袁悦婷(阳煤集团化工研究院，山西 太原 030006)

煤化工行业的co2排放及其减排措施

袁悦婷(阳煤集团化工研究院，山西 太原 030006)

煤炭资源是我国使用最为广泛的化石资源，也被用来合成大量的化工产品。煤化工作为基础工业生产方式，是我国工业的基石。但是，当前阶段我国煤的使用效率较低且污染严重，由此若无法有效控制煤资源利用过程中的问题，我国的煤化工就无法取得跨越式发展。因此降低生产过程及使用过程中co2的排放已经摆在了台面上。

煤化工；减排；co2排放；能源政策

当前阶段，我国是世界上的煤炭消费大国也是世界上的煤炭生产大国，煤炭作为我国目前应用最为广泛的矿产资源，大量化工产品都由其合成。但近几年来，煤炭价格一路走跌，大量煤炭企业也被淘汰，根据《中国煤炭消费总量控制规划研究报告》建议，“十三五”末中国应该通过兼并重组，淘汰落后产能，将煤矿企业数量由2015年的6390家压缩到3000家以内。如何利用煤炭资源，如何发展煤化工企业，如何确保我国的能源安全，保证国民经济的平稳运行。是我们目前的重点研究方向。

山西省作为我国的煤炭大省，面临着煤炭转型的关键时期。煤炭转型并不是一朝一夕可以完成的，但必须把握好转型的方向。要始终朝着集约、高效、绿色的方向努力前进。把握好能源转型的“清洁化和低碳化”更是重中之重。

1 煤化工与co2排放

煤化工技术大都以co2为副产物，co2的产生贯穿工业生产的全过程，这与节约资源保护环境的基本国策相悖。这也是煤化工扩大发展反对者最主要的依据。其实，煤化工并不是co2最大的生产者，生产热电的才是导致大量co2产生的根本原因。当前阶段，我国的电力工业以热电作为核心，超过一半的煤都被用来进行发电。

在建设过程中，煤化工的项目盘子都较大，整个工厂的产能都以百万吨来计算。其生产出大量的二甲醚、甲醇、烯烃、煤制油等等，这就使得煤化工吸引了极大注意力，继而整个煤化工所受压力较之于热电产业更大。2015年，我国的钢产量猛增至15亿吨、水泥产量达到20亿吨，在生产钢与水泥的过程中，消耗了大量的煤，但最后，co2过量排放的责任全都被推给了煤化工。

2 煤化工中co2来源

2.1 煤直接液化过程中产生的co2

直接液化就是将固态煤在高温高压下和氢气反应，是煤转变为流体。其流程如图1，分析反应的全过程，反应中的氧主要由煤提供，且反应是在极高浓度的氢气环境（大于80%）中反应，反应产生的氧则经由水流排出，其产生co2效率很低。

图1

2.2 煤间接液化过程中的co2排放

煤间接液化工艺包含下述三个部分：其一是煤的气化；其二是合成；第三是精炼。气化和合成是产生co2最主要来源。煤在气化过程中都以氧气和水蒸气作为气化剂，由此煤间接液化，产生CO2的反应过程为：先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化，将粗煤气净化成为硫化氢和二氧化碳，转化成为合成气(H2+CO)，然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料。

3 综合整治煤化工中co2

3.1 升级当前煤气化技术

煤化工对煤的使用达到了淋漓尽致的程度。可采用一定手段将煤制成合成气体，其中的有效成分(co+H2)的含量受设备的影响。这就需要用更先进的设备与技术投入煤化工产业，这样就能提高能源利用效率，降低co，CH等的排放。

3.2 co2回收利用

回收利用生产过程中排放的co2，对整体的co2控制有良好的助益。

3.3 利用co2+o2气化技术

co2+o2气化焦炭制备高纯co技术是新技术，其中o2与co2为气化剂，在常压下制备co再回收co2综合处理：

(1)甲醇和co2的羰基化反应。在碱催化剂作用下，甲醇和co2可 发 生 羰 基 化 反 应 生 成 碳 酸 二 甲 酯∶2CH3OH+CO2→(CH3O)2CO，这一反应将作为co2原料并且产物单一高效。

(2)二甲醚和co2反应。二甲醚在碱催化剂作用下和co2反应,生成碳酸二甲酯∶CH3OCH3+CO2→(CH3O)2CO。

(3)以co2为原料生产无机化工产品。co2与金属或非金属氧化物为反应，生产的无机化工产品主要有轻质MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3、BaCO3、Li2CO3广泛用于各行各业。

(4)co2加氢这一技术着眼未来。co2加氢技术制备甲醇、二甲醚、乙醇、甲烷、低碳烯烃等，目前大都处在研究阶段，尚不能大规模投入生产。最主要解决的就是催化与制氢这两大难题。（5）制备高纯度co2注入油田。在油田中注入co2可以提高油田的出油率。

（6）回收燃烧废气中的co2。回收燃烧产生的废气，分离其中的co2，再将其与煤气混合，得到co2和CH4比例基本相同的混合气，再和炭进行反应，可生产优质合成气，既充分利用了资源，又解决了污染问题，且有望实现焦化工业co2的零排放。

4 结语

跨越式发展的经济，带来了大量问题，co2排放量的飞速上升就是其中一种，我国急需解决这一问题。解决co2排放问题，需要对现有的co2储存、转化、循环利用的技术进行改造升级，其中最根本的手段就是co2转化技术，但这一技术仍然未能取得突破，无法大规模投入应用；至于储存技术，则较为成熟，可以将之投入实际应用。发展煤化工产业是基于我国国情的必然选择，协调好煤化工产业与减少co2排放量之间的关系，是我们的努力方向。