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《中國煤化工》
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煤化工精細(xì)化之路該怎么走?
作者: | 來源:國家煤化工網(wǎng) | 時間:2016-11-03

 

即使是正在快速發(fā)展的現(xiàn)代煤化工也在最近迎來寒冬,步入了經(jīng)營困境,投資和盈利能力都大幅下降。而破局之道,就是要堅持精細(xì)化發(fā)展,延長產(chǎn)業(yè)鏈,提高產(chǎn)品附加值。這已成為業(yè)內(nèi)共識。但精細(xì)化之路到底該怎么走?應(yīng)該向哪些方向發(fā)展?還存在哪些制約因素?中國化工報記者連日來進(jìn)行了相關(guān)采訪。

希望:延伸產(chǎn)業(yè)鏈

“煤炭作為中國主要一次能源的地位還將長期保持。雖然當(dāng)前油價低位運行,但煤價也同樣便宜,煤化工發(fā)展仍有較大機遇,關(guān)鍵是要選擇好的產(chǎn)品和工藝。”中國工程院院士、清華大學(xué)教授金涌表示,煤化工的出路和希望在于發(fā)展化工產(chǎn)品,特別是向高端產(chǎn)品延伸,而不是做液體或氣體燃料。即使現(xiàn)代煤化工能生產(chǎn)“三苯三烯”,但也不一定有好的經(jīng)濟效益,必須向差異化、個性化、高端化發(fā)展,通過深度加工提高產(chǎn)品附加值。

金涌表示,煤化工可以考慮開發(fā)特種蠟、α-烯烴、潤滑油、精酚,乙烯可延伸生產(chǎn)雙峰聚乙烯、茂金屬催化乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龍66、溴化丁基橡膠等;苯可延伸制造尼龍6;二甲苯可加工為PTA、PET等聚酯產(chǎn)品;甲醇可深加工制DMM3-5(聚甲氧基二甲醚),來作為汽柴油添加組分等。

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會副秘書長胡遷林認(rèn)為,目前已建成和在建的現(xiàn)代煤化工項目大多停留在煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等產(chǎn)品上。以煤制烯烴為例,乙烯、丙烯后加工項目同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重,大多數(shù)聚乙烯、聚丙烯都集中在少數(shù)通用料品牌上,高端品牌、專用料品牌項目很少。如果不從高端化、差異化上解決產(chǎn)品同質(zhì)化問題,行業(yè)很快就會出現(xiàn)產(chǎn)能過剩、過分競爭的混亂狀態(tài)。

中國化工學(xué)會副理事長兼秘書長楊元一告訴中國化工報記者,精細(xì)化既能解決傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品雷同、競爭力差、產(chǎn)能過剩的問題,又能提高能源轉(zhuǎn)換效率和資源綜合利用水平!笆濉逼陂g,中國煤化工將重點實現(xiàn)從傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代煤化工、精細(xì)煤化工的升級。

中國神華能源股份有限公司副總裁張繼明,陜西延長石油集團董事長賀久長,中科院大連化學(xué)物理研究所所長助理、科技處處長蔡睿等也都認(rèn)為,要想保證煤化工在石油價格市場變化的競爭中保持優(yōu)勢,精細(xì)化、高端化、差異化是大勢所趨。在整個煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中,越往后端的精細(xì)化產(chǎn)品所受到的市場沖擊會越小。

張繼明說:“現(xiàn)代煤化工的很多產(chǎn)品特性是優(yōu)于石油化工生產(chǎn)路線的。以煤制烯烴為例,煤化工生產(chǎn)的乙烯、丙烯單體的雜質(zhì)含量優(yōu)于石油裂解產(chǎn)品。而煤直接液化則更適合生產(chǎn)高級樹脂、特種油品、高檔潤滑油、高端石蠟、高級碳素材料等精細(xì)化工產(chǎn)品!

