发展新型煤化工，建设煤炭—能源化工产业

高合金钢

我国煤炭资源丰富，煤种齐全，发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、 优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义，国家“十五”能源 科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视，煤化工在我国面临新的市场需求和发展 机遇。本文根据近年来国内外煤化工发展的特点，提出“新型煤化工”的概念。与传统煤化 工不同 ，新型煤化工将形成具有中国特色的煤炭—能源化工新产业，是我国煤炭工业结构调整、实 现可持续发展的战略方向，对未来能源建设和能源技术的发展将有重要影响。  

1. 新型煤化工的主要特点  

1.1. 以清洁能源为主要产品。

新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴 油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）、 电力、热力等，以及煤化工独具优势的特有化工产品，如芳香烃类产品。  

1.2. 煤炭—能源化工一体化。

新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向，紧密依托于 煤炭资源的开发，并与其它能源、化工技术结合，形成煤炭—能源化工一体化的新兴产业。

1.3. 高新技术及优化集成。

新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同，采用不同煤转 化高新技术，并在能源梯级利用、产品结构方面对不同工艺优化集成，提高整体经济效益， 如煤焦化—煤直接液化联产、煤焦化—化工合成联产、煤气化合成—电力联产、煤层气开 发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。 同时，新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用，推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展 和产业化建设。

1.4. 建设大型企业和产业基地。

新型煤化工发展将以建设大型企业为主，包括采用大型反应 器和建设大型现代化单元工厂，如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联 产系统等。  

在建设大型企业的基础上，形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同 的大型工厂，相近的几个基地组成基地群，成为国内新的重要能源产业。   

1.5. 有效利用煤炭资源。

新型煤化工注重煤的洁净、高效利用，如高硫煤或高活性低变质煤 作化工原料煤，在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补，使各 种煤炭达到物尽其用，充分发挥煤种、煤质特点，实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用 。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。  

1.6. 经济效益最大化

通过建设大型工厂，应用高新技术，发挥资源与价格优势，资源优化 配置，技术优化集成，资源、能源的高效合理利用等措施，减少工程建设的资金投入，降低 生产成本，提高综合经济效益。   

1.7. 环境友好

通过资源的充分利用及污染的集中治理，达到减少污染物排放，实现环境友 好。

1.8. 人力资源得到发挥。

通过新型煤化工产业建设，带动煤炭开采业及其加工业、运输业、 建筑业、装备制造业、服务业等发展，扩大就业，充分发挥我国人力资源丰富的优势。  

2. 新型煤化工核心技术  

2.1. 煤直接液化。  

煤直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术将煤制成油煤浆，于450℃左右和10～30MPa压 力下催化加氢，获得液化油，并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。该技术开发始于 20世纪20年代，30～40年代曾在德国实现工业化；70年代国外又进行新工艺、新技术开发， 2000年后开发工作基本结束，但没有大规模工业化应用实例。国内神华集团正在引进国外核 心技术建设示范工厂；国内有关研发机构跟踪研究已有20多年，目前正在开发具有自主知识 产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关键技术。   

2.2. 煤间接液化。  

煤间接液化是将煤气化并制得合成气（CO、H 2），然后通过F－T合成，得到发动机燃料油 和 其它化工产品的过程。南非于20世纪50年代开始建设商业化工厂，目前已形成年产700万t产 品的生产能力。国内对间接液化技术的开发已有20年的历史，目前正在开发浆态床低 温合成工艺及专用催化剂；另外进行了引进国外技术建设工业示范厂的前期研究。   

2.3. 大型先进煤气化  

煤气化是发展新型煤化工的重要单元技术。国内大型先进煤气化技术与国外相比虽有一定差 距，但近年来加快了开发速度。“十五”期间，分别对具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆气 化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究。考虑国内煤种、煤质的多样性， 目前亟待研究开发适合灰熔点高、中强粘结性煤种的气化技术。   

2.4. 一步法合成二甲醚技术。  

二甲醚可以代替柴油用作发动机燃料，也可以作为民用燃料替代LPG。与甲醇为 原料两步 法制取二甲醚相比，以合成气为原料通过一步法合成二甲醚的技术具有效率高、工艺环节少 、生产成本低的优点。国内正在研究开发一步法合成二甲醚技术。

2.5. 煤化工联产系统。  

煤化工联产系统是新型煤化工发展的重要方向，联产的基本原则是利用不同技术途径的优势 和互补性，将不同工艺优化集成，达到资源、能源的综合利用，减少工程建设投资，降低生 产成本，减少污染物或废弃物排放。如F－T合成与甲醇合成联产、煤焦化与直接液化联产等 。  

