浅议陇东沙井子矿区煤炭资源的转化

第２９卷第３期　２０１３年２月　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌ２＿２９Ⅳ０．３　Ｆｅｂ．　２０ｌ３　

浅议陇东沙井子矿区煤炭资源的转化　

余　岚　

（陇东学院能源工程学院，甘肃庆阳７４５０００）　

摘要：沙井子矿区交通运输条件困难，就煤的物化性质、工业性能等指标，利用方向可确定为发电、化工等用煤。　经分析比较，煤制天然气项目在经济上、运行管理上，和技术成熟度上问题相对少一些，矿区适合适度、规模化发展　以煤气化为核心的煤基化工多联产项目。　

关键词：煤化３２；沙井子矿区；煤炭；转化　中图分类号：ＴＤ５１　

环县沙井子西部矿区是《国务院办公厅关于支　

持甘肃经济社会发展的若干意见》确定的“陇东能　

源基地”之一，位置处于甘肃环县的虎洞乡和毛井　

乡之间，该矿区的建设对缓解陇东煤炭供应紧张局　

面，带动区域经济社会发展，构建陇东能源基地，实　

现“工业强省”战略目标，以及保障国内能源安全具　

有十分重要的意义。目前预计３年后数个煤矿达　

产，所以下一步煤炭产品如何转化为经济效益问题，　

已经成为迫在眉睫、急需解决的课题。　

１　沙井子矿区的煤质特点　

沙井子矿区各可采煤层干燥无灰基挥发分　

（Ｖｄａｆ）平均值皆＞１３７％，粘结指数（ＧＲＩ）均为零，透　

光率（Ｐｍ）平均值皆大于５０％，恒湿无灰基发热量　

（Ｑｇｒ．ｍａｆ）平均值大于２４ＭＪ／ｋｇ，按平均值统属于中　

阶烟煤，各可采煤层均以长焰煤为主。各可采煤层　

原煤全硫平均含量普遍在０．４８％～０．９９％之间，统　

属于低中硫煤。各可采煤层磷平均含量在０．０３２％　

一０．０４８％之间，属特低磷煤一中磷煤。　

根据国家实行煤炭资源分类使用和优化配置政　

策：褐煤和煤化程度较低的烟煤优先用于煤液化工　

业。本区６个可采煤层根据详查已查明的煤岩特　

征、煤的物理性质、煤的化学性质、工业性能等指标，　

就其煤的利用方向初步确定为发电用煤、化工用煤　

及采暖、窑炉、民用燃料。　

２矿区交通运输能力现状　

沙井子矿区地处甘、宁省（区）之交界，鄂尔多　

斯盆地西部边缘，在毛乌素沙漠边缘的丘陵沟壑区　

内，山大沟深，地形复杂，山、川、原兼有，梁、峁、谷相　

间。区域内目前尚无铁路修建，公路方面，南北向仅　有阶段性的乡村道路通行，东西向“二毛公路”为四　

级公路，向东５５ｋｉｎ与国道２１ｌ接通，向西翻越数个　

南北向山脉与宁夏固原联通。交通困难，公路运输　

压力巨大。　

自于煤炭产品本身品质一般（中阶烟煤），如果　

再附加庞大的运输装卸费用，产品将难以具备市场　

竞争能力，由此可以看出，今后煤炭产品转化为经济　

效益必须就地依托于发电和煤化工。　

３　国内现代煤化工产业概况及特点　

煤化工是以煤为原料，经过化学反应，生成各种　

化学品和油品的产业。目前我国煤化工产业有以下　

核心技术，如图１所示。　

图１现代煤化工产业方向　

】）煤直接液化是将煤制成油煤浆，并在合适的　

温度及压力下催化加氢，生成液化油，加工成柴油、　

汽油及其他化工产品的技术。　

２）煤间接液化是将煤气化，并制得合成气ＣＯ、　

Ｈ　等气体，然后通过Ｆ—Ｔ合成技术，得到发动机燃　

料油和其他化工产品的过程。　

３）大型先进煤气化是指煤在特定的设备内，在　

一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸　

