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1、中国煤化工现状及发展前景研究报告煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干偏以及焦油加工和电石乙烘化工等。煤化学加工过程。煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。按煤炭的一次转化方式不同，可分为煤焦化、煤气化和煤液化;按加工深度不同，可分为产业链上游的基础煤化工和中下游的精细煤化工。按发展成熟度不同，可分为传统煤化工和现代煤化工。传统煤化工主要包括煤制化肥、合成氨和焦炭，现代煤化工主要是新型煤基能源和新型煤基材料。按
2、产品最终用途不同，可分为煤基化学燃料、煤基化工材料、煤制化肥、煤基精细化学品等。煤基化学燃料包括煤基固体、液体和气体燃料;煤基化工材料包括煤制塑料、煤制化纤、煤制橡胶，其中煤制塑料主要是煤制烯烧及其深加工，煤制化纤主要是煤制芳煌和煤（合成气）制乙二醇及其深加工，煤制橡胶主要是煤制硅橡胶产业链。1我国煤化工发展概况煤的加工过程主要包括：干储（含炼焦和低温干偏）、气化、液化和合成化学品等。炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是煤化工业的重要组成部分;煤的气化在煤化工业中占有重要地位，其产生的洁净燃料，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料；煤直接液化，可以
3、生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品可替代目前的天然石油。2021年全球煤炭产量为81.73亿吨，中国是世界上煤炭第一生产大国，煤炭产量占全球煤炭产量的一半以上。截至2022年1-8月我国原煤产量29.3亿吨，同比增长12.79%。图12016年-2022年我国原煤产量煤化工开始于第一次工业革命，随着石油化工的兴起，煤化工发展速度放缓。但近年来，石油供应紧张，油价持续上涨，煤化工再一次被人们重视起来。据统计,2021年煤化工市场规模为4.36万亿元，同比增长10.38%o从我国煤化工主要产品产量来看，2021年我国煤制甲醇产量7741万吨，同比增长7.33%,截至2022年上半年
4、，我国煤制气产量32亿立方米，同比增长42.9%,煤制油产量357.2万吨，同比增长11.8%o201a2022年H1我国I基化工生产现状也制F亿立方用埋制甲帆万吨）埋制时万吨）图32016-2022年Hl我国煤化工生产现状销量方面，据统计，2022年上半年我国煤制油销量356万吨，同比增长16.7%,煤制天然气销量31.7亿立方米，同比增长47.4%,煤制烯煌销量606.6万吨，同比增长1.4%,煤制乙二醇销量208.5万吨，同比增长34.7机近年来，传统煤炭企业向煤化工转型，中国煤化工产业规模稳步增长。未来，传统煤化工项目将会靠近原料、靠近市场、进入化工园区的原则，按照量力而行、量水而行、
5、量环境承载能力而行的要求,突出产业园区化、规模大型化、生产柔性化、产品差异化的方式和特色，传统煤化工企业布局更加科学合理。而且，煤化工产业与关联产业的融合发展。与石油化工行业融合,可实现原料互补、产品优化调和、公用系统共享。双方联合后，可以直接将煤液化的初级产品作为加工原料输送到炼油厂，并与炼厂的产品进行调和，加快我国油品质量升级过程。2021年6月，煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见提出积极拓展煤制清洁能源和燃料领域，节约油气资源。加大煤制氢技术研发和推广应用力度。加快研发和完善甲醇直接燃烧、改性、高效转化技术以及民用燃料技术，发展以甲醇为原料的深加工产业。2022年2月11日，国家发
6、改委、工业和信息化部、生态环境部、国家能源局四部门发布现代煤化工行业节能降碳改造升级实施指南。指南提出要加快淘汰不符合绿色低碳转型发展要求的落后工艺技术和生产装置等要求。主目标推广先进技术装各、 加强是量系纥优化、 余然余压利用等表1现代煤化工行业节能降碳改造升级实施指南解读对于能效在标忤水平特别是基准水平以下的企业,积极推L本安捷指南、缘色技术推广录、工业中能技术推招录、能效之星”装备产品目录等批出的先进技术装备,加强能量系疑优化余热余压利用、污柒物规排、圉体废球台利用和公情设施敬遣尚生产工艺和技术装备线色化水平,搅升资源能源利用效率,保进形成强大国内市场：，二号，二巨云七我充分利用高等院校
