　　一類催化劑。如費(fèi)托合成鐵基催化劑、甲醇裂解制低碳烯烴催化劑等，都已經(jīng)進(jìn)行了幾十年，現(xiàn)在已經(jīng)取得成功，以它為核心建成了一個(gè)個(gè)大裝置，還有一

　　目前被投入大量人力和物力的煤化工重點(diǎn)課題，基本是這樣幾類：

 
　　一類催化劑。如費(fèi)托合成鐵基催化劑、甲醇裂解制低碳烯烴催化劑等，都已經(jīng)進(jìn)行了幾十年，現(xiàn)在已經(jīng)取得成功，以它為核心建成了一個(gè)個(gè)大裝置，還有一些正在突破之中，如芳烴合成等。
 
　　另一類是工藝單元。如煤氣化工藝。由于煤質(zhì)的不同，煤氣化工藝也可能不同。國內(nèi)近年來成功開發(fā)了許多煤氣化工藝，如多噴嘴、航天爐、兩段爐、清華爐等，在不同的裝置中得到應(yīng)用。目前，國內(nèi)有名氣的煤氣化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到約25種，新品種還在不斷出現(xiàn)。
 
　 　以上這些對煤化工起到很大的作用，它們也可以稱為煤化工科研的“大題”。這些題目的重要性是無與倫比的，它們是未來工藝裝置中的核心單元，因此受到國家 的科研院所和企業(yè)的科研院所的高度重視，爭相立題研究。往往一個(gè)題目很多單位在做。大量重復(fù)研究，被稱為同質(zhì)化研究，耗費(fèi)了大量人力物力。以煤氣化為例， 粉煤氣化技術(shù)，包括引進(jìn)的有10來種。它們之間無非是上行與下行、后續(xù)廢鍋和激冷流程的區(qū)別，其它出入不大。就是有專利的噴嘴，也并沒有質(zhì)的突破。而研究 單位爭相投入，導(dǎo)致科研同質(zhì)化，是這類“大題”進(jìn)步緩慢的根本原因之一。
 
　　然而，一些“小題”，卻被人冷落或者開發(fā)單位很少，國家難以立項(xiàng)、企業(yè)不愿意開展，開發(fā)者訴言推廣艱難。原因很簡單，“小題”似乎成不了大氣候。
 
　　比如，褐煤是煤化程度最低的煤。中國褐煤量約占全國煤炭總資源量的13%，主要分布在內(nèi)蒙古東部、云南東部。褐煤的燃燒值低，做燃料不合適，當(dāng)?shù)睾芟Ｍ盟鼇戆l(fā)展煤化工。
 
　 　水煤漿造氣是煤制油最理想的氣化方法，但褐煤能否制漿？回答當(dāng)然是可以的，但是漿體中煤的濃度很難達(dá)到60%，通常在49%～55%之間。原因是褐煤的 內(nèi)水不容易分離出來進(jìn)入漿體中?，F(xiàn)在有的單位聲稱開發(fā)的技術(shù)可以將褐煤的內(nèi)水?dāng)D出來一起制漿，再加上適當(dāng)?shù)姆稚?、穩(wěn)定劑等添加劑，進(jìn)行深度研磨，可以提 高褐煤的制漿濃度3～5個(gè)百分點(diǎn)。
 
　　因此，個(gè)別褐煤可以制成接近60%的水煤漿，但是實(shí)際上大部分褐煤達(dá)不到這個(gè)界限。而且煤化工企業(yè)難以接受，原因是穩(wěn)定性方面沒有徹底解決。也就是說，這個(gè)技術(shù)不完善。要想使褐煤能夠做成工業(yè)上可以使用的水煤漿，還需要進(jìn)一步創(chuàng)新。
 
　　褐煤制漿，在煤化工科研中算是個(gè)小題目。這個(gè)從燒杯到小高壓釜開始試驗(yàn)的課題，能申請上十萬八萬課題經(jīng)費(fèi)就不錯(cuò)了，究竟能起多大作用？
 
　　目前，煤化工的原料多數(shù)還是采用煙煤，真正要采用褐煤是有困難的，問題在于褐煤氣化上，這類煤很難采用氣流床。這個(gè)問題一直困擾著這個(gè)行業(yè)的發(fā)展。而國內(nèi)實(shí)際情況是希望用褐煤作為原料，原因是這種煤在其他工業(yè)上的利用價(jià)值比較低，沒有很好的出路。
 
　 　以煤制天然氣為例，褐煤制天然氣的傳統(tǒng)方法是魯奇爐。這個(gè)工藝在美國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)30年，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。魯奇爐采用的固定床技術(shù)，原料是碎煤，技術(shù)已經(jīng)很 成熟。因此，國內(nèi)被批準(zhǔn)建設(shè)的4個(gè)煤制天然氣裝置，3個(gè)規(guī)模大的采用魯奇爐。但是，近期國內(nèi)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)，魯奇爐的污水處理很困難。此外還有一些其 他缺點(diǎn)難以克服，如對原料煤的規(guī)格要求高等。因此要求改變煤制天然氣中煤氣化工藝的呼聲越來越高。
 
　　解決的辦法就是褐煤制漿，即采用新的手段將褐煤中的內(nèi)水?dāng)D出來，制成濃度為60%左右的水煤漿。用水煤漿制成甲烷，不僅能夠解決魯奇爐的問題，而且還成為現(xiàn)代煤化工中工藝最簡單的流程，看起來成本高一些，實(shí)際上環(huán)保簡單得多，利大于弊。
 
　 　所以，褐煤制漿雖然在煤化工科研中算是個(gè)小題目，但也是具有很大意義的。未來有20來個(gè)大型煤制天然氣項(xiàng)目排著隊(duì)在建和擬建，投資幾千億。試想一旦在這 個(gè)問題上來個(gè)大翻身，用褐煤制漿代替魯奇爐工藝，未建的項(xiàng)目從頭開始重新設(shè)計(jì)，難道不是煤化工戰(zhàn)線上的一場重大變革嗎？
 
　 　歷史上一些小項(xiàng)目科研成果起到了很大作用的事例常有發(fā)生。例如在80年代以前，合成氣中脫除二氧化碳采用各種各樣的溶劑，如水、苯菲爾溶液、胺堿液、碳 酸丙烯脂、砷堿液等，效果不是很好。自從人們了解二氧化碳在甲醇中的溶解度較大而發(fā)明低溫甲醇洗工藝后，將其他方法一掃而光?，F(xiàn)在煤化工的大中型項(xiàng)目中的 脫碳流程，幾乎全部是低溫甲醇洗，而此后就沒有多大進(jìn)展。
 
　　所以，類似褐煤制漿這樣的“小題”，確實(shí)值得大做。
 
      作者簡介：
 
　　唐宏青，1989年獲得中國石化總公司首批“突出貢獻(xiàn)科技管理專家”稱號，1994年晉升教授級高工，1996年任中國石化集團(tuán)蘭州設(shè)計(jì)院副總工程師，2003年任中國石化集團(tuán)寧波工程有限公司副總工程師，2008年任中科合成油工程有限公司技術(shù)專家。
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