中國煤炭報|煤炭分質(zhì)清潔利用的陜煤樣本?

中國煤炭報10月28日3版

煤炭分質(zhì)清潔利用的陜煤樣本

近日，從2021年全國石油和化工行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和發(fā)展論壇暨能效“領(lǐng)跑者”、水效“領(lǐng)跑者”發(fā)布會上獲悉，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)所屬的陜西北元化工集團(tuán)、蒲城清潔能源化工公司（簡稱蒲潔能化）榮獲“十三五”石油和化工行業(yè)節(jié)能先進(jìn)單位和2020年度能效領(lǐng)跑者標(biāo)桿企業(yè)，產(chǎn)品綜合能耗分別達(dá)到176.7千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸（聚氯乙烯第三名）、2768千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸（煤制烯烴第三名）。

這是在“雙碳”背景下，陜煤集團(tuán)化工板塊有針對性地制定節(jié)能降耗減排措施，探索推動高質(zhì)量發(fā)展路徑的階段性成果。

以綠色低碳倒逼化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

陜煤集團(tuán)現(xiàn)有10家化工企業(yè)，50余套生產(chǎn)裝置，涉及煤制烯烴、甲醇、合成氨、尿素、焦化、電石、PVC、煤炭分質(zhì)利用等9個領(lǐng)域，達(dá)到2100萬噸/年的產(chǎn)能規(guī)模。2020年化工產(chǎn)品產(chǎn)量1870萬噸。

碳達(dá)峰、碳中和以及能耗雙控目標(biāo)，對煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求?！笆奈濉睍r期是化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期，面臨政策、技術(shù)、市場環(huán)境等諸多挑戰(zhàn)，陜煤集團(tuán)對在建和規(guī)劃的化工項目重新審視，從產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)方案等方面入手，推動資源高效綜合利用。

“‘雙碳’目標(biāo)涉及諸多方面的變革，將倒逼我們更好發(fā)揮制度優(yōu)勢、政策動力和技術(shù)潛力?！痹?021上半年經(jīng)濟(jì)分析會上，陜煤集團(tuán)黨委書記、董事長楊照乾以《“雙碳”目標(biāo)下陜煤何去何從》為主題，提出了陜煤集團(tuán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新思路?！案咛籍a(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展”成為化工板塊在綠色新經(jīng)濟(jì)體系下持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

近年來，陜煤集團(tuán)先后投產(chǎn)了多個千萬噸級礦井，建成了世界首套DMTO-Ⅱ工業(yè)示范裝置，形成了以煤炭分質(zhì)利用為龍頭的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群。

“在目前政策背景下，做優(yōu)做強(qiáng)企業(yè)存量成為穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵，而陜煤集團(tuán)化工板塊各企業(yè)具備了這一優(yōu)勢條件?！标兠杭瘓F(tuán)化工板塊相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

具體來說，一是有技術(shù)裝備的先進(jìn)優(yōu)勢，如潔凈煤氣化技術(shù)、DMTO-II技術(shù)、煤炭分質(zhì)綜合清潔利用技術(shù)等，都為企業(yè)做優(yōu)做強(qiáng)存量提供了基礎(chǔ)保障；二是化工新材料將長期利好，如可降解塑料等產(chǎn)品的發(fā)展，將有利于化工板塊產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸；三是市場對化工產(chǎn)品的需求將保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，存量企業(yè)產(chǎn)品市場份額將逐步增加，傳統(tǒng)化工產(chǎn)品利潤將得到提高，精細(xì)化工產(chǎn)品市場價值將被重估。

數(shù)據(jù)顯示，陜煤集團(tuán)化工板塊近年來的節(jié)能減排成效顯著。據(jù)統(tǒng)計，2018年至2020年化工板塊各企業(yè)實施節(jié)能減排項目，共計46項，投入資金62174.48萬元，節(jié)約用煤7.54萬噸/年、節(jié)約用電34940.65萬千瓦時/年、二氧化碳減排85.03萬噸/年。

實現(xiàn)煤炭分質(zhì)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)利用

“陜煤集團(tuán)自成立以來，一直向著煤炭綠色高效智能化開采和分質(zhì)清潔高效利用的方向奮進(jìn)?！标兠杭瘓F(tuán)黨委委員、副總經(jīng)理、國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室主任尚建選說，“特別是立足陜北儲量豐富的低階富油煤的特點，提出了煤炭分質(zhì)清潔高效多聯(lián)產(chǎn)利用的理念，即兼顧煤炭作為能源和有機(jī)質(zhì)統(tǒng)一載體的雙重屬性，以追求低階煤轉(zhuǎn)化利用全過程的高效總能源轉(zhuǎn)化率和高效碳?xì)溲踉永寐蕿槟繕?biāo)，以低能耗、低水耗的中低溫?zé)峤鉃辇堫^，實現(xiàn)分質(zhì)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化集成，獲取清潔高效能源和高端化產(chǎn)品?！?

