煤化工也要“小题大做”？

目前被投入大量人力和物力的煤化工重点课题，基本是这样几类：

一类催化剂。如费托合成铁基催化剂、甲醇裂解制低碳烯烃催化剂等，都已经进行了几十年，现在已经取得成功，以它为核心建成了一个个大装置，还有一些正在突破之中，如芳烃合成等。

另一类是工艺单元。如煤气化工艺。由于煤质的不同，煤气化工艺也可能不同。国内近年来成功开发了许多煤气化工艺，如多喷嘴、航天炉、两段炉、清华炉等，在不同的装置中得到应用。目前，国内有名气的煤气化技术已经达到约25种，新品种还在不断出现。

以上这些对煤化工起到很大的作用，它们也可以称为煤化工科研的“大题”。这些题目的重要性是无与伦比的，它们是未来工艺装置中的核心单元，因此受到国家的科研院所和企业的科研院所的高度重视，争相立题研究。往往一个题目很多单位在做。大量重复研究，被称为同质化研究，耗费了大量人力物力。以煤气化为例，粉煤气化技术，包括引进的有10来种。它们之间无非是上行与下行、后续废锅和激冷流程的区别，其它出入不大。就是有专利的喷嘴，也并没有质的突破。而研究单位争相投入，导致科研同质化，是这类“大题”进步缓慢的根本原因之一。

然而，一些“小题”，却被人冷落或者开发单位很少，国家难以立项、企业不愿意开展，开发者诉言推广艰难。原因很简单，“小题”似乎成不了大气候。

比如，褐煤是煤化程度最低的煤。中国褐煤量约占全国煤炭总资源量的13%，主要分布在内蒙古东部、云南东部。褐煤的燃烧值低，做燃料不合适，当地很希望用它来发展煤化工。

水煤浆造气是煤制油最理想的气化方法，但褐煤能否制浆?回答当然是可以的，但是浆体中煤的浓度很难达到60%，通常在49%～55%之间。原因是褐煤的内水不容易分离出来进入浆体中。现在有的单位声称开发的技术可以将褐煤的内水挤出来一起制浆，再加上适当的分散剂、稳定剂等添加剂，进行深度研磨，可以提高褐煤的制浆浓度3～5个百分点。

因此，个别褐煤可以制成接近60%的水煤浆，但是实际上大部分褐煤达不到这个界限。而且煤化工企业难以接受，原因是稳定性方面没有彻底解决。也就是说，这个技术不完善。要想使褐煤能够做成工业上可以使用的水煤浆，还需要进一步创新。

褐煤制浆，在煤化工科研中算是个小题目。这个从烧杯到小高压釜开始试验的课题，能申请上十万八万课题经费就不错了，究竟能起多大作用?

目前，煤化工的原料多数还是采用烟煤，真正要采用褐煤是有困难的，问题在于褐煤气化上，这类煤很难采用气流床。这个问题一直困扰着这个行业的发展。而国内实际情况是希望用褐煤作为原料，原因是这种煤在其他工业上的利用价值比较低，没有很好的出路。

以煤制天然气为例，褐煤制天然气的传统方法是鲁奇炉。这个工艺在美国已经实现30年，有着丰富的经验。鲁奇炉采用的固定床技术，原料是碎煤，技术已经很成熟。因此，国内被批准建设的4个煤制天然气装置，3个规模大的采用鲁奇炉。但是，近期国内的环保标准越来越严，鲁奇炉的污水处理很困难。此外还有一些其他缺点难以克服，如对原料煤的规格要求高等。因此要求改变煤制天然气中煤气化工艺的呼声越来越高。

解决的办法就是褐煤制浆，即采用新的手段将褐煤中的内水挤出来，制成浓度为60%左右的水煤浆。用水煤浆制成甲烷，不仅能够解决鲁奇炉的问题，而且还成为现代煤化工中工艺最简单的流程，看起来成本高一些，实际上环保简单得多，利大于弊。

所以，褐煤制浆虽然在煤化工科研中算是个小题目，但也是具有很大意义的。未来有20来个大型煤制天然气项目排着队在建和拟建，投资几千亿。试想一旦在这个问题上来个大翻身，用褐煤制浆代替鲁奇炉工艺，未建的项目从头开始重新设计，难道不是煤化工战线上的一场重大变革吗?

历史上一些小项目科研成果起到了很大作用的事例常有发生。例如在80年代以前，合成气中脱除二氧化碳采用各种各样的溶剂，如水、苯菲尔溶液、胺碱液、碳酸丙烯脂、砷碱液等，效果不是很好。自从人们了解二氧化碳在甲醇中的溶解度较大而发明低温甲醇洗工艺后，将其他方法一扫而光。现在煤化工的大中型项目中的脱碳流程，几乎全部是低温甲醇洗，而此后就没有多大进展。

所以，类似褐煤制浆这样的“小题”，确实值得大做。

文/ 唐宏青

1989年获得中国石化总公司首批“突出贡献科技管理专家”称号，1994年晋升教授级高工，1996年任中国石化集团兰州设计院副总工程师，2003年任中国石化集团宁波工程有限公司副总工程师，2008年任中科合成油工程有限公司技术专家。

原标题：煤化工也要“小题大做”