汽／空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤　

转化为含有ＣＯ、Ｈ：、ＣＨ　等可燃气体和ＣＯ　、Ｎ：等　第３期　余岚：浅议陇东沙井子矿区煤炭资源的转化　４３　

非可燃气体的过程。　

４）一步法合成二甲醚技术是以合成气为原料　

通过一步法合成二甲醚的技术。该技术与甲醇为原　

料两步法制取二甲醚相比，具有效率高、生产成本　

低、工艺环节少的优点。二甲醚可以作为民用燃料　

替代ＬＰＧ。也可以代替柴油用作发动机燃料。　

５）煤化工联产系统是利用不同技术途径的优　

势和互补性，将不同工艺优化集成，如煤焦化与直接　

液化联产、Ｆ—Ｔ合成与甲醇合成联产。　

６）以煤气化为核心的多联产系统是以煤、渣　

油、石油焦等为气化原料，生产的煤气作为合成液体　

燃料、化工品及发电的原料或燃料的过程。　

其中，煤直接液化是煤化工领域的高新技术，我　

国煤直接液化技术已完成基础研究，正在工程化开　

发之中，但是该项技术对煤质的要求相当挑剔，沙井　

子矿区煤炭的灰分、挥发分及煤的镜质组平均透光　

率均达不到要求，目前不具备发展条件。　

若发展其他工业路线，也存在三个问题。一是　

耗水量大。水资源是建设新型煤化工工程的重要基　

础条件。据调查目前煤化工技术的耗水量情况如　

下：生产一吨煤制烯烃的耗水量约为２０ｔ，煤制乙二　

醇耗水量约为９ｔ，煤制二甲醚耗水量约为１２ｔ，煤制　

天然气（甲烷）耗水量约为６ｔ。二是建设资金投入　

巨大。据了解，煤气化制甲醇工艺转化过程中：２ｔ　

煤生产１ｔ甲醇；３ｔ甲醇生产ｌｔ聚烯烃；４～５ｔ煤液　

化１ｔ油。煤化工大、中型项目的概略投资，焦炭（含　

甲醇配套项目）：约１２００万　万ｔ；煤制甲醇：约　

４０００万　万ｔ；煤制乙烯：约２亿　万ｔ；煤炭液　

化：约１亿　万ｔ（仅指设备投资）。三是技术及工　

程管理水平高。新型煤化工工程建设和生产运行是　

应用多领域高新技术和实施大规模工程相结合的复　

杂系统工程，工程管理和技术水平要求高，因此必须　

注重组织管理和培育高素质的技术队伍，实行先进、　

科学、高效的经营和管理模式。　

４　环县沙井子矿区煤化工技术路线规　

划　

综上所述，与煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇等　

技术相比，煤制天然气示范项目在经济合理的前提　

下，适度、规模化发展煤制天然气项目问题相对要少　

一些，沙井子矿区适合发展以煤制天然气为主的煤　

化工产业。其理由如下：　

１）我国正处于经济发展的快速通道，天然气在　

我国能源消费中的地位必将越来越重要，同时在环　境保护转变能源结构的大背景下天然气的消费将长　

期处于上升趋势。国家能源局对中国能源需求的预　

测显示：基准情景下２０２０年、２０３０年我国能源需求　

总量将分别达到４４．３亿ｔ标煤、５４．３亿ｔ标煤，如　

果届时天然气占一次能源的比例达到８％和１０％，　

则２０２０年天然气需求量约为２９００亿ｍ　、２０３０年为　

４５００亿ｍ　。　

目前我国进口天然气的数量逐年增长，据预测，　

２０１５年之后，如果没有新增进口资源，２０２０年天然　

气供应将出现４００亿ｍ　左右的缺口。国际局势风　

云变幻，一定程度上会因为政治、资源、价格等多方　

面的原因对我国的能源供应构成风险，大力发展煤　

制天然气是我们实现能源自给的必由之路。　

２）煤制天然气产业可以定位为洁净煤转化的　