2011年，經(jīng)國家能源局批準(zhǔn)，陜煤集團(tuán)聯(lián)合13家煤化工科研及設(shè)計單位，建立了國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室。在前期探索的基礎(chǔ)上，依托該產(chǎn)學(xué)研平臺，開展了大量的核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化試驗示范，形成了一系列國際領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果。三項粒塊煤清潔高效熱解技術(shù)、兩項煤焦油加氫技術(shù)以及兩項煤制乙、丙烯技術(shù)已實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化運行；兩項粉煤快速熱解高油收率技術(shù)和一項氣化熱解一體化技術(shù)已完成萬噸級工業(yè)化試驗，120萬噸/年粉煤快速熱解工業(yè)化示范裝置即將建成投運；50萬噸/年煤焦油制環(huán)烷基特種油品工業(yè)化示范裝置已實現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運行，年產(chǎn)50萬噸煤焦油制特種油品聯(lián)產(chǎn)芳烴工業(yè)化示范裝置即將建成投運；一項甲醇制丁、丙烯技術(shù)和兩項苯、甲苯與甲醇耦合制PX技術(shù)已完成工業(yè)化試驗；兩項綠色MDI、TDI技術(shù)正在進(jìn)行工業(yè)化試驗；一項半焦用于發(fā)電粉煤鍋爐技術(shù)已完成工業(yè)化試驗，一項半焦與高濃度有機(jī)廢水耦噴氣化大型工業(yè)化試驗裝置即將建成投運；乙烯彈性體、鋰電池電解液級DMC、多種可降解塑料等一批領(lǐng)先技術(shù)正在開展試驗研究。目前，陜煤集團(tuán)化工板塊的主要關(guān)鍵核心技術(shù)已具備大型產(chǎn)業(yè)化示范條件。

低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化形成的中低溫煤焦油，經(jīng)加氫飽和后，環(huán)烷烴可達(dá)95%以上，具有高熱值、高閃點、高安定性、低凝點、大比重的特點。2020年12月8日，陜煤集團(tuán)與中國航天科技集團(tuán)第六研究院共同研制的煤焦油基航天煤油首次成功應(yīng)用在航天火箭發(fā)動機(jī)整機(jī)熱試車上。試車表明，采用煤基火箭燃料比現(xiàn)役燃料比沖提高了1.03秒，標(biāo)志著我國煤焦油基航天煤油研制取得重要成果。

用“外科手術(shù)”思維科學(xué)精準(zhǔn)“降碳”

“中控，2號尾煤泵出口閥門已全開，現(xiàn)在是否可以啟泵？”

“收到，可以啟泵?！苯鹎锸?，在陜煤集團(tuán)蒲潔能化公司甲醇中心的細(xì)渣提碳項目現(xiàn)場，一名工作人員此刻正手握扳手，使勁兒轉(zhuǎn)動著2號尾煤泵的出口閥門，一旁的監(jiān)護(hù)人員正拿著對講機(jī)向中控值班人員匯報著閥門開度，請求是否可以啟動尾氣泵。

細(xì)渣提碳項目是蒲潔能化公司今年的重點技改項目，于2020年7月立項，歷經(jīng)一年建設(shè)，于今年7月正式投用。該項目主要是提取氣化細(xì)渣煤中的固定碳，用于公司鍋爐摻煤燃燒，真正實現(xiàn)了“廢物”資源化利用。據(jù)統(tǒng)計，該項目投用后，可年產(chǎn)精煤5萬噸至6萬噸，為公司每年節(jié)約成本2000萬元。

位于渭北煤化工綜合產(chǎn)業(yè)園的蒲潔能化MTO技術(shù)升級示范項目，可生產(chǎn)聚丙烯產(chǎn)品，該產(chǎn)品中有3個牌號可廣泛應(yīng)用于無紡布、醫(yī)用手術(shù)品、民用衛(wèi)生用品等領(lǐng)域，是制作防疫物資的基礎(chǔ)原材料。疫情防控期間，蒲潔能化公司及時調(diào)整產(chǎn)品牌號，根據(jù)市場情況進(jìn)行重點排產(chǎn)，為緊缺的醫(yī)療物資供應(yīng)了原材料，彰顯了國企擔(dān)當(dāng)。

蒲潔能化MTO技術(shù)升級示范項目中采用的DMTO-II（68萬噸/年）技術(shù)，通過對MTO反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，借鑒石化系統(tǒng)百萬噸級乙烯裝置的急冷、水洗及烯烴分離系統(tǒng)的設(shè)計，與DMTO-I（60萬噸/年）相比，生產(chǎn)效率更高，產(chǎn)品單耗進(jìn)一步降低。

目前，蒲潔能化公司正在積極實施包括蒸汽管網(wǎng)差壓發(fā)電、氣化細(xì)渣提取精煤、烯烴尾氣回收、鍋爐燃燒器改造、MTO余熱鍋爐改造等6項節(jié)能降耗改造項目，同時正在考察MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)，擬加快智能工廠建設(shè)，實現(xiàn)智能化操作，進(jìn)而實現(xiàn)工藝操作最優(yōu)化。

