煤制油液化化工工艺的探讨

煤制油液化化工工艺的探讨

罗建新

陕西延长石油（集团）有限责任公司油煤新技术开发公司陕西省榆林市 718500

摘要：工业发展的基础是能源，这是目前世界范围内的一个严重问题。石油作为三大化石能源之一，主要由长链烷烃、芳烃和环烷烃组成。通过蒸馏可以根据不同的纯度得到不同种类的石油产品。普通润滑油、汽车燃料、柴油、纺织品都是从石油中提炼出来的。因为石油可以应用到企业的各个方面，所以也被称为“工业的血液”。为了使石油更清洁、更广泛地被使用，我们需要通过煤制油的方法增加石油产品的使用，以弥补我国石油生产的不足和对外进口的需要，保证我国能源建设的安全，为工业发展提供充足的能源。

    关键词：煤制油；化工油；工艺；

引言：目前煤制油液化化工工艺已经发展到了一定的技术水平，能够较高质量和效率地实现煤向油的转化。主要对当前的煤制油液化化工工艺进行了分析、探讨。
        一、煤制油液化的价值和重要性
        从我国的整体能源结构来看，少油、有气、富煤是一个基本现象，也就是说我国以煤炭资源居多，气体资源存量也较为理想，但是在石油资源方面，却较为的紧缺。其实，石油作为一种非常重要且被快速消耗的能源，不仅仅是我国紧缺，全球的石油能源都是较为吃紧的，“石油能源危机”也在逐步地显现出来，这对全球社会产业、经济的发展来说影响是非常不利的。煤制油液化可以将煤炭有效地转化为液体油类能源，从而缓解石油能源紧张局面的重要途径，继续保障社会产业、经济的发展，尤其是对于富煤的我国来说，其价值和重要性更是非同一般。

二、煤制油的概念和发展历程
        煤制油也称为煤液化，是一项以煤为原料，通过化学加工过程生产液体燃料和化工原料的煤化工技术.煤制油技术始于20世纪初，1913年德国科学家Bergius首先完成了煤在高温高压下加氢生产液体燃料的研究，获得世界上第一个煤炭直接液化专利，为煤液化技术奠定了基础；20世纪20年代末德国成立第一个煤炭直接液化厂，大力开展煤制液体燃料的研究，到1944年德国利用煤原料一年生产油品420多万吨；50年代由于中东大面积油田被发现，世界掀起采油浪潮，煤制油技术一度被搁置；到70年代，全球石油经济危机爆发，煤制油技术的研究开发重新得到世界各国的重视，一些新的煤制油工艺被开发出来。煤制油技术就是以煤炭作为原材料，经过化工加工的手段，将其转化为原油类产品的过程。在运用过程中一般分为两大类技术，其中一种就是煤炭直接液化技术；另外一种是煤炭间接液化技术。其中煤炭的直接液化需要在高温高压的条件下才能够实现，还需要通过添加催化剂脱离煤炭中所含的硫、氮以及氧等离子。