7、、科寻知院所、行业协会等单位创新资源,推动节能藏污海碳助关国:S；*二修兰共性共区云大.,d三M咬七仁隼关日笑裳三武美若M六找E至达I乳发会之行奸二二三看二企,三弓WW工天云文领6工无.姿设于忑式3E；葭行I业高更量发曼要妥迸煤化江行业朱案发展加快寻海汰落后设备 及产能引导母干企业发捶资金、人才、技术停优势,通过上优汰劣、产能百卷等方式自尊自主开展本领域蓑并姮.集中核划建设蝶模化、一体化的生产空电,把升工艺装备水平和能源利用微氢构建结构合理、竞争有效、规范有的发厌格电不得以蓑并重组为名自自犷张产能和低水平篁复建设.严格执行节能环保、出量、安全技术等相关法值法规和产业结构调赛指导相录尊政黄,依法
8、依规沟汰不符合嫌色低联转堂发展要求的落后工艺技术和生产装三.对能效在基准水平以下,且以在规定时跟通辽敬造升级达到基准水平以上的产能,通过市场化方式、法治化手段推动其加快退出.未来，现代煤气化技术将向装置大型化、操作简单化、运行高效化和长周期方向发展。同时，在延伸产业链技术、拓宽产品种类技术、低阶煤高效综合利用技术、“三废”处理技术、重大装备研制等方面有望实现重大创新和突破。同时，新型煤化工市场空间巨大，新型煤化工以生产清洁能源和可替代石油化工的产品为主，如甲醇、二甲醛、烯烧、乙二醇等。作为新型产业，大力发展新型煤化工产业，特别是煤制烯姓、乙二醇等煤基替代方案，是作为国家战略性能源储备的重要发展
9、方向之一，尤其是产品市场尚处于成长阶段，其潜在市场容量大，具有良好的发展前景。2现代煤化工发展现状与挑战石化产品是国民经济发展的重要基础原料，市场需求巨大，但由于中国富煤、缺油、少气的资源特点，我们国家的石油和天然气供给对外依存性很高。据统计，截至2021年年底中国石油对外依存性为72.2%,而天然气对外依存性则为43.7%,而以石油为原材料的下游乙烘、丙烯、乙二醇等化工产品，将严重依赖进口石油和相关的进口产品。因此，促进中国现代煤化工行业的创新发展，丰富中国石化原材料来源,建立现代化与传统石油及化工行业相辅相成、协同发展的工业格局，对维护石油及化工行业安全、推动中国石化原材料多元化发展有着重
10、大意义。2.1 我国现代煤化工主要技术我国现代煤化工技术历经多年的探索与研究，经过持续的重大技术突破与经验积累，我国的煤化工行业在技术和重要技术设备自主化以及产品市场开拓等领域都得到了蓬勃发展，其中部分技术都是国际首创。中国现代煤化工技术应用的主要科技成果有煤化工艺技术、煤液化工艺技术等。由我国自主研发的煤化工技术在我国已得到了成功应用，如清华大学水冷壁水煤浆天然气化工艺技术成功运用与新疆天业汇合新材料公司60万吨/年煤制乙二醇项目，中国神华集团开发的煤炭资源直接液化技术工艺和催化剂等新工艺技术成功运用于神华鄂尔多斯的百万吨级煤制油化科技工程项目中等。目前，中国的现代煤化工发展技术水平和装置自
11、主度已远远领先世界各国，尤其是煤制烯煌、煤油共炼、煤制芳香族化合物、煤制乙二醇等工艺技术都已达到了世界的高点。2.2 我国现代煤化工产能现状据中国石油和化学工业联合会发布数据显示，截止2020年年底，全国正在建设的煤化工生产煤制油、燃气、烯烧、生产乙二醇等四类建设项目的产品能力数量，依次是煤制油技术总产能约为930万吨/年,煤制燃气技术总产能约为51亿m3/年,煤制烯烧技术总产能约为1580万ta,煤（合成气）生产乙二醇总产能约为489ta0结合我国的能源结构，在“十四五”末，我国煤制油生产能力将达到1200万吨/年,煤制气生产能力将达到150亿in/年，煤制烯烧生产能力将达到1500ta,煤
12、制乙二醇生产能力将达到800万ta,可见现代煤化工在我国依然保持着强有力的发展势头。2.3现代煤化工发展机遇与挑战2.3 .1现代煤化工发展机遇在当前的“双碳”目标、能耗“双控”和“两高”防控下的节能减排等关键政策条件下，中国现代煤化工面对着极大的挑战，在碳减排方面也面临的压力较大。但从我国的能源结构来看，现代煤化工技术仍然是中国当前的重点发展方向，同时“十四五”阶段将是我国现代煤化工高质量、多产业相结合发展的重要阶段,煤化工将进行以现代化、绿色化、低碳化为代表的新一轮技术革命，走出一条通过多产业融合发展的清洁高效绿色低碳的发展道路。2.3.2现代煤化工发展面临的挑战随着近几年的快速发展，我国