在延伸產(chǎn)業(yè)鏈方面,胡遷林建議,煤經(jīng)甲醇制烯烴要多開發(fā)新牌號聚烯烴樹脂,如與α-烯烴共聚的聚乙烯、ULDPE、丙丁共聚PP、融熔PP、高結(jié)晶度PP等;在高溫費托合成生產(chǎn)柴油的同時,開發(fā)高碳α-烯烴、超硬蠟、高碳醇、橡膠填充料、PAO、潤滑油基礎(chǔ)油等石化行業(yè)難以獲得的高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品和專用化學(xué)品;煤制乙二醇在合成聚酯的同時,開發(fā)煤經(jīng)草酸二甲酯、碳酸二甲酯制聚乙醇酸、聚碳等技術(shù)路線;煤焦油深加工開發(fā)甲基酚及下游精細(xì)化產(chǎn)品、鄰苯酚、間甲基苯酚、對甲基苯酚、2,6-二甲基苯酚、2,35-三甲基苯酚、2,4,6-三甲基苯酚、2,36-三甲基苯酚等精細(xì)化中間體。

據(jù)了解,神華集團就正在開展精細(xì)化產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用,調(diào)整煤直接液化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),開發(fā)特種油品、中高檔潤滑油、高級碳素材料、高等級蠟產(chǎn)品等,規(guī)劃建設(shè)高端煤制聚烯烴精細(xì)化產(chǎn)品基地,從而提升產(chǎn)品的經(jīng)濟價值。

對策:全周期統(tǒng)籌

所謂煤化工精細(xì)化就僅僅是延長產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展下游產(chǎn)品嗎?專家表示其實不然!熬(xì)化發(fā)展是廣義概念,指的不僅是產(chǎn)品的精細(xì)化,還有開發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品、高端化學(xué)品、化工新材料等的下游深加工,而且要從煤化工產(chǎn)業(yè)全生命周期統(tǒng)籌考慮,在產(chǎn)業(yè)布局、工藝優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、過程控制等方面也要實現(xiàn)精細(xì)化、高端化!睏钤贿@樣告訴中國化工報記者。

中國工程院院士謝克昌說,精細(xì)化發(fā)展包括煤繼續(xù)轉(zhuǎn)化成能源和高質(zhì)的化學(xué)品兩個方面。中國能源結(jié)構(gòu)應(yīng)該是清潔、低碳、安全、高效,要想減少能源總量消耗,必須逐步提高能源利用效率。煤化工多聯(lián)產(chǎn)就是很好的途徑,在將煤轉(zhuǎn)化成燃料的同時,還能有化學(xué)品產(chǎn)出。

中國神華煤制油化工有限公司董事長張傳江認(rèn)為,煤化工精細(xì)化發(fā)展與發(fā)展精細(xì)化工產(chǎn)品不同,精細(xì)化還要體現(xiàn)在區(qū)域規(guī)劃布局、技術(shù)路線設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)銷售、安全環(huán)保等多個方面,是發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和管理理念及水平的提高。

張傳江表示,以神華自身為例,在圍繞煤制油、煤制烯烴等開發(fā)高附加值下游產(chǎn)品的同時,神華還堅持區(qū)域布局精細(xì)化、技術(shù)路線設(shè)計精細(xì)化、產(chǎn)品銷售精細(xì)化。

其中,區(qū)域布局精細(xì)化可使各業(yè)務(wù)板塊、煤化工各個項目之間相互協(xié)同,形成產(chǎn)業(yè)集群,實現(xiàn)原料互動、產(chǎn)品互補;技術(shù)路線設(shè)計精細(xì)化則注重各項技術(shù)、產(chǎn)業(yè)間的相互融合互補,實現(xiàn)差異化、高端化、清潔化、智能化發(fā)展,構(gòu)建效益顯著、技術(shù)領(lǐng)先、管理先進(jìn)、本質(zhì)安全、環(huán)保過關(guān)的現(xiàn)代煤制油化工產(chǎn)業(yè)體系。

張傳江進(jìn)一步說,要實現(xiàn)煤化工精細(xì)化,就要進(jìn)行差異化布局,重點開發(fā)特種煤基油品、高附加值烯烴衍生物、聚烯烴下游產(chǎn)品。同時還要通過示范技術(shù)完善、先進(jìn)技術(shù)試點、基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā),真正將煤制油化工產(chǎn)業(yè)打造成低碳高效、環(huán)保安全的新型產(chǎn)業(yè)。

