現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑，是石油化工的重要補(bǔ)充?，F(xiàn)代煤化工以煤為主要原料，生產(chǎn)過(guò)程用能強(qiáng)度高，排碳總量大。近日，國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合有關(guān)部門發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南(2022年版)〉的通知》，并附《現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》(以下簡(jiǎn)稱《指南》)，就煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，明確了節(jié)能降碳工作方向和技術(shù)路徑，有很強(qiáng)的針對(duì)性、可操作性和可執(zhí)行性。文件的印發(fā)實(shí)施，對(duì)于有效提升煤化工行業(yè)能效水平，降低碳排放強(qiáng)度，加快推進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，具有重要指導(dǎo)作用。
一、堅(jiān)持前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，引領(lǐng)行業(yè)跨越發(fā)展
煤化工生產(chǎn)過(guò)程以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，存在大量物質(zhì)變化和能量交換，技術(shù)水平高，工藝流程復(fù)雜。前沿技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，將有可能突破原有技術(shù)條件限制，促進(jìn)工藝流程優(yōu)化、消耗降低、物料能量利用更合理，從本質(zhì)上加快節(jié)能降碳。
《指南》提出，要加快研發(fā)高性能復(fù)合新型催化劑，推動(dòng)自主化成套大型空分、大型空壓增壓機(jī)、大型煤氣化爐示范應(yīng)用，推動(dòng)合成氣一步法制烯烴、綠氫與煤化工項(xiàng)目耦合等前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
一是高性能復(fù)合新型催化劑。作為化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)合成的靈魂，催化劑性能提升，將大幅改善轉(zhuǎn)化率、選擇性等關(guān)鍵指標(biāo)，從而降低反應(yīng)條件或簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，促進(jìn)節(jié)能降耗。
二是空分裝置和煤氣化裝置。其既是煤化工的重要生產(chǎn)單元，也是重點(diǎn)用能模塊，近幾年自主化成套技術(shù)水平不斷提高，需要加快技術(shù)創(chuàng)新再上新臺(tái)階。
三是合成氣一步法制烯烴。該技術(shù)有望變革工藝路線、縮減工藝環(huán)節(jié)，大幅降低生產(chǎn)能耗。
四是綠氫與煤化工項(xiàng)目耦合。其屬于產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式創(chuàng)新，既可以促進(jìn)可再生能源就地消納，又能夠促進(jìn)煤化工生產(chǎn)過(guò)程物料有效利用、降低能耗和碳排放，值得探索。
二、加快成熟工藝普及推廣，促進(jìn)行業(yè)大幅進(jìn)步
我國(guó)早期建設(shè)的現(xiàn)代煤化工示范項(xiàng)目以核心技術(shù)工程化示范、關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用為主，整體系統(tǒng)并未達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，能量利用水平存在提高空間。經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)現(xiàn)代煤化工行業(yè)工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，成熟工藝普及推廣應(yīng)用，將有助于全面提升行業(yè)整體能效水平。
《指南》從綠色技術(shù)工藝、重大節(jié)能裝備、能量系統(tǒng)優(yōu)化、余熱余壓利用、公輔設(shè)施改造、廢物綜合利用6個(gè)方面，提出了成熟工藝普及推廣應(yīng)用重點(diǎn)。
一是綠色技術(shù)工藝。主要包括大型先進(jìn)煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、高效合成氣凈化、高效甲醇合成、節(jié)能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成及乙二醇加氫、一氧化碳等溫變換等技術(shù)。
合成氣制備是煤化工的共性技術(shù)。大型先進(jìn)煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化等都屬于合成氣制備環(huán)節(jié)的優(yōu)化升級(jí)。半/全廢鍋流程氣化技術(shù)可優(yōu)化粗煤氣顯熱回收，目前處于初步推廣階段。因地制宜結(jié)合天然氣或綠氫資源發(fā)展合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)，可有效降低合成氣制備環(huán)節(jié)的碳排放。一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化可有效促進(jìn)合成氣精制環(huán)節(jié)的能量回收和效率提高。
高效合成是煤化工各產(chǎn)品方向的特色技術(shù)。高效甲醇合成和節(jié)能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成和乙二醇加氫分別是煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)的關(guān)鍵合成技術(shù)。合成工藝的技術(shù)進(jìn)步、催化劑性能提升、反應(yīng)條件優(yōu)化等，均可以有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)的能源消耗，促進(jìn)碳減排。
二是重大節(jié)能裝備。主要包括高效煤氣化爐、合成反應(yīng)器、高效精餾系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、高效降膜蒸發(fā)技術(shù)、高效壓縮機(jī)、變壓器等高效節(jié)能設(shè)備。