13、煤化工技术及装备已处于世界领先水平，我国的煤化工行业生产规模也快速扩展，但随着煤化工产业在我国的快速崛起,现代煤化工存在的高能耗、高水耗及高污染的问题也快速凸显。据中国石油与化工行业总会统计资料表明，中国煤制石油单位产品平均耗煤4.0吨标准煤/吨，单位产品取水8.2吨/吨，单位产品CO2排放5.8吨/吨；煤制天然气单位产品平均耗煤2.5吨标煤/千标方，单位产品取水7.5吨/千标方，单位产品CO2排放4.8吨/千标方；煤制烯煌单位产品平均耗煤5.0吨标煤/吨，单位产品取水19.3吨/吨,单位产品CO2排放10.52吨/吨；煤（合成气）制乙二醇单位产品平均耗煤2.4吨标煤/吨、单位产品取水17.3
14、吨/吨，单位产品CO2排放5.6吨/吨。在国家“双碳”等政策的多重约束下，现代煤化工的发展面临着巨大的压力，现代煤化工产业既要落实“双碳”战略应当承担的责任，加快行业科技创新和节能减排的力度，又要面对因外部环境影响造成煤和原材料上涨带来的成本压力，可谓是困难重重。2.3.3现代煤化工绿色发展的思考2.3.3.1加强节能减排技术的研发与推广现代煤化工属于清洁化工但其碳污染强度仍然较高，且单体项目碳排放量也较大，因此探寻中国现代煤化工行业的低碳化发展趋势已迫在眉睫，在煤化工行业推广节能减排技术也势在必行。现代煤化工项目在工艺技术、生产装置以及后期操作流程中技术进步显著，都在节能减排等方面不断进行尝
15、试与探讨。新疆天业汇合新材料公司的60吨乙二醇项目采用了国内技术先进的晋华炉3.0气化炉，在原有技术的基础上通过优化，使原本废锅副产的9.8MPa蒸气能力的原设计下限值（35th）提升至（80th）,据计算，每台设备可节约标煤5.62-8.43th,减排CO214.28-21.41th;同时通过技术研发与工艺改进充分利用了生产工艺过程中产生的余热余压；除此之外，还利用液力透平技术来回收生产工艺中的富余能力来减少设备的电量消耗。煤化工企业都在不断的对现有技术进行优化和升级，最大限度的实现企业节能减排成效。2.3.3.2现代煤化工与绿电绿氢技术结合发展近年来中国国内以光电科技、风能为代表的绿电技术
16、迅速发展壮大，同时电解水制氢气的绿色发展道路也快速崛起，由于光电、风电成本较低，致使水电解制氢气成本也伴随着大幅下降。目前的煤化工工艺中氢气获取方法主要是以采用水煤气变换反应产生CO为代价生产的，但如果将煤化工技术生成过程中所需要的氢气由燃气获取或者直接采用更为绿色环保绿氢技术获得，而没有采用过度消耗CO来调整合成气中的H2类型/C0比，将会降低C02的排放量。如果能够实现光电、风电等绿色发电的方式与绿氢及现代煤化工的完全结合，可能未来煤化工生产工艺将进行重大转型，整个煤化工工艺将会转化为：绿电+煤气化+绿氢的绿色合成工艺，绿氢用于合成气补氢和下游生产的加氢精制过程，可缩短甚至完全不用CO变换
17、的制氢工艺,伴随着净化和脱碳规模也将会明显降低。2 .3.3.3加强二氧化碳利用技术的开发当前全球各地都开始对环保问题格外的关注,加强管理煤化工工业生产过程中二氧化碳的排放，不断地加大科研投入来探寻着降低C02排放的新办法，同时也在积极探索C02的回收利用技术，当前除已经开始进行实施碳捕集与封存方法之外，各国通过研究CO2回收利用的关键技术实现低碳循环，也成为了进行低碳中和的主要技术手段。目前，中国已经在使用C02生产的乙酰丙胺、甲酸、碳酸酯可降解塑料等高价值化学品方面获得了一定的发展。其中，由内蒙古久泰公司、中国成达和清华大学联合研究设计建造的世界上第一套C02制芳烧工程试验装置，已实现了工
18、艺包和技术基础设计。3煤化工技术发展现状与新型煤化工技术分析3.1现有煤化工技术种类3.1.1 煤干储技术煤干储技术手段主要就是在高压与空气隔离情况下，将煤加热到指定温度，使煤原料能够分解成一次、二次产物，促进煤炭的转化。煤干储技术应用期间，应当确保生产环境为空气隔离状态，并将温度加热到指定标准。在煤温度上升至200。C后，煤中的水分及结晶水分被蒸发。后续将煤再次加热到3501,使煤发生软化。最后将煤加热到400-540oC,产生出的煤气会与焦油发生反应而产出一次热反应产物。在煤加热到550。C以上，煤料中会产生出挥发物质，发生收缩现象。如果煤原料温度超过了80(C,煤会产出二次热分解产物。由
