中國工程院院士、清華大學化工系教授金涌

煤炭多聯產是貫徹低碳措施之一。煤化工結構復雜，可拆分：高價值的組分分離出來，高端利用；高品位的能源，梯級利用；高化學活性組分，分別利用，以實現煤炭資源的最佳最充分利用。

我國是世界上最大的焦碳生產國，產量為2.9768億噸/年（2006年）。外輸焦爐氣約40×109m3/年及大量焦油。焦爐氣成分中含H2量大，為重要高價值化工原料。把作為燃料用的焦爐氣替換下來后，焦爐氣產量可大幅度提高，這時200萬噸/年煉焦裝置大約產出的焦爐氣可作為生產40萬噸甲醇的原料。

煤熱解氣（煤氣）已提升為二次能源，轉化過程已有耗能，可以做更高附加值化學品。再燒掉很可惜。但IGCC沒體現煤多聯產基本原則，拆解后，高價組分離端利用。

IGCC的工業實踐說明，流程長，設備投資大，操作復雜，經濟上難與直燃煤發電抗衡。IGCC熱能轉換效率低、美國著名的TanpaIGCC試驗廠最終報告其熱點效率為38.5%。超超臨界熱電效率有潛力，預期耐熱鋼材的進步，其熱電效率可達50%。IGCC可能優勢漸微。燃氣輪機易于進行升停機調節電網峰谷、用電量，隨著超大電網、智能電網的出現，這一優勢被削弱。IGCC排廢氣中CO2濃度高，有利于利用與封存，但隨著多種CO2捕集研發，也可被更便宜的技術替代。

低CO2排放產品優先，以煤為原料的化學品，單位產品在生產過程中CO2排放量是不同的。機動車驅動利用純電動車更省能。
煤化工產品應選擇適合資源。我國40%煤炭資源在西北地區，輸送成本高，而鐵路運力無法承擔。發展煤氣化甲烷化技術，可補充我國天然氣的資源不足，可通過管道輸送到沿海。

二甲醚的生產方法最早是由高壓甲醇生產中的副產品精餾后制得，隨著低壓合成甲醇技術的廣泛應用，副反應大大減少，二甲醚的工業生產技術很快發展到甲醇脫水或合成氣直接合成工藝。甲醇脫水法包括液相甲醇法和氣相甲醇法，前者的反應在液相中進行，甲醇經濃硫酸脫水而制得，但因該法存在裝置規模小、設備易腐蝕、環境污染、操作條件惡劣等問題，逐步被淘汰。近年來，二甲醚的需求量增長較大，各國又相繼開發投資省、操作條件好、無污染的新工藝，主要包括二步法和一步法。

二步法先由合成氣制取甲醇，然后將甲醇在催化劑下脫水制取二甲醚。以前主要采用硫酸作為催化劑，現在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子篩作為催化劑，性能優良，選擇性好，故能制備出高純的二甲醚，還能避免污染。

一步法由合成氣直接制取二甲醚，包括合成氣進入反應器內同時完成甲醇合成與甲醇脫水兩個反應和水—煤氣變換反應，產物為甲醇與二甲醚的混合物，混合物經蒸餾分離得到二甲醚，未反應的甲醇返回反應器。一步法二甲醚技術關鍵是性能優異的漿態床反應器具有良好的移熱和控溫能力，強化相際傳質作用，充分利用合成反應熱；適合于漿態體系的雙功能催化劑具有較高的催化反應活性和選擇性，良好的富碳合成氣適應性，良好的穩定性。

清華大學化工系開發出漿態床一步法合成二甲醚技術，小試通過國家教委組織的技術鑒定，已達到國際先進水平。2003年清華大學與重慶英力燃化有限公司聯合投資2000萬元建設3000噸/年二甲醚中試裝置，產出合格二甲醚產品。重慶英力燃化有限公司將在此基礎上，開展技術跟蹤及相關配套產業化工作，并建設大規模工業化生產裝置。

二甲醚作為煤基液體燃料可顯著節約資源、能源。中東地區有豐富乙烷資源，2010年投產乙烷轉化乙烯裝置，將達到1600萬噸/年，目標市場的60%~70%定位在中國。

世界和我國石油資源日漸重質化和劣質化，其加氫改質技術是重要發展方向。延遲焦化、大量石油焦生成（中國石油焦產量達2000萬噸/年），不是最好的重油利用技術。催化加氫，可以充分高效利用油品，煤制氫技術成熟而且熱能轉換效率可達80%以上，是有前途的方向之一。

煤炭的直接利用：煤是有機質和無機質組成的礦物質，復雜大分子化合物難于拆解，如果能夠定向裁剪和定向轉化，選擇性地拆斷分子鍵共價鍵，可獲得大量高價產品。如不同取代基，不同芳環芳烴，含側鏈的環烷烴，長鏈脂肪酸及酯等精細化學品。但技術有待突破。

來源：科學時報