高效煤氣化爐、合成反應(yīng)器、高效精餾系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)煤氣化、產(chǎn)品合成和精制的綠色工藝裝備。智能控制系統(tǒng)可有效提升裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和效率。高效降膜蒸發(fā)技術(shù)可有效降低高濃含鹽廢水處理能耗。采用高效壓縮機(jī)和變壓器等節(jié)能設(shè)備替代低效設(shè)備，將降低壓縮機(jī)功率損耗和變壓器電能損失。
三是能量系統(tǒng)優(yōu)化。主要包括熱泵、熱夾點(diǎn)、熱聯(lián)合等。熱泵技術(shù)可以更高效地促進(jìn)電對(duì)煤的供熱替代，尤其在低位熱能利用方面的節(jié)能效果更佳，將來(lái)可與電網(wǎng)綠電應(yīng)用相結(jié)合。熱夾點(diǎn)、熱聯(lián)合等技術(shù)可促進(jìn)全廠熱能供需平衡優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用，提高能源利用整體效率。
四是余熱余壓利用。煤化工工廠的余熱余壓較多，在滿足工藝裝置要求前提下，不同品位的余熱余壓分別用于副產(chǎn)蒸汽、加熱鍋爐給水或預(yù)熱脫鹽水和補(bǔ)充水、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電，使能量供需和品位相匹配，減少能源浪費(fèi)。
五是公輔設(shè)施改造。根據(jù)適用場(chǎng)合，選用各種新型、高效、低壓降換熱器，提高換熱效率。選用高效機(jī)泵和高效節(jié)能電機(jī)，提高設(shè)備效率。
六是廢物綜合利用。煤化工生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳濃度高達(dá)95%以上，可大幅降低捕集成本，有利于開(kāi)展二氧化碳捕集、輸送與封存示范?？蛇m當(dāng)研究開(kāi)展二氧化碳制甲醇技術(shù)示范，打通技術(shù)瓶頸，摸索工程經(jīng)驗(yàn)?？煞e極開(kāi)展二氧化碳制可降解塑料、碳酸二甲酯等產(chǎn)品示范，特別是企業(yè)擁有配套原料時(shí)，可實(shí)施性更強(qiáng)。當(dāng)前西部富煤地區(qū)，煤化工項(xiàng)目多、煤炭轉(zhuǎn)化量大，灰、渣產(chǎn)生量越來(lái)越多，渣場(chǎng)負(fù)擔(dān)越來(lái)越重。煤化工的飛灰有一定熱值，可考慮送電廠；廢渣利用可考慮做建筑材料或鋪路材料，或研究與煤礦治理結(jié)合，當(dāng)然要以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求和環(huán)境保護(hù)要求為前提。
三、堅(jiān)決淘汰落后低效產(chǎn)能，推動(dòng)行業(yè)整體提升
《指南》強(qiáng)調(diào)，要嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能、環(huán)保、質(zhì)量、安全技術(shù)等相關(guān)法律法規(guī)和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》等政策，對(duì)能效水平在基準(zhǔn)值以下，且無(wú)法通過(guò)節(jié)能改造達(dá)到基準(zhǔn)值以上的煤化工產(chǎn)能，加快淘汰退出。
其中，我國(guó)煤制甲醇起步較早，自2000年以來(lái)加速發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)企業(yè)間生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平存在較大差距，能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能仍占約25%。煤制烯烴自2008年第一套示范裝置建成投產(chǎn)后快速發(fā)展，項(xiàng)目整體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、工程質(zhì)量?jī)?yōu)，目前煤制烯烴全部產(chǎn)能的能效均達(dá)到基準(zhǔn)水平以上。煤制乙二醇的建設(shè)進(jìn)程與煤制烯烴基本同步，但由于技術(shù)路線多，部分技術(shù)路線工業(yè)化示范過(guò)程并不順利，尤其是部分項(xiàng)目建設(shè)方案對(duì)能量?jī)?yōu)化利用設(shè)計(jì)不足，裝置整體能耗較高，目前煤制乙二醇能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占40%。下一步，建成時(shí)間早、裝置能耗高的煤制甲醇產(chǎn)能、以及建設(shè)時(shí)技術(shù)尚不成熟、裝置效率低的煤制乙二醇產(chǎn)能，是現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能改造和淘汰退出的重點(diǎn)。
《指南》提出，到2025年，煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)達(dá)到能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能比例分別達(dá)到30%、50%、30%，基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本實(shí)現(xiàn)清零。上述工作目標(biāo)既切合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，又需要通過(guò)大量努力才能實(shí)現(xiàn)。工作中要充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮政府作用，加強(qiáng)政策協(xié)調(diào)保障，引導(dǎo)企業(yè)積極采用先進(jìn)適用技術(shù)裝備加快節(jié)能降碳改造升級(jí)，確?？茖W(xué)、有序、如期實(shí)現(xiàn)《指南》提出的工作目標(biāo)。(韓紅梅 朱彬彬，石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院)
原標(biāo)題：《重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》解讀之二 | 主動(dòng)適應(yīng)新形勢(shì)新變化新要求 扎實(shí)推進(jìn)現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)