延長石油集團則結(jié)合自身擁有煤油氣多種資源的獨特優(yōu)勢和多產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展的基礎(chǔ)條件,將多種資源和裝置優(yōu)化配置,打造原料多元化、技術(shù)集成化、產(chǎn)品高端化的化工產(chǎn)業(yè)鏈。陜西延長中煤榆林能源化工有限公司總經(jīng)理李偉介紹,該公司煤制烯烴項目以煤油氣為原料資源綜合利用,確定了最優(yōu)的原料配比方案,創(chuàng)新地實現(xiàn)碳?xì)浠パa,通過煤化工、石油化工、天然氣化工相結(jié)合,達(dá)到1+1+1>3的效果。項目每年增產(chǎn)甲醇30萬噸,甲醇完全成本不到1300元,且能源轉(zhuǎn)化效率提高16.88%,碳資源利用率提高17.71%,單位產(chǎn)品綜合能耗下降15.5%,年至少節(jié)水1080萬噸、減排二氧化碳282萬噸。

我們正向精細(xì)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,目前的抓手是實現(xiàn)MTO副產(chǎn)碳四綜合高效利用最大化!敝忻宏兾饔芰帜茉椿び邢薰究偨(jīng)理助理周永濤介紹說,公司根據(jù)自身情況,確定了MTBE(甲基叔丁基醚)/1-丁烯+烯烴轉(zhuǎn)換(OCU)組合工藝技術(shù)方案,將利用混合碳四生產(chǎn)MTBE、丁烯-1和聚合級丙烯,年增產(chǎn)丙烯7萬噸,使烯烴單耗有所降低,還有效解決了共聚單體丁烯-1的來源問題,創(chuàng)效1.5億元。

被稱為榆能化“姊妹篇”的延長石油延安能源化工有限公司煤油氣資源綜合利用項目正在緊鑼密鼓建設(shè)中。該項目除聚烯烴產(chǎn)品外,還增加了乙丙橡膠、丁醇、2-PH2-丙基庚醇)等。此外,延長石油10萬噸/年煤經(jīng)甲醇制乙醇示范項目即將建成試車;同時還謀劃煤制乙二醇、PX、聚酯以及開發(fā)焦油深加工高端化學(xué)品等項目。

胡遷林認(rèn)為,煤化工精細(xì)化發(fā)展,意味著煤化工企業(yè)要更加深入化工行業(yè)。煤化工企業(yè)應(yīng)在下游產(chǎn)品設(shè)計和應(yīng)用上積極嘗試走高端化、差異化和特色化道路,避免同質(zhì)化競爭,同時高度重視資源、安全、環(huán)保等新政對產(chǎn)業(yè)的影響,系統(tǒng)性推行環(huán)保新技術(shù),解決煤化工發(fā)展水資源和廢水排放技術(shù)瓶頸,加快煤化工產(chǎn)業(yè)的示范和升級,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

瓶頸:技術(shù)待突破

目前煤化工產(chǎn)品開發(fā)仍偏重于一次能源轉(zhuǎn)化,下游產(chǎn)品開發(fā)還遠(yuǎn)未達(dá)到石油化工行業(yè)的水平,大量精細(xì)化工產(chǎn)品和化工新材料仍然依賴進(jìn)口,成為煤化工經(jīng)濟效益不強、遇到油價波動就“感冒”的主要原因。比如從2015年我國主要短缺產(chǎn)品自給率來看,PX自給率52%、聚酰胺工程塑料41%、高端聚烯烴38%、乙二醇33.1%,而聚碳酸酯和碳纖維自給率分別僅27%、29%,一些高端聚合物(包括聚合單體)、高端聚酯、高性能纖維、專用化學(xué)品等煤基化學(xué)品缺乏核心生產(chǎn)技術(shù)。

“煤化工精細(xì)化是發(fā)展勢趨,但企業(yè)真正要參與其中也還面臨一些實際困難。煤化工產(chǎn)業(yè)受限于水資源制約,環(huán)保排放壓力大;技術(shù)裝備也是制約瓶頸,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未健全,這些都是發(fā)展煤化工精細(xì)化的難題!焙w林坦言,國內(nèi)煤化工企業(yè)大多缺乏化工領(lǐng)域的技術(shù)積累,迫切需要相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的支持。同時,企業(yè)對煤化工精細(xì)化發(fā)展催生的一批煤基化學(xué)品也是一個相對陌生的市場。此外,煤基化學(xué)品大多沒有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),這些都是煤化工精細(xì)化發(fā)展需關(guān)注的問題。