19、于煤干保技术在实际应用环节经历的流程较为复杂，实际生产期间的质量与效率会受不利因素影响。举例而言，炼焦用煤的粘接性、结焦性、膨胀压力等均有可能使干用效果下降。在所选用的炼焦煤粘结性过强的情况下，煤料自身的高膨胀压力进一步提升。为有效解决干僧问题，在现有基础上发展出综合生产技术以及半焦生产技术。3.1.2煤气化技术通过将煤料及半焦煤料放置在高温、加压环境中，与气化剂发生化学反应，生成气体产物。煤炭在气化期间，可以将固态煤逐步转化为气态材料，在反应过程中还会产出少量的焦油以及灰渣等副产品。现阶段各类生产技术日渐成熟，煤气化附属技术种类增多。不同种类的煤气化技术适用性存在较大差异，技术应用期间的优缺
20、点显著。例如将煤气化技术应用在甲醇生产环节，用煤制取甲醇期间应当将煤作为原材料。在实际生产环节经过空分处理、煤气化反应、物料变换以及酸性气体脱除等环节工序制作成甲醇、二甲醛以及烯烧材料。煤气化作为生产甲醇的重要技术之一，在实际生产过程中会受到技术规格以及实际生产流程等因素影响，需要分析甲醇生产要求，选择适宜的煤气化技术手段。在使用块煤气化技术过程中，融合了水煤浆气化技术实施期间的各类优势，在应用过程中存在能耗量低、污染物产出量较少等特征。煤灰气化技术实际应用环节还涉及到干粉煤灰气化手段、单喷嘴粉煤灰气化手段，可进一步优化甲醇生产流程。3. 1.3煤液化技术原有煤液化技术需要使用直接液化手段，借
21、助催化剂、氧气等材料，对煤进行加氢液化处理，确保煤原料能够转变为液体材料。由于煤液化技术在实际应用期间所需花费的成本较高，对煤种要求严格，现阶段逐步被间接液化技术所取代。在使用氢煤技术过程中，可以借助高温及催化剂的作用，使原料煤能够在高温环境下充分接触水蒸气，气化后的煤炭可以经过脱硫脱碳处理生成清洁性合成气体。合成气体在经过催化反应后产生出泾类液体材料、机油生产原材料。3.2新型煤化工技术现阶段煤化工行业逐渐趋向于绿色化、智能化发展阶段，为从根本上提升煤化工生产水平，还需要借助更为先进的控制体系，优化新型煤化工技术方案，切实增强煤化工生产过程的控制水平。在当前新型煤化工生产控制过程中，生产控制
22、工作整体趋向于策略控制、数据采集与处理、人工智能、动态数据模型建立等方向发展。煤化工生产管理应当配合使用功能完善的计算机设备、DCS技术以及过程控制语言编写程序软件，进一步提升各生产环节及生产机械设备的运行参数控制水平。3. 2.1新型煤化工数据管理技术在推动新型煤化工数据发展流程过程中，应当收集大量生产数值。在实际生产工作开展期间，测量仪器设备可能会受到各类因素影响而出现故障问题。测量期间的结果偏差较大、噪声值较大，因此需要配合使用专项监控技术，收集数据信号，加强实际生产期间测量值、变化幅度以及变化率的测量工作。使用软测量技术手段，需要配合使用热量平衡、压力平衡等反应机理。借助人工智能技术，
23、建立健全煤化工设备测量三维模型，确保煤化工生产期间存在的各类变量均能够得到严格控制。当前煤化工生产环节所使用的软测量技术可分为热熔值计算、热效率计算、汽油饱和下的蒸汽压力计算等内容。在催化装置运行期间，通过使用软测量技术可以测量催化装置运行期间的催化剂循环量、反映环境热量值、催化剂被烧灼的情况。通过在聚丙烯生产期间使用软测量技术，能够测量熔体的流动指数，聚丙烯装置在实际运行期间的产量、反应装置传热系数、催化剂活性特征。3. 2.2新型煤化工人工智能技术将人工智能技术应用在煤化工产业生产环节，也能够从根本上提升实际生产期间的整体管控效果。具体来说，煤化工生产期间，人工智能技术主要包括专家系统、神
24、经元系统、模糊系统等多种类型，可以对生产全过程进行严格管控。专家系统被应用在煤化工电气仪表以及回路控制环节，可以对生产设备期间存在的各类故障问题进行全面监控以及诊断。如在大型生产机械设备故障诊断过程中，可以将人工智能技术使用在催化反应装置故障运行以及诊断环节，对催化剂故障进行及时预警处理。在煤化工生产环节也可以使用神经元网络控制技术管控较为复杂的线性生产环节，进一步构建起非线性模型。当前神经元网络控制技术可被细致划分为前向网络控制、反向传播算法两种方式，属于映射网络体系。在构建神经元网络监控系统过程中，内部还包括隐含层、输入层与输出层。其中，隐含层可以接近实际生产环节技术参数的连续函数值，可以
