煤化工發(fā)展方向的三個“關鍵詞”
今年9月，國家發(fā)改委、工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《關于加強煤炭清潔高效利用的意見》，對推動煤炭清潔高效利用進行了系統(tǒng)部署，其中就提到要促進煤化工產業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展。
近日，在與2024全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會同期舉辦的現(xiàn)代煤化工技術創(chuàng)新論壇暨2024(第十二屆)中國國際煤化工發(fā)展論壇上，業(yè)內專家圍繞“高端化、多元化、低碳化”這三個“關鍵詞”，針對煤化工產業(yè)的未來發(fā)展方向進行了一系列討論。
煤炭分質利用 原料選擇多元化
在我國煤炭資源中，褐煤等低階煤儲量占50%以上，并且超過90%的低階煤都直接燃燒用于發(fā)電，未能充分發(fā)揮其富含油氣資源的原料屬性。因此，如何擴大煤化工原料的選擇范圍，提高低階煤利用率，是煤炭清潔高效利用的重要路徑。
陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司總工程師尚建選認為，應建立以能量和物質同向轉化、梯級利用為原則，以追求能源轉化效率和碳氫元素利用率高、碳排水耗少、產品高端化為目標的低階煤分質利用技術體系。比如通過低溫熱解等方式，充分利用含氫、含氧量高的低階煤生產熱解氣、煤焦油、半焦等初級產品，再進一步分質轉化為清潔燃料、工藝油品、化工原料等。在這套方案下，10億噸低階煤經過高效熱解分質轉化可生產油品1.5億噸，產生的半焦還可發(fā)電1.97萬千瓦時，相比起直接燃燒發(fā)電可降低21%的碳排放，提高20%以上的產值。
航天長征化學工程股份有限公司副總經理兼總工程師丁建平介紹了航天長征在多煤種煤氣化技術方面進行的研究。他表示，根據(jù)具體煤種、煤質特性，因地制宜開發(fā)生產工藝，將有力推動煤炭資源的高效清潔、安全利用。目前，航天長征公司已經在煙煤、褐煤和無煙煤氣化技術領域實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行，達到國際領先水平，今年又突破了新疆高氯高堿煤的氣化技術難題，將為煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等大型現(xiàn)代煤化工項目提供有力技術支撐。
能源高效利用 生產過程低碳化
煤化工是煤炭產業(yè)鏈中的碳排放“大戶”，煤炭的清潔高效利用，繞不開煤化工生產過程的低碳化。
國家能源集團首席科學家化工事業(yè)部主任王建立表示，煤化工產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展應當充分發(fā)揮我國煤炭資源與風光資源在西部地區(qū)同向分布的優(yōu)勢，全面推進煤化工與新能源多元互補耦合發(fā)展。
王建立表示，煤化工產業(yè)在綠色低碳領域的創(chuàng)新發(fā)展分為三個時期。從短期看，因現(xiàn)階段綠氫成本較高，所以創(chuàng)新主要方向為通過少量摻氫實現(xiàn)煤化工項目對新能源電力波動的消納；從中期看，隨著清潔能源成本逐漸降低，將逐步增加綠電、綠氫的耦合比例，實現(xiàn)煤化工持續(xù)減污降碳；從遠期看，利用合成氣的下游產業(yè)平臺，將煤氣化龍頭大比例切換為綠氫龍頭，實現(xiàn)由高碳煤化工向低碳電化工的無縫銜接。
中國科學院大連化學物理研究所低碳催化與工程研究部副部長葉茂則研究員提出，化學反應本身產生的能量也是可以利用的能源，傳統(tǒng)石油化工裂解制烯烴、芳烴需要高溫條件，而煤化工小分子重構是強放熱過程，大化所研究團隊將傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解制烯烴生產路線與合成氣制甲醇路線耦合，替代傳統(tǒng)的烯烴和芳烴路線，能夠節(jié)能1/3以上。
“我們計劃將二氧化碳也引入耦合流程，讓煤基甲醇這種平臺產品能夠在化工流程工業(yè)中發(fā)揮再造作用，為我國流程工業(yè)和新能源體系的構建作出貢獻。”葉茂說。
拓展下游產品 產業(yè)結構高端化
“煤制油、煤制氣、煤制烯烴等傳統(tǒng)煤化工技術在油價高的時候有一定盈利空間，但也存在著產品附加值不高、同質化嚴重的問題。”上海浦景化工技術股份有限公司研發(fā)中心主任毛彥鵬表示，結合現(xiàn)有政策來看，開發(fā)化工新材料、生物降解材料、電子化學品等下游新產品都是煤化工發(fā)展的重要方向。例如，煤基醋酸經過延鏈補鏈，可將原有產品向下游延伸至聚乙烯醇(PVA)、乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)等聚合材料；草酸二甲酯生產乙二醇可以聯(lián)產乙醇酸甲酯，同時生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚羥基乙酸(PGA)等生物降解材料，增加產業(yè)鏈的經濟價值。
中科合成油技術有限公司副總工程師王洪則提出，未來煤化工產業(yè)基地建設的一個可行方向是“油氣化動態(tài)聯(lián)產”，既生產平臺化學品和高值化學品，又可在需要時生產煤制油、合成氣等燃料，保障國家能源安全。
“黨的二十大報告中提出，要堅持把發(fā)展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業(yè)化。對于我們煤化工來講，就是要站在新型工業(yè)化的角度，對整個行業(yè)的工藝、技術、裝備、產品結構，以及產業(yè)鏈、供應鏈，乃至未來行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設進行重新梳理，使煤化工的產業(yè)水平邁上新臺階。”國家發(fā)展和改革委員會公共政策學者楊尚寶教授說。
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