煤炭资源的现状及利用前景分析

时间：2021-02-05 04:01:55　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要在富煤贫油的我国，煤炭是我国的主要能源，是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。本文主要介绍了煤炭资源在我国国民经济中的需求状况，介绍了煤的直接利用和间接利用两种情况，重点分析了煤的间接利用如干馏、气化、液化等，在提供能量的同时也获取了多种其它有用化工原料及化学品，详细阐述了混合醇在应用方面的重要性。
　　关键词煤炭；混合醇；催化转化
　　中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）105-0085-02
　　在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%。我国煤炭的资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11%，已成为世界上第一产煤大国。
　　我国的煤炭资源分布广泛但不均匀。全国除上海以外，其他省、区、市均有探明储量。从地区分布看，储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、云南、贵州、河南和安徽，七省储量占全国储量的81.8%，分布呈现出“北多南少”、“西多东少”的特点。
　　我国的煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一半，已发现的煤炭资源勘探程度低，精查储量少，用于规模建设的资源供给能力不足。现有生产矿井后备资源不足。按目前开采水平，世界煤炭的剩余储量可供开采为192年，而我国煤炭资源在开采规模、采煤方法、技术装备水平上的差别，使得煤炭资源的回收水平差异较大。但因为我国开采技术水平落后的小型煤矿数量比重较大，造成我国开采技术水平整体较低，仅可供开采110年。
　　同时中国也是一个能源消费大国，基本能源消费占世界总消费量的1/10，仅次于美国，居世界第二位。国际能源署2009 年11 月10 日发布的《世界能源展望2009》分析认为，中国在世界一次能源需求中的比重，将从2007 年的16%增加到2030年的23%。而我国是一个富煤贫油的国家，在油品消费中，大量原料油需通过进口获得，对外依存度极大。可见发展煤化工是解决我国能源问题、科学高效地利用煤炭资源的一个重点。
　　煤的利用大致上可分为直接利用和间接利用两大类。直接利用如燃烧、发电等虽然可以满足提供能量的要求，但其过程也损失了大量蕴藏于煤中的有用化学品。煤的间接利用如干馏、气化、液化等，在提供能量的同时也获取了多种其它有用化工原料及化学品，是煤利用的较好选择。其中，通过煤气化制得合成气，再经催化转化，是制备多种气体及液体燃料和化学品的重要途径。另一方面，合成气转化是碳一（C1）化学研究的一个重要分支，亦是目前工业催化研究的一个重点。自20世纪70年代爆发的石油危机以来，世界各大国出于对能源安全的考虑，纷纷投入了石油替代的研究，其中一个热点便是合成气转化。合成气是H2和CO的混合物，有时也含有少量的CO2，可以从煤、天然气、页岩气、生物质甚至有机垃圾等含碳物质制取，来源广；并且合成气经催化转化可得到种类丰富的产品，如甲醇、汽油、柴油、优质蜡、醇、烯及其它化学品，因此合成气转化受到工业界和学术界的重视。
　　合成气催化转化有三个重要的途径：甲醇合成、费托合成和混合醇合成。其中，甲醇合成和费托合成都已经实现大规模工业化，尤其是甲醇合成的普遍化，目前已造成甲醇过剩的态势。费托合成工业化技术最好的尚属南非Sasol公司，其铁基和钴基费托技术均属世界领先。但是混合醇合成目前为止尚未实现工业化。一个最主要的限制性因素是，目前还没有一种成熟的可供工业化应用的催化剂。工业甲醇催化剂的性能十分优良，其甲醇选择性可达98%以上，时空收率能达到1.3 g/（gcat·h）～1.5 g/（gcat·h），并且能连续运行3.5～4.5年。与甲醇催化剂和费托催化剂相比，混合醇催化剂存在选择性低、时空收率不高和稳定性差的问题。故目前还需要对混合醇合成做详细的、更进一步的机理研究，增加对混合醇合成催化机理的认识，从而指导具有工业应用价值的催化剂的开发。
　　混合醇是甲醇和甲醇以上高级醇的混合物，一般指C1～C6低碳混合醇，但碳数达18以上的高碳醇亦有研究。通过合成气制备混合醇（HAS）是合成气转化的一个重要分支。同时混合醇在燃料和化工领域的应用价值也日益得到体现。其在作为汽油添加剂、代用油品、化工原料和溶剂方面均有重要应用，可见混合醇合成具有重要的实际意义和应用价值。以下对混合醇主要的应用逐一分述，以表其在化工和日常生活中的重要性。
　　1混合醇可以用作清洁汽油添加剂
　　现代人类的生活离不开汽车等交通工具，而汽油对汽车来说是“氧气”和“粮食”。然而燃烧汽油所产生的汽车尾气对环境的污染和人体健康造成危害，成为城市主要污染源之一，尤其汽车相比其它工厂而言“近在身边”，对人民的健康影响不容忽视，因此各国都致力于减小汽车排放物的危害。在改善因道路交通排放引起的污染过程中，清洁汽油添加剂的作用十分显著。甲基叔丁基醚（MTBE）是大规模商业应用的替代四乙基铅（Et4Pb）的汽油添加剂，由于其独特的分子结构，使它作为汽油添加剂有良好的化学稳定性，提高辛烷值，并且不易生成过氧化物。但最近美国加利福尼亚州已通过动物试验确认了MTBE 对人类有致癌作用，尤其是发现它排放以后沉积到地下水里不分解不转化，因此，在最先使用MTBE 作为汽油添加剂的美国加州认为，MTBE 是有毒的东西，沉积得越来越多对环境有害，故发出文件禁止MTBE 的使用。原计划2003 年就停止使用，后由于种种原因这个政策一直未能执行，但MTBE 的最终禁止使用也只是时间问题。现在所考虑的主要有以下几种：甲醇、乙醇、ETBE（乙基叔丁基醚）、TAME（叔戊甲基醚）、TBA（叔丁醇）和混合醇，其中混合醇以其良好的性能指标而被认可[7]。其辛烷值高，防爆、抗震性能优越，可以替代MTBE，这已成为70年代石油危机以来的一个共识。与甲醇相比，混合醇提高了与汽油的互溶性，降低了燃烧后废气中的甲醛含量，减小了对发动机部件的腐蚀、磨损和橡胶的溶涨作用；与乙醇相比，混合醇成本较低，克服了乙醇生产成本高的问题；与MTBE 相比，混合醇具有可生物降解性。故混合醇的生产成为汽油添加剂研究领域的一个重点，对混合醇的需求将持续增长。另外从国情出发，我国乙醇和ETBE 产量并不丰富，而TAME 及TBA 等是石油化工的副产物，受限制于石油炼制行业，难以获得足够的产量作为其它含氧化合物添加剂的补充。故对混合醇的依赖更甚。

推荐访问:现状及煤炭资源利用前景分析

煤炭资源的现状及利用前景分析

最新文章

热门文章