25、从根本上提升煤化工实际生产期间的数据处理效果。煤化工生产环节的模糊控制技术手段就是通过使用模糊控制理论，分析生产期间的线性经验，进一步优化实际生产流程，增强煤化工生产环节的可控性水平。3 .2.3新型煤化工预测控制技术通过在煤化工生产环节建立起预测控制模型，还可以从根本上提升工业生产管控效果。借助原有脉冲响应模型，使用预测启发控制系统、模型算法控制技术，优化动态矩阵控制功能。与其他先进控制技术相比，预测控制技术能够更加有效地降低设备运行期间故障问题发生几率。在建立预测控制模型期间，也可以将模型进一步细化分成对象脉冲控制模型以及越界响应控制模型，简化模型结构，保障算法应用效果。在预测控制环节引入
26、了先进控制理论，在线优化以及滚动优化手段，使预测范围能够进一步扩大。在预测过程中也可以配合使用实测值，有效反馈与校正预测值，确保存在于实际生产环节的各类隐患问题，均能够得到及时解决，增强系统运行全过程的适应性水平。就目前来看，预测控制设备数量日渐增多。在煤化工实际生产过程中也逐步应用到了更为先进的单变量动态矩阵控制方式，进一步提升了实际控制期间的全面性。在使用单变量动态矩阵控制环节，需要首先建立预测模型，选择适宜检测对象、检测期间的采样值与采样周期，合理描述对象动态信息的有限集合值。着重做好滚动优化工作,配合使用DMC算法，设置适宜的控制技术方案；在控制增量以及被控对象存在多个预测值的情况下，
27、还需要设置适宜的优化时域。在开展控制工作期间，应防止增量值出现变化情况，进一步优化系统运行期间的各项指标，增加系统软约束力，落实现行控制标准。对控制全过程展开反馈及校正处理。预先分析存在于生产期间的模型配置问题、环境干扰问题。配合使用DMC算法确定采样期间的采样实际值，更为精准的获得预测误差情况。使用多变量预测技术时，需要明确煤化工生产期间的被控对象，选择适宜的煤化工生产输入与输出值，分析各项技术参数的影响情况。要求输入及输出值需要在控制期间始终处于相同数值。当前煤化工技术预测工作使用的预测技术种类较多，在实际生产环节还可以使用非参数模型下的预测控制算法、离散参数模型预测控制算法、时域自适应控
28、制算法等展开预测控制工作。4 .2.4新型煤化工参数整定技术对煤化工生产期间涉及到的PlD参数进行严格管控，PID参数分为输入及输出数据自整定、瞬间响应自整定方式。在使用输入与输出数据自整定手段过程中，应当根据被控对象的输入及输出值序列建立起控制模型。使用系数变时、最小二乘积计算方式，确定模型计算期间的二次准函数，对最小控制器运行参数进行灵活管控。借助瞬间响应自整定方法控制煤化工生产全过程，技术人员应当首先绘制出生产期间的生态响应变化曲线，结合实际生产要求对控制装置运行参数进行严格设置。明确断开生产设备中的反馈控制回路运行情况，使实际生产期间的控制系统始终处于开环状态。着重检测控制系统内的输入
29、基准信号值，准确反映出系统运行期间的生态响应特征，确保建立起的模型内部包括对象静态增益、等效时间常数以及等效滞后时间常数等参数数据。利用PID参数控制装置还可以对已知的非线性环节进行替换处理，进一步调节基准信号值，设置适宜的非线性技术参数，确保闭环系统的输出值能够获得等幅振荡效果。着重检测等幅振荡下的振幅以及振荡周期，着重测量振荡频率以及振荡幅度数值，而后配合使用适宜的经验公式，设置PID控制装置运行参数。5 .2.5新型煤化工PLC控制技术在煤化工生产现场，配合使用PLC系统也可以从根本上提升实际生产环节的管控效果，确保煤化工生产全过程均能够得到有效管控。PLC控制手段可以被有效应用在顺序控
30、制、闭环控制以及开关量控制工作中。其中，在顺序工作开展期间，借助可编程逻辑控制装置，能够对生产全过程的流程进行严格管控，进一步增强生产质量与效率管控水平。利用可编程逻辑控制装置取代传统煤化工生产期间的控制辅助方式，可充分发挥出信息模块、传感器模块等控制功能，获取现场施工期间的各类参数数值。技术人员可以通过使用PLC系统内的终端显示屏接口观察到煤化工生产期间各设备实际运行情况，并对设备运行数据进行全面监管，确保煤化工生产全过程能够始终趋向于自动化、系统化方向发展。在煤化工生产控制环节使用可编程逻辑控制技术，能够配合使用远程控制站、传感器装置，针对煤化工生产期间的各类程序加强生产管控力度，避免在实
