溫和條件下的催化加氫裂解是定向轉化煤有機質大分子的關鍵環節,內蒙古智慧煤礦公司核心技術是高性能催化劑的制備。對催化劑性能的具體要求包括高活和易回收性。催化劑的高活性體現在可與溶劑(如環烷烴和醇而非四氫萘等所謂的供氫溶劑)和煤中的有機質充分作用,有效催化從溶劑向煤中有機質的H+或H-轉移,進而充分裂解煤有機質中連接芳環的橋鍵并切除芳環上的取代基。不使用氫氣不僅可以大幅度地節省原料的成本,而且可以顯著降低設備的造價和運行成本;同時,溶劑環烷烴和醇分別轉化為附加值更高的環烯烴和醛,從而可以進一步提高經濟效益;此外,不使用氫氣可以避免芳環的加氫,大幅度地減少產物的種類,有利于后續的分離提純。
從提高經濟效益的角度考慮,應盡可能多地和便捷地從煤的催化加氫裂解所得反應混合物中分離有機化合物(特別是縮合芳香族化合物)純品。對于難以經濟地分離的有機化合物,則可以在Ni/5A沸石的存在下加氫轉化為飽和烴,其中所得多環烷烴精餾過的餾分用途十分廣泛。內蒙古智慧煤礦系統例如,可用于清洗電子部件,可用作PVC溶膠降粘劑、乳化液載劑、高檔衣服干洗劑、聚合反應的溶劑和高速乃至超高速飛行器的燃料,還可以作為溶劑或添加劑用于配制或加工香料、化妝品、醫藥、粘合劑、農藥、氣霧殺蟲劑、液體電熱殺蟲劑和油墨等。
精細煤化工應該是在溫和條件下定向轉化煤中有機質為高附加值的精細化學品的工藝。通過對精細煤化工所涉及的反應和分離全過程的在線檢測和監測,可望實現精細煤化工的智能優化控制,即升級精細煤化工為智慧煤化工。精細煤化工和智慧煤化工應該是我國煤炭資源高效利用的科學發展方向。
結言
分子煤化學旨在從分子水平上了解煤及其衍生物中有機質的組成結構,為開發精細煤化工和智慧煤化工技術提供可靠的理論依據,應被列入我國的“大科學工程”。發展精細煤化工和智慧煤化工可以在大幅度地減少煤的用量及投資和運行成本的前提下創造巨大的經濟效益,對于形成我國煤炭資源高附加值利用的產業鏈,轉化我國的煤炭資源優勢為強勁的經濟優勢,內蒙古智慧煤礦設備帶領我國煤化工產業的科學發展,帶動我國經濟結構的轉型和切實增加我國的經濟活力與整體實力具有十分重要的意義。