三、煤制油液化化工工艺
        3.1直接液化化工工艺
        首先煤炭需要被进行物理的碾压，煤炭变为粉末之后在对其进行一定的热加工处理和物理加压，最后再加入一定的氢气作为催化。煤炭有了一定的反应可以更快速地对其进行液化过程的处理，实现煤炭到液化油的转化。通过 300 ℃左右的温度对其进行加热，因此在加热过程中就会有化学键断裂，煤炭的固态结构被破坏，氢气和催化剂被加入产生各种反应。由于催化剂的加入，碳离子转化为一种原油的物质，持续加入氢源自会导致煤炭继续不断地分裂，分别将其中的氧原子、硫原子进行去除，最后就可以得到质量较高并且杂质较少的原油物质。在进行实际操作的过程中不论是煤炭原料的质量还是其状态都需要进行严格的把控。原料不能有过多的水分，在加热的过程中不能中断氢原子的加入，否则极容易破坏碳离子，产生一定的杂质，最终影响到原油的提纯。
        3.2间接液化化工工艺
        间接的煤炭液化化工工艺的原料还是煤炭，需要将其先进性物理手段转化为气体，之后再进行化学手段转化为液体。具体来说，制作工艺是先将煤炭转化为氧化碳，变成气体的物质经过氢气进行脱氧和脱硫工艺处理，用物理的手段，借助催化剂将其转化为液态的煤炭，最后还要经过高压与高温的环境，净化气体之后才能将杂质去除，最终形成高纯度的液化石油。在制作过程中注意要利用高温、高压的环境防止在制作过程中气体形成其他的化学反应。需要 15~40 倍的大气压，保持大约250 ℃的高温环境，才能更好地制取纯净的石油资源。间接的液化化工工艺对煤炭质量的要求却不高，只需要一般原料，并且有温和的反应，还能节省大量的能源。这种情况下产出的十二烷的价值比较高，并且其中没有芳烃等破坏大气的元素，因此在使用的时候能减少空气污染。
        3.3液化工艺对比
        在煤制油的液化工艺中对于煤的要求是不同的，直接液化的技术对于煤炭的要求比较高，在液化的过程中也存在一定的能源浪费。但是间接液化可以有效规避这种情况，它不要求较高的煤炭质量，并且在运用的时候条件较为温和，液化的压力要远远低于直接液化。在初期就可以很好地分离芳烃、硫。因此其不会在大气中排放这些物质，起到很好的保护大气的作用。但是直接液化从经济角度上比又胜过间接液化。直接液化运用 1 t煤炭消耗的非原料大概是 3.4 t，相比于间接液化节约了原料和成本。在液化过程中，主要以煤浆为主，因此不论是其需要的投资、成本，设备体积等都比较小。而直接液化则需要大体积的设备进行高压高温的处理。在真正运用上，需要根据实际情况考虑，从产业策略、煤炭价格以及工艺技术这几方面进行考虑，对煤制油工艺都有一定的影响。两种煤液化过程都需要放在适当的情况下，才能产生最高的经济效益。

    四、提高煤制油液化化工工艺的方法
        4.1对安全管理手段的创新
        对煤炭实施化学处理过程中为确保化工工艺的安全性，相关企业需组建安全监督小组，结合企业实际情况建立完善安全的防御机制，针对化工工艺中存在的安全隐患进行处理，还需定期对煤制油部门进行检查。
        为确保化工工艺中资金的合理利用，需制定紧急处理措施，要定期组织会议对潜在的安全隐患进行检查，并就遇见的紧急事件进行处理，还要提高安全督查小组成员的整体素质，减少违规行为发生率。
        4.2对安全生产制度的健全
        在化工生产中对企业安全生产制度进行精细化管理，以提高化工生产的安全性，不管是针对仪器设备、综合管理制度、人员管理均需制定明确的管理目标，减少化工生产中安全隐患发生率。安全生产制度要建立在各个部门之间，确保各个人员均履行安全生产职责，以保障化工工艺工作人员的人身安全。
        4.3对安全教育的强化
        企业应加强各部门的安全教育，定期举办一些安全知识竞赛以及有关项目。化工企业出现安全隐患的事故大部分原因是员工的安全意识比较薄弱、专业能力较差、应急反应能力差，因此为了强化安全教育需要我们实现精细化生产，提高从业人员的安全素质，保证他们接受培训，有了安全能力才能上岗。强化企业员工和各部门的安全意识，在制作化工工艺的源头保证企业煤制油液化化工工艺的安全生产。根据《安全生产法》的要求，企业需要有关负责人定期进行调查，不论是针对安全岗位，还是消防岗位，都需要及时修补，这样才能更好的提高员工的专业能力和职业操守。
        4.4对企业内部风险治理
        我国的化工企业需要将“安全”放在第一位，体现出企业重视员工，以安全为主的企业文化。企业需要在内部降低安全风险。精细化工企业在开展煤制油液化的过程中可以构建一个安全文明的企业环境，也就是用以人为本的理念，对人本进行关爱。企业需要在内部建立一套完善的规章制度，这样才能安全的执行操作规则。

参考文献
        [1]高阳，车虹.煤制油液化化工工艺简述[J].山西化工,2020,40(02):28-30.
        [2]王楠楠.煤制油液化化工工艺简述[J].清洗世界,2019,35(01):75-76.