31、际生产过程中出现设备无法正常运转、生产期间设备运行参数异常等问题，实现对数据远程控制目标。PLC技术手段可从根本上保障煤化工生产环节的安全性、灵活性与可操作性，使得煤化工运行期间的不同环节均能够得到严格管控,切实保障了实际生产期间的安全效益与经济效益，进一步提升了生产期间各能源利用率。通过在煤化工生产期间建立起闭环控制系统，还能够有效扩大实际生产环节的管控面积，发现并解决生产期间的各类问题。在传统煤化工生产期间，控制工作需要使用电磁继电装置，导致运行过程中经常会出现触点故障问题，无法保障综合生产效益。通过配合使用PLC控制系统，对机电装置内的实物元件进行有效控制，进一步保障控制工作的实时性，实
32、现断路装置集中控制目标。借助PLC控制软件还可以增强数据处理期间的能力，增强系统在运行过程中控制水平，从根本上提升系统综合运行效果。4煤化工与石油化工的协调发展路径探究4.1 石化产业发展中煤化工产业造成的影响4.1.1 推动石油产业发展，稳定能源市场我国现代煤化工产业有明显的发展优势，基于丰富煤炭资源配合国产技术与设备，推动现代煤化工产业稳定发展。煤制产业快速发展、产能提高背景下，产能扩张环境下，现代煤化工产业直接影响石油化工产业发展，成为石油化工产品的重要竞争者，随着市场经济发展速度的加快，为我国能源市场稳定发展奠定良好的基础。4.1.2 增强产业竞争力维护国际市场新能源产业发展很大程度上
33、会冲击石油产业发展，新世纪以来,全球范围内石油资源市场持续增高，主要是因资源日益紧缺，而且政治多元化直接影响石油产业发展。现代煤化工产业快速发展环境下,煤化烯烧产业与石油化工产业相互竞争，稳定国际能源市场。比如神华包头烯烧项目，2016年，全球油价大幅度下跌，但该项目依然创造了利润，由此表明其经济效益可观，为全球能源价格稳定奠定了基础，以防石油资源造成断供，影响市场经济发展。4. 1.3缺乏核心支撑技术当前，现代科技发生水平不断提高，相较之石油化工产业，还存在一些问题，首先核心技术不足。如煤制烯烧产品，现有产品高端物料不足且市场竞争力不足，因产品存在严重的同质化现象，此类烯烧产品价格上涨比较难
34、。现阶段，现代煤化工产业价格还保持盈亏平衡,售卖价格不高使得产业选择供给自销，无法实现供给出口。另外，缺乏相应的支持政策。环保政策的落实，大型现代煤化工产业项目也要面对环保与生产矛盾问题，如何保障生产的节能环保性，是项目生产面临的首要问题，因而石油化工产业还处于主导发展地位，长时间内为石油化工产业发挥补充作用。4.2煤与石化产业实际发展情况4.2.1石化产业发展当今时代，工业与装备技术快速发展，石化产业从早期炼油向炼化一体转变，构建了多产品体系。石化产业发展速度的加快，也出现了很多问题：一、石油资金紧缺，实际产品与行业生产需求不相符,比较依赖外部，油价上涨增加企业生产成本。二、我国石化产品缺乏
35、合理的结构，以成品油为主辅助化学品。原油对外依存度急剧增长,国内炼油能力过剩比较严重。三、石化产业快速发展，使得我国能源安全面临新的挑战，国际环境直接冲击石油进口与运输，对外贸易中我国比较被动，不利于保障能源安全。4.2.2传统煤化工产业20世纪40年代，我国传统煤化工产业开始发展，传统煤化工为钢铁行业生产提供了重要推动力。基于煤原料干缁生产焦炭，焦炉煤气与煤焦油是副产物，形成了单一化产品与产业链。近些年，我国社会经济发展速度，各类先进技术与设备的应用，有丰富资源的地区煤化工产业发展速度加快，促进地区产业经济增长。然而，煤化工产业发展中，高污染与高能耗对企业生存发展带来了很大的影响，背离了绿色
36、生态发展理念。现阶段,传统煤化工市场存在供过于求的问题，产能过剩比较严重从而严重浪费了资源。相关统计发现，我国焦化企业每年焦炉煤气副产物浪费量达到200亿m:煤化工行业实际消费量达不到总产量的70虬由此浪费了资源，还会损失物力与财力成本，最终影响国民经济发展。4. 2.3新型煤化工产业一般，应用液化、气化与加氢等各类先进技术将煤材料转换为合成气或精细化工产品，此过程就是新型煤化工，可综合应用煤炭资源,煤制烯烧、乙醇及乙二醇等是主要发展方向。从2004年开始，传统煤化工产业快速发展，产能大量过剩加剧了行业竞争，使得产品价格不断下跌，近年来煤化工行业过山车式经营就是很好的证明。当今时代，煤化工行业
37、经营风险不断增加，亟待要求转变传统煤化工产业发展理念。为创新发展改变新煤化工产业内部结构，低阶煤分制应用、研发推广成套关键设备，优化完善煤制油工艺及煤制天然气技术发展的成熟，对日常生活生产会带来一定的影响。近年来，全球经济发展大背景下，油气资源需求量持续增长，此种情况下原油价格攀升，但市场上急需应用低价燃料降低成本。随着油价的增长，为新型煤化工产业带来了新的发展机遇，鼓励传统煤化工企业优化产业结构，向新产业转型。现阶段，我国新煤化工项目总量超过30种，投资总量近800亿元，节省原料成本的同时为煤化工产业与石化产业提供了重要发展推动力。4.3煤化工与石油化工协调发展4. 3.1分析煤化工发展问题