“煤化工精細(xì)化發(fā)展對煤氣化技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)。”華東理工大學(xué)教授陳雪莉說,煤氣化大型化是趨勢和方向,拓展原料適應(yīng)性是內(nèi)在要求和保障,實現(xiàn)近零排放是不斷追求的目標(biāo)和必然要求。大型化可以大幅降低投資,通過高效率節(jié)能降耗,但也存在極端條件下怎么實現(xiàn)過程強化、復(fù)雜反應(yīng)物分離等技術(shù)難題,需要不斷攻關(guān)完善。

在這方面也有企業(yè)在進(jìn)行突破攻關(guān)!拔覀冏灾餮邪l(fā)的煤提取煤焦油與制合成氣一體化(CCSI)技術(shù)獲重大突破,萬噸級工業(yè)試驗裝置剛剛實現(xiàn)144小時連續(xù)平穩(wěn)運行,煤焦油產(chǎn)率達(dá)16.23%!标兾餮娱L石油集團公司煤化工首席專家、碳?xì)渲行闹魅卫畲簌i告訴中國化工報記者,在提取焦油的同時,產(chǎn)生的粗合成氣還可用來發(fā)電,與綠色發(fā)電技術(shù)集成耦合,形成煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化—煤焦油深加工—綠色發(fā)電一體化的新型煤電油化多聯(lián)產(chǎn)模式。

“煤炭可以看作具有3D空間的天然高分子材料。煤化工除氣化深加工外,以煤焦油、煤瀝青為主開發(fā)高附加值的功能碳材料也是很好的出路,通過‘分子剪裁’技術(shù),利用碳原子沉淀狀態(tài)多樣化合成不同的材料。但煤的組成非常復(fù)雜,要把組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的做成碳材料并不是容易的事!贝筮B理工大學(xué)能源研究院副院長邱介山告訴記者,該院依托自主開發(fā)的煤瀝青基碳纖維技術(shù),正與香港某企業(yè)合作在張家港開展300/年煤焦油處理量工業(yè)試驗裝置,生產(chǎn)30噸瀝青基碳纖維,預(yù)計年底建成運行。

隨著碳稅和碳排放交易時代的到來,碳減排迫在眉睫!笆澜缟线沒有一條比較理想的二氧化碳化學(xué)封存利用技術(shù)路線,二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲醇的路線也是不合理的。”山東大學(xué)教授朱維群說,煤化工生產(chǎn)過程排放大量的CO2,再去捕集、封存、利用往往得不償失。因此在生產(chǎn)中盡可能地將CO2封存在產(chǎn)品中,在生產(chǎn)過程中不排放CO2,實際上這也是最好的CO2封存利用。

朱維群建議將一部分氫氣與伴生的氮氣反應(yīng)成氨,氨與二氧化碳在一定工藝過程條件下得到二氧化碳含量最高的穩(wěn)定固體產(chǎn)品三嗪醇,剩余的氫氣再去發(fā)電。生產(chǎn)一噸三嗪醇產(chǎn)品需要消耗1噸二氧化碳。三嗪醇可以進(jìn)一步合成三嗪胺、三嗪醇樹脂、三嗪醇交聯(lián)劑、三嗪醇氯化產(chǎn)品等。比如年產(chǎn)30萬噸合成氨、52萬噸尿素裝置,就可以建立年產(chǎn)66萬噸的三嗪醇裝置,每年減少排放CO216萬噸。

“我國在煤化工相關(guān)領(lǐng)域已取得了令人矚目的成績,一些技術(shù)走在世界前列,但仍有較大發(fā)展空間。煤化工比以往任何時候更需要科技創(chuàng)新。”蔡睿說,大連化物所正在圍繞新一代煤制化學(xué)品開展技術(shù)攻關(guān),開發(fā)煤制化學(xué)品高效催化劑研發(fā)、放大與工業(yè)制備,突破甲醇制烯烴第三代技術(shù)(DMTO-III)、甲醇制丙烯(DMTP)、甲醇經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇、甲醇(甲苯)制PX聯(lián)產(chǎn)烯烴、甲醇與石腦油耦合制烯烴、合成氣制高碳伯醇、煤制聚甲氧基二甲醚等技術(shù),探索合成氣一步法制烯烴、乙醇等技術(shù)。