2.6. 以煤气化为核心的多联产系统。

以煤气化为核心的多联产系统是新型煤化工发展的主要内容，并有多种形式，其要点是以煤 （或石油焦、渣油等）为气化原料，生产的煤气作为合成液体燃料、化工品及发电的原料或 燃料，通过多种产品生产过程的优化集成，达到减少建设投资和运行费用，实现环境保护的 目的。目前，国内正在进行多联产系统的优化集成模拟软件开发和关键技术的研究。   

2.7. 其它先进煤化工技术。  

新型煤化工发展还涉及其它单元工艺技术的研发和应用，如高效气体净化和分离技术，大型 高效合成技术，适应不同热值的燃气轮机发电技术等。  

3. 煤炭开发生产与发展新型煤化工  

3.1. 煤炭资源是发展新型煤化工的基础  

发展新型煤化工产业将不断扩大煤炭的消费量，拉动煤炭生产，但同时必须兼顾国民经济发 展对煤炭的需求，不能影响能源供需的整体格局。为此，应将煤炭资源的开发与新型煤化工 产业的建设紧密结合。  

1)华北、西北是我国主要煤炭生产、输出地区，鄂尔多斯煤田、宁东煤田、华亭煤田、胜 利煤 田和大同石炭二迭纪煤等均为未大规模开发或仅初步开发的大型煤田，资源丰富，适合大规 模开发生产，煤种与煤质适宜转化加工。结合这些煤田的开发，建设新型煤化工产业基地和 基地群，具有良好的资源优势，也有利于形成区域相对集中、技术与产品互补的产业发展格局。  

2)云南、贵州是我国南部主要储煤和能源输出省区，云南褐煤资源丰富，贵州煤炭品种齐 全，对发展新型煤化工具备一定的资源优势。  

3)内蒙古东部有丰富的褐煤资源，黑龙江省是东北主要产煤省，也具有较好的新型煤化工 发展资源优势。  

除上述3个区域以外，还有其它产煤地区或企业，有的在煤化工方面已有较好的工业基础和 综合资源优势，具有采用新工艺、发展煤化工联产等方面的条件和潜力。   

3.2. 发展新型煤化工与实施大集团、联合战略  

新型煤化工技术和产业的发展涉及煤炭、化工、石油、电力等多个工业领域，建设投资大， 高新技术密集，因此需要结合目前实施的煤炭工业大集团战略，走联合发展、集团化发展的 道路。  

按地域或产业链组建联合大集团是切实可行的发展模式，如目前有的项目以大型煤炭企业、 地方煤炭企业和石油化工企业的联合为项目主体；也有的地区考虑能源产业的特点，以资金 筹措为目的，充分发挥地区有资金实力企业的组合优势。引进外资或中外合作也是发展新 型煤化工可充分考虑的重要方式。  

3.3. 新型煤化工工程发展已经启动  

近年来，国内部分煤炭企业和产煤地区十分重视煤化工的发展，将建设新型煤化工工程作为 企业和地方经济发展的战略方向，开展了大量工程前期研究工作，有的已进入工程实施阶段 。

4. 发展新型煤化工的几个关键问题  

发展新型煤化工除了要有丰富的原料煤资源外，还有几个关键问题必须给予足够的重视。   

4.1. 耗水量大。

水资源是建设新型煤化工工程的重要基础条件。如150万t/a油品的间接液化 工厂日需原水供应量约为5.5万m 3；100万t/a油品的直接液化工厂日需原水约2.3万m 3。 因此，新型煤化工产业发展应充分注重水资源的约束影响，发展节水工艺。  

4.2. 建设资金投入多。

资金筹措是目前发展新型煤化工产业的重要障碍。初步分析表明，建 设 100万t/a油品产量的直接液化工厂投资约80～90亿元，同等规模的间接液化工程资金投入约 90～100亿元。煤化工联产系统有利于减少建设资金投入，如50万t/a煤直接液化与300万t/a 煤焦化联产时，直接液化部分的资金投入大约为35～40亿元。因此，应加强项目融资筹划研 究，实施跨地区、跨行业联合，拓宽资金筹措渠道，实行投资 主体和投资方式的多元化。   

4.3. 技术及工程管理水平高。

新型煤化工工程建设和生产运行是应用多领域高新技术和实施大规模工程相结合的复杂系统工程，技术和工程管理水平要求高，因此必须注重组织管理和培 育高素质的技术队伍，实行先进、科学、 高效 的管理和经营模式。   

5. 结语  

发展新型煤化工技术，建设新型煤化工产业对延伸传统煤炭产业链，提升和改造煤炭工业， 建设新兴产业，实施可持续发展有重要战略意义，是煤炭工业走新型工化道路的重要发展方向。

目前，新型煤化工还处于发展初期，需要进行大量整体规划、技术研究、新工艺开发、 系统优化集成等配套工作。国内煤炭大型企业集团是新型煤化工发展的主体，在新型煤化工 技术发展和产业建设方面应起到重要的主力作用。