38、相较之石油化工，煤化工发展能源耗损量比较高，三废多而且有很高的碳排量，投资高等，增加了生态环境保护压力。当前，煤化工企业生产中很大程度上会占用当地水资源，使得工业用水出现紧缺。经过多年发展，煤化工产业为国民经济与社会发展提供了重要支撑，与此同时加剧了产能过剩，倒逼煤化工产业实现高端转型目标。碳中和碳达峰环境下，化工产业生产中温室气体排放量比较高。相关研究学者提出，实际生产中每吨煤制烯烧产品排放的二氧化碳达到7t,而每吨煤制油产品二氧化碳排放达到8to4. 3.2协调产业发展的途径当前，我国煤化工产业发展还在初级阶段，石化产业发展进一步成熟。煤与石油化工要想实现耦合发展，必须要注意：1）破除行业
39、壁垒，保障科学规划。结合产品实际需求与技术路线，合理布局产业，降低同质化竞争，增强质量效益缓解资源环境矛盾。2）提高产业化煤化工技术经济、装备可靠及过程绿色与安全性。升级示范现有项目，减小物耗、水耗、能耗与碳排放量，制定行业标准保障产业稳定发展。3）加强技术创新解决技术发展难题，提高耦合效率。如协同攻关甲醇石脑油、甲醇甲苯等煤与石油化工新耦合技术，推进技术开发与工业示范。5煤化工污水处理技术探讨4.1 新型煤化工废水污染物的危害性5. 1.1油脂的危害性煤化工废水中包含的油脂，源于洗涤水系统、化验室排水以及冷凝水系统等。一方面，由于油脂涉及良好黏性，容易被粘贴到管道，除了会引起管道堵塞的情况之
40、外，还会对管件以及管子造成腐蚀。另一方面，由于油脂表现为生物难降解物质，会对后续水处理装置之中的生化反应产生影响，不利于废水生化需氧量（BOD）与化学需氧量（COD）去除率的提高。5. 1.2硫化物的危害性5. 二次加工装置涉及的液态烧水洗、富气水洗以及塔顶油水分离器等装置是导致煤化工废水中硫化物的主要途径。因为硫化物可以对细菌的生长产生抑制作用，对此煤化工废水中如涉及硫化物，其将会毒害生化池中的微生物，不仅会对细菌生长进行抑制，同时还会降低煤化工废水在除氮以及除碳方面的效率。6. 1.3有机物的危害性煤化工废水中涉及的有机物危害，具体表现为：第一，氨氮元素。在进入水体之后，会引起水体福营养化
41、，进而使水体中诸多的溶解氧被消耗，破坏水体生态环境，不利于水体鱼类等相关生物的生长；第二，有机物涉及毒性，且分解难度较大，在鱼类等生物的携带下，威胁人体健康。5. 1.4溶解盐的危害性电脱盐装置排水、循环水站的排污水和气化废水等是煤化工废水中溶解盐的主要来源。通常来说，煤化工废水中的总含量维持在每升500-5000mgo由于污水处理装置中涉及的微生物的脱氢酶活性、新陈代谢，溶解盐会发挥抑制作用，不利于去除废水中有机物，出水水质很难和标准相符。与此同时，如果废水的硬度太高，会导致后期预处理设施需要投入更多的成本，同时影响反渗透膜。所以，需要将废水硬度降低，为水处理装置的稳定、持续运行提供保障。5
42、.2. 化工污水处理技术5.3. 1预处理工艺5.4. 1.1除油针对进水含油质量浓度，通常生物处理工序的要求是每升不大于50mg,以每升不超过IOing为宜。因为煤化工废水中的油类物质主要从气化和煤炭液化工艺排水系统中而来，同时通常主要是轻质油，所以这类废水一般是使用隔油法处理。隔油法去油工艺，其实施步骤通常为调节池一隔油池一水解池一缺氧池f流动床生物膜工艺f混凝f臭氧一流动床生物膜工艺f气浮滤池Q对于鲁奇气化废水中试而言，结果较为真实：在预处理工序过程中，废水含油质量浓度如果每升不超过200mg,采取以上工艺处理之后，浓度可控制在每升低于Img。如果废水中涉及大量悬浮颗粒以及重油成分，通常
43、运用气浮法展开预处理。气浮法主要包括生物气浮法、电解气浮法、真空气浮法、溶气气浮法、加压气浮法等。5.2.1.2脱酚当前，煤化工废水酚通常运用萃取的处理工艺，通过对温度、pH值以及萃取剂浓度等条件，以及对脱酚效率产生的影响予以研究，建立NaOH反萃取回收酚类的方法体系，通过合理的反萃剂以及萃取剂进行反萃、萃取等相关工作。获取到的实验结果真实性强，在萃取脱酚率方面超过97沆反萃取脱酚率高达93.4%,酚中回收率超过九成。与此同时，废水通过脱酚处理后，含酚质量浓度每升不超过75mg。5.2.1.3脱氨现阶段，基本都是利用蒸汽汽提一蒸氨法去除煤气化废水中的氨类物质，如氟化物、氨氮，其工艺流程为通过大
