煤化工，2009年第1期

摘要：从技术角度出发，叙述了煤化工的效率，选择煤基化学产品的原则，讨论与煤化工发展有关的政策问题，希望我国的煤化工在科学发展和与社会和谐的气氛中健康成长。

关键词：科学发展，煤化工，探索，建议

1.  煤化工的效率

1.1 煤化工的效率高低

煤化工的效率高低和有序发展问题，已经引起国内高层学者的深切关注^[1]。这个问题的实质是用煤作原料来生产化工产品是否合适，由于存在“明显合适”与“明显不合适”的情况，因此这个问题的结论还不能肯定或否定，也就是说是可以讨议的问题。正是由于这样的讨论，推动了这个问题的进一步研究。解决这个问题的关键是期望从定性转向定量，也就是要建立一个标准，来判断究竟符合什么样的条件才算合适。

1.2 多少煤制一吨化工产品

我们曾经用多少煤制一吨化工产品来描述煤化工的效率，由于煤种的不同，这个数据的来源往往不够准确。 后来，考虑用标准煤来描述，比较准确，这就有了表1的数据。

表1    煤烃转换系数  (吨标煤转化为吨产品)

这个数据已经包括电、蒸汽、燃料等其它形式的消耗，也就是从地下挖出的煤通过各种方式转化成所需的产品。这些数据是从整个工程设计中得到，是一个宏观的定量数据。目前一些报告中出现很低的数据，可能是仅仅考虑原料的数量，不是实际工程的数据。

不难看出，煤烃转换有特殊的意义。煤烃转换系数是一个非常有用的数据，对指导煤化工的发展有积极的意义。正确认识这个系数，如同认识“热电转化”和“光电转化”一样，给我们的经济生活产生重要的影响。

1.3  吨产品的能耗

从工程设计的角度看来，吨产品的能耗是另外一个描述方法，这与煤烃转化是具有同一性的，但是角度不同，这也是整个工程的宏观数据。见表2和图1。

煤制甲烷和甲醇的产业链比较短，导致它们的能量转化效率比较高。

国内最近设计的煤制天然气装置的综合能耗为63.58Gj/1000Nm³ CH₄，即吨烷能耗88.8Gj。天然气的热值可计为36.0 Gj /1000Nm³ CH₄, 即吨烷热值50.3Gj。该过程能量利用率为56.6%。这个方案是有吸引力的，因为甲烷是国民经济中迫切需要的，可以作为天然气管道的补充原料。

表2 煤化工产品的能耗

图1能量转化图

1.4  煤气化的方法与能量转化效率有关

现实告诉我们，煤化工的特点是气化方法与这个数据息息相关，煤气化的能耗随气化方法的不同而有差异。

以水煤浆气化为龙头技术的煤化工产品，与以粉煤气化为龙头技术的煤化工产品，吨产品的能耗会有一定的差别。

在Shell炉大举进军中国市场时，外商利用对比平台不一致的手法，故意夸大了这个数据。说是粉煤气化比水煤浆气化能耗可以节能15%，氧耗量能够节省25%等。这件事引起了我们的怀疑^[2]，经过研究，粉煤气化比水煤浆气化效率高6%。这个结论推广到甲醇，就是说大型水煤浆制甲醇装置的吨醇能耗约为42Gj，粉煤气化可以做到40Gj，再低的数据只是商家的宣传而已。

以鲁奇炉为基础的流程能量利用的效率比较低，因此以鲁奇炉气化为龙头的产品能耗可能就更高了，改进的鲁奇炉BGL可能会好一些。

    从整个工程的数据出发，几种现代化的煤气化方法的吨产品能耗虽有差别，但不是很大，再加上投资方面的差别，综合经济效果没有决定性的区别。

1.5 煤化工是高能耗工业

与天然气化工和石油化工来比，煤化工的吨产品能耗无疑是比较大的。以甲醇为例，目前的天然气制甲醇合理流程的吨醇能耗为32Gj。相比之下，煤化工的能耗约高出30%左右。

这就是煤化工的代价，这个代价是很大的，不仅能量的回收率很低，大约70％的C生成的CO₂后直接排放到大气中，从而引起环境的污染，这也就决定了煤化工不可能没有控制地发展。

1.6  煤转化为烃类的合理性

4吨左右标准煤来才能换回1吨液态烃，大部分煤中的碳没有进入产品，变成了CO₂排入大气。有一些学者认为不合算，不主张用煤制取油品，认为是一种稀缺资源代替另一种稀缺资源。其实，这件事要换一种认识。

尽管煤和液态烃都是燃料，然而一个是固态燃料，一个是液态燃料，两者并不xx一样。有许多场合，特别是发动机用的燃料，只能用液体燃料，不能用固体燃料，在煤化工能量转化率问题上，应该考虑产品的品质，我们只能将煤变成为油后再使用。

在一个贫油的国度里，自己的原油不够，外购原油有困难，西方列强在设法阻止我们卖油，因此，我们需要煤制油的技术作为一种补充。

我们需要汽油、柴油、煤油、甲烷。因此，煤转化为烃类事有其合理的一面。但是这种转化是有限度的，不能走向另一个极端，超越环境、煤和水资源的承受力、技术成熟度等客观条件而盲目发展，将好事办成坏事。

1.7 能量转化率不是{wy}的判据

能量转化率是重要的数据，是我们选择产品的要素之一。但是，从总体上来说，我们不能把它作为{wy}的判据。也就是说，我们不能将能量转化率{zg}的产品来作为我们{sx}发展的{wy}目标。

例如，甲醇的能量转化率比较高，有学者从理论上得到煤制甲醇和柴油的理论能量利用率 (严格来说，这是根据前阶段煤制油技术得到的工程数据而不是理论值！)比例为1:0.438^[3]，也就是说采用甲醇代油要比煤制油节约煤资源一半左右。

但是实际上的差距不会有这么大，随着煤制油催化剂效率的提高，这个比例在缩小，而且甲醇生产装置中有一些低位能的利用比较困难，计算得到的高数据不一定能够全部拿到。

当进一步应用甲醇时，还要有一个能量转化率。例如，同体积气缸中分别装甲醇或汽油，比较这两辆汽车跑的路程，前者只能跑后者约一半的路程。燃料的运输、添加等过程都要消耗能量。

鉴于安全和环保的原因，过分钟情于甲醇的发展，不一定合理!

1.8  发展什么产品是由需要来决定

我们不能xx根据能量转化率来决定煤转化为某一种化工产品是否合适或不合适，而是要取决于我们对产品的需要。

如果这个产品是需要的，而又没有用其它更合适的办法满足质量和产量的要求，这就是合算的。反之，就是不合算的。

    这种“需要决定生产”的观点，是符合市场经济原则的。