9月中旬,陜西煤業(yè)化工集團開發(fā)的低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)(SM-SP)工業(yè)試驗項目通過科技成果鑒定,這套2萬噸/年低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)工業(yè)試驗裝置可使能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到80.97%,焦油產(chǎn)率17.11%。

8月初,西北化工研究院研發(fā)的煤油共氣化四通道噴嘴制合成氣工藝技術(shù),在延長中煤榆林能源化工有限公司一次投料試車成功,合成氣有效成分提高5個百分點,氧耗下降7%,能效利用率提高6%以上。

雖然我國煤化工技術(shù)不斷獲得重大突破,在煤氣化、煤液化、甲醇制烯烴、甲醇制芳烴、合成氣制乙二醇、合成氣制乙醇等技術(shù)都有很大發(fā)展,但當(dāng)前現(xiàn)代煤化工技術(shù)大部分還處于示范和升級階段,主要工藝還有提升和優(yōu)化的空間。

觀點:沒有精細(xì)化就沒有高端化

陜西省決策咨詢委員會委員胡海峰:“十二五”期間,陜西現(xiàn)代煤化工獲得了長足發(fā)展,特別是甲醇、乙烯、丙烯等基礎(chǔ)化工原料從無到有并大幅增長,填補了多年來基礎(chǔ)化工薄弱的空白。但陜西化學(xué)工業(yè)在全國占比偏小,尤其是精細(xì)化工和化工新材料非常薄弱。煤制烯烴產(chǎn)能雖為全國第一,但產(chǎn)品均為普通的聚乙烯、聚丙烯,而高分子量、高強度、高韌性以及特殊用途的專用聚烯烴嚴(yán)重缺乏,主要依賴進(jìn)口,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理。今后應(yīng)加快補齊這個短板,向高端化工拓展,向下游精細(xì)化工延伸。圍繞市場緊缺的新產(chǎn)品,以及汽車、紡織、裝備制造、電子信息、航空航天等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈,大力發(fā)展附加值高的精細(xì)化工和化工新材料,實現(xiàn)差異化發(fā)展,避免同質(zhì)化競爭,快步邁向中高端,增強抗風(fēng)險能力。

陜西省化工學(xué)會常務(wù)副理事長兼秘書長殷曰勤:陜西擁有煤炭、石油、天然氣、鹽巖多種資源的獨特優(yōu)勢,經(jīng)過多年快速發(fā)展,基本形成了完整的煤化工產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)品豐富,技術(shù)全面,具備了向精細(xì)化發(fā)展的條件。但煤化工產(chǎn)業(yè)布局同質(zhì)化嚴(yán)重,產(chǎn)品品種單一,大多集中在上游。“十三五”陜西煤化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)與石油化工等深度融合,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,產(chǎn)業(yè)耦合集成,邁向中高端化。在完善產(chǎn)業(yè)鏈配套的基礎(chǔ)上,可進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈,突破技術(shù)瓶頸,開發(fā)市場需要的精細(xì)化工產(chǎn)品和化工新材料等高端化工產(chǎn)品。

延長石油集團公司總工程師扈廣法:煤化工之所以遭到質(zhì)疑,主要因素是碳排放量大和污水處理難,低油價時代經(jīng)濟性不強,投資強度較大等。但中國能源結(jié)構(gòu)決定煤化工有前景,怎么發(fā)展是關(guān)鍵。沒有精細(xì)化就沒有高端化,只有加強技術(shù)創(chuàng)新,才能實現(xiàn)高端化、差異化。誰突破快,誰就能盡快扭轉(zhuǎn)困境。氣化大型化更需要精細(xì)化,擴大原料適應(yīng)性,進(jìn)一步延伸后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈后,終端產(chǎn)品附加值可提高1000倍以上。

 

(來源:中國化工報)

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