44、量的蒸汽同煤化工废水相接触而将其中的游离氨有效析出，等到其进入吸收器后再借助磷酸溶液达到有效吸氨的目的，接着再将富氨溶液疏松给汽提器，同时回收磷酸溶液，以此有效脱除氨。5.2.2生化处理现阶段，国内外通常使用缺氧、好氧生物法来处理(A/0工艺)经过预处理后的煤化工污水。此工艺可以将水中的磷、氮的污染以及碳污染有效去除。但也存在一些缺点：如果不第一时间沉淀池中的污泥，污泥容易上浮，污染出水；若是需要促进脱氮率提升，需要将混合液回流比较大，并增加运行费用，甚至还会影响到反硝化过程。5.2.2.1腐殖土活性污泥技术工艺腐殖土活性污泥技术工艺很好地综合了其他方法的优势，包括生物膜法、活性污泥法等，主要
45、用于对COD、氨氮进行降解、转化，简单来说即连续的前置反硝化+不间断的好氧硝化+后置反硝化后接2座交替运行的序批反应沉淀池。因而其所拥有的特性包括两段A/0法的生物脱氮功能、序批反应、分离(SBR)一体化。因为将固定式酶浮填料加入序批沉淀池和好氧池中，此方法有利于各种优势物生物更好地繁殖与生长，让氨氮的硝化和反硝化以及有机物的降解等过程反应更加高效，在很大程度上提高了生化反应传质条件与分离效果，获得了良好的生物降解效率。5.2.2.2粉末活性炭处理工艺(PACT)法PACT法是一种新型水处理工艺，其主要是将粉末活性炭加入活性污泥系统中，以便顺利形成复合式生物反应器。其主要具有以下工艺特点：聚合
46、氯化铝颗粒被活性污泥絮体充分包裹，通过把生物降解和活性炭吸附联系起来，有力增强活性污泥絮体的净化功能，促进系统处理能力增强，借助活性炭粉末可以有效吸附溶解氧以及有机物的优势，将食物提供给微生物，以便于其更好地生长，以最大程度地提升有机物的氧化分解能力。不仅可以更好地吸附污泥，也能够显著提高COD在降解去除方面的效果。另外，在针对生物降解难度较大的有毒有害的有机污染物质，PACT法的处理效果也比较理想。5.2.2.3BAF工艺曝气生物滤池是一种才出现没多久的高负荷浸没式固定生物膜反应池，其不仅具有生物膜法的优点，还拥有活性污泥法的长处，在同一个反应池中能够同时将2种处理过程完成，包括物理过滤和生
47、化反应。所以，此工艺具有很高的容积负荷，出水水质优良，不需要再增设二沉池，不会出现污泥膨胀问题。5.2.2.4厌氧生物法此方法也被叫做在煤化工污水处理中运用的升流式厌氧污泥床(UASB)的技术。厌氧生物法是立足于升流式厌氧生物滤池逐渐形成的，废水按照从下往上的顺序，通过底部带有污泥池的反应器，反应区的主要组成部分包括絮状污泥层和生物颗粒污泥层，在这里，诸多有机物被微生物转化成二氧化碳和甲烷，在反应器的上部设置了三相分离器，有效分离固、液、气。4. 2.3深度处理工艺4. 2.3.1活性炭吸附法通过上述步骤处理后，煤气化废水中的CoD去除率差强人意，出水具有较高浓度，有时每升约601mg,排放难
48、以符合标准。为了确保废水排放达标，可利用活性炭降低废水中的CoD浓度。在处理废水的过程中，活性炭主要用于吸附一些溶解性有机物,这部分有机物借助一般氧化法往往无法轻松氧化，又或是利用生化法也不能将其降解，主要囊括DDT、除味剂、合成燃料、洗涤剂、杂环化合物等。采用此方法处理废水的过程中，既可以将这些分解难度较大的有机物吸附，降低COD,且在对废水做脱臭、脱色处理上也比较容易。因此，在深度处理废水时，该吸附法具有非常广泛的运用。5. 2.3.2混凝沉淀法过去，针对悬浮物的去除，主要采用的是反应沉淀工艺，但在具体操作时，需要投入较高的生产成本，反冲洗周期短，而借助高效混凝沉淀技术便能有效解决此问题。借助在混凝沉淀池中布置网格和折板等设备，形成强度较大的微涡旋，提高最终反应速率。而借助多层网格，能够对絮凝过程中的水流剪切力起到很好的控制效果，从而将容易沉淀的密实矶花形成，利用复合斜板沉淀设备，促进沉淀池的上升流速提升，为污泥的排放提供有利条件，确保出水水质良好。5.2.3.3高级氧化法此方法可以有效去除色度物质，使用频率比较高的氧化法，有均相催化、多相湿式催化等。某化工厂针对沉淀池出水展开深度处理的过程中，运用多相光催化氧化技术，显著提高了COD的去除率，出水水质好，可以回收再利用或直接排放。高级氧化法类型较多，