“新兴能源产业”。该产业具有二氧化碳等温室气　

体排放量少、资源利用充分、能源利用率高等众多优　

势，成为煤化工产业未来发展的重要领域。据专家　

测算，“新兴煤化工产业”单位产品能耗往往要比传　

统煤化工降低２０％以上，“三废”排放减少一半以　

上，如果加以科学设计与管理，还可实现“三废”的　

资源化利用甚至“零”排放。是未来我国解决能源　

和环境问题的一条现实途径，特别是对实现具备条　

件的偏远地区的煤炭资源转化具有重要意义，符合　

国家煤炭和电力发展要求，且属于鼓励项目。　

３）据报道，目前２Ｏ亿Ｎｍ。／ａ煤制天然气项目　

建设期投资１４４亿元，生产期成本１．０７；￣／Ｎｍ　。　

随着天然气价格的不断上涨，将使煤制天然气项目　

具备成本低、具有较好的经济效益的特点，适合于沙　

井子矿区发展。　

４）庆阳市水资源十分匮乏，环县更是干旱少雨　

的缺水地区，按照庆阳市水资源保护配置总体思路，　

庆阳市水务局全县内没有大的河流通过，编制的　

《甘肃省庆阳市水资源中长期利用规划》，对煤化工　

项目在内的能源化工产业水资源保障进行了统一规　

划。并将陕甘宁盐环定扬黄续建工程进行续建，可　

为环县、庆城工业用水提供战略资源。但是基于西　

部能源化工基地对水资源的大量需求，水资源依然　

是阻碍煤炭工业发展的瓶颈，耗水量小的煤化工工　

艺是首选。煤制天然气（甲烷）耗水量是煤化工中　

耗水量最小的项目，相比较而言对陇东地区更适合。　

５）专业人才有保障。华能集团作为国内大型　

能源企业集团，其总部设在庆阳市，有着众多的专业　

人才，可通过在国内招聘或与大型化工企业合作开　

发等形式，保障庆阳煤化工项目技术人才需求。　

（下转第５６页）

　５６　甘肃科技　第２９卷　

可听噪声决策提供计算的定量依据。　Ｅ６］薛辰东，瞿雪弟，韩辉・不同塔型交流输电线路的电　

为了进一步提高层次分析法分析可听噪声影响　磁环境分析［Ｊ１・电力环境保护，２００７，２３（４）：　２－　５・　

要　奎　！　嚣警　要　：５９７－６电００线．　譬釜　璧　要耋　煮　妻　

：　譬　摩要主　ｆ　］　：　。；　高压输电　篓　流输电线路的情况

，取得更多的数据　袅　；　ｆ　网　，２　０（　２…）：１　７３。－　

、＊　一７　一’　

致谢　［９］　黄道春，阮江军，文武，等．特高压交流输电线路电磁　

（上接第４３页）　

另外，庆平两地的唯一高等院校陇东学院开办煤化　

工专业，旨在为陇东培养大批的高等技能型人才。　

庆阳市境内有多家化工企业，其中规模较大的有中　

石油庆阳石油炼化公司和原庆阳市化肥厂，庆阳石　

化公司有加工原油１５０万ｔ／ａ的生产能力。在２０　

世纪７Ｏ一９Ｏ年代，两户企业曾经分别兴建过　

７５００ｔ／ａ合成氨、３０００ｔ／ａ合成氨、６３００ｔ／ａ硝酸铵、　

１２０００ｔ／ａ碳酸氢铵的生产线，两厂化肥产量最高年　

份达到２万多ｔ，拥有化工行业工程众多的高中级专　

业技术人员。　

６）技术水平有保障。沙井子矿区是新建矿区，　

现代化程度高，在考察配套煤化工项目时，均采用国　

内及国际上较为先进的煤化工工艺及设施设备及管　

理方式，能够满足此工艺的多项需求。　

７）随着我国西气东输等管道工程项目的竣工，　目前管网已经覆盖我国３０个省市，陇东矿区发展煤　

制天然气项目可以就近接人国网、省网，管网投资较　

小。　

参考文献：　

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