與蒲潔能化公司一樣，陜煤集團(tuán)化工板塊各企業(yè)用“外科手術(shù)”的思維，大刀闊斧對整個裝置、生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能降碳的目的。

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提出后，陜煤集團(tuán)化工板塊各企業(yè)完成了《“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下化工板塊可持續(xù)發(fā)展研究報告》，形成節(jié)能降碳“一企一策”工作措施，共梳理出10條建議和20余項低碳節(jié)能推薦技術(shù)，化工板塊節(jié)能降碳水平整體提升，綜合能耗大幅下降。

研發(fā)生產(chǎn)更多高附加值煤基產(chǎn)品

深秋季節(jié)，早晨8點，地處毛烏素沙漠南緣的陜西省神木市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)一派生機(jī)。站在煤焦油全餾分加氫制環(huán)烷基油裝置的五層平臺上，操作員白龍龍深深吸了一口氣。朝陽將光芒灑在嶄新的廠房管線上，他準(zhǔn)備開始新的作業(yè)。

白龍龍腳下占地800余畝的廠區(qū)，就是陜煤集團(tuán)神木煤化工富油科技50萬噸/年煤焦油全餾分加氫生產(chǎn)環(huán)烷基油項目現(xiàn)場。

2018年9月，建設(shè)者打下第一根樁基，拉開項目建設(shè)的序幕。

今年2月5日，煤焦油全餾分加氫裝置投料，次日產(chǎn)出合格油品。隨后，石腦油加氫及分離裝置、環(huán)烷基油加氫裝置、環(huán)烷基油分離裝置相繼投產(chǎn)并產(chǎn)出可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天、醫(yī)療及生活用品等領(lǐng)域的10大類30余種精細(xì)化、高附加值煤基產(chǎn)品。

投產(chǎn)以來，該項目實現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、長周期、高負(fù)荷運行，節(jié)能環(huán)保效果顯著，累計加工煤焦油35.55萬噸、中高餾分油6.54萬噸，生產(chǎn)高質(zhì)量航空航天燃料、環(huán)己烷系列化工品、輕質(zhì)白油系列產(chǎn)品、工業(yè)級白油系列產(chǎn)品、橡膠增塑劑系列產(chǎn)品、冷凍機(jī)油系列產(chǎn)品、變壓器油系列產(chǎn)品、燃料油品等煤基產(chǎn)品共38.31萬噸。單位產(chǎn)品綜合能耗0.32噸標(biāo)煤/噸，單位產(chǎn)品新鮮水耗1.77噸標(biāo)煤/噸，單位產(chǎn)品原料煤耗0.35噸標(biāo)煤/噸，能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)到82.5%，對于我國煤化工產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型升級、帶動能源化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展起到示范和引領(lǐng)作用。

瞄準(zhǔn)低階煤分質(zhì)利用全產(chǎn)業(yè)鏈“升級”

“陜煤集團(tuán)十多年來持之以恒在煤炭分質(zhì)清潔高效多聯(lián)產(chǎn)利用方面的不懈探索，恰好契合了‘提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展’這一要求。”中國工程院院士、中國工程院原副院長、國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室專家委員會主任謝克昌表示。

據(jù)介紹，“十三五”時期，陜煤集團(tuán)低階煤分質(zhì)利用重點示范內(nèi)容為熱解、焦油加氫等單項工程，而“十四五”時期，陜煤集團(tuán)將繼續(xù)開展低階煤大型化全產(chǎn)業(yè)鏈的分質(zhì)利用示范項目建設(shè)。

在“雙碳”目標(biāo)下，陜煤集團(tuán)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃思路為，整合升級煤炭分質(zhì)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)高附加值材料、煤基特種燃料，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)“高端化、多元化、低碳化發(fā)展”。

同時，陜煤集團(tuán)探索煤炭分質(zhì)利用技術(shù)與現(xiàn)有化工裝置、發(fā)電裝置耦合，整體提升資源利用率，節(jié)能減排；探索煤炭分質(zhì)利用技術(shù)與新能源結(jié)合，引入綠氫、綠氧，減少煤化工裝置空分負(fù)荷，降低煤氣變換深度，減少二氧化碳排放量；探索研究能量循環(huán)利用技術(shù)、采煤沉陷區(qū)生態(tài)重構(gòu)問題、CO2強(qiáng)光和植物與高效光伏發(fā)電協(xié)同技術(shù)等。

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會會長李壽生表示：“期待我國在‘十四五’期間繼續(xù)支持開展低階煤分質(zhì)利用的全系統(tǒng)、多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)化升級示范，進(jìn)一步驗證煤炭分質(zhì)利用的綜合效果，促進(jìn)我國化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展?！保贩搅x 汪琳）