设计院总工谈现代煤化工技术创新

汪寿建

中国化学工程股份有限公司总工程师

随着国际油价的不断下跌、国内环保标准的提高、石油化工产业结构的转型调整和大量中低档产品库存积压等因素的叠加,现代煤化工产业已进入发展调整新周期。在新周期内,现代煤化工只有创新升级才能生存发展。这里所讲的创新,不仅在于原创性发明,更在于具有重大应用价值的技术链集成创新,通过对单项核心技术的研发集成,获得具有整体功能的成套技术链。“十三五”期间,现代煤化工在技术创新上必须做好以下几点:

统筹优化煤炭清洁转化产品链升级技术。

按照统一规划、合理布局、综合利用的原则,统筹推进现代煤化工产业发展和煤炭清洁转化创新技术,在形成现代煤化工向新型化、大型化、产业基地及基地群方面进一步优化布局;重点在煤炭资源丰富、水资源有保障、生态环境许可、运输便捷的地区,根据生态环境、水资源保障情况的前提下布局现代煤化工示范项目。加强煤化工技术、产品、工艺领域的耦合集成,提升现代煤化工技术水平和煤炭清洁转化产品链技术,减少对生态环境的负面影响,促进煤化工深度发展。

完善清洁能源产品多联产升级技术。

现代煤化工要以清洁能源产品为基础,以煤制清洁油品为突破口,为大气污染防治的重点城市提供标准油品,为炼厂成品油升级提供优质的调和技术;以低阶煤分级分质利用技术为突破口,进行低阶煤油、气、电、煤、化多联产,提升煤炭转化利用总体效率;以煤制气为突破口,解决富煤地区的能源长距离外送,为目标消费市场削减分散燃煤、发展冷热电三联供和清洁燃料运输工具提供洁净能源保障。

推进超大型化洁净煤气化升级技术。

现代煤气化是煤化工发展的核心,国外大型先进煤气化技术Texaco水煤浆技术、SHELL粉煤气化技术和GSP粉煤气化技术处于领先地位,要分别对具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究;大型化洁净煤气化发展趋势和方向应符合我国煤种多,要考虑国内煤种煤质的多样性,亟待研究开发适合灰熔点高、中强粘结性煤种的气化技术,推进大型洁净煤气化技术稳步发展,确保取得长满稳优龙头作用;不断创新煤转化率高、气化率高、有效产率高,节能消耗低、成本造价低、长周期稳定、绿色环保优的气化工艺,推进各类加压气化技术进一步升级、集成、耦合及装备大型化。

优化节能降耗超大型气体净化技术。

针对不同的气化技术、原料气差异和目标产品的特征,优化选择最佳的气体净化技术集成合成气净化方案,提升耐硫宽温变换催化剂活性和使用寿命,降低消耗、提高转化率和降低投资的变化技术;优化集成以适应各种变换气的工艺参数,满足各种产品对脱硫脱碳的要求,提高脱硫脱碳效率,降低能耗,降低蒸汽能耗,降低投资大型低温甲醇洗工艺,形成能满足大型二氧化碳脱除的工艺技术以及大型吸收塔器等设备;开发脱硫及硫回收以及一氧化碳及二氧化碳分离技术,通过变压吸附、PSA、膜分离、低温精馏等工艺的组合满足不同产品、不同规模、不同组分的气体分离升级技术;坚持技术升级示范与结构调整相结合,利用煤化工的先进工艺、技术和装备对气体净化技术进行升级改造。

开发超大型低压等温高位回收甲醇合成技术。

采用低压甲醇合成技术发展趋势,以中低压甲醇合成为目标,节能降耗为目的,选择等温型反应器,在最适宜温度范围内运行。以反应热副产蒸汽,高位能回收方式使合成甲醇综合能耗有效降低;采用新型催化剂高活性、低温耐硫,床层温度易控发展趋势,力求催化剂床层温度分布有效控制,满足各种操作条件变化;研发液相法甲醇合成新工艺趋势,进一步开发气—液—固滴流床、浆态床和流化床甲醇合成工艺,更好进行等温反应是甲醇发展方向。

耦合优化工艺产品行业领域集成技术。

整体煤气化要与煤化工、联合循环发电以及大型超超临界发电等进行耦合;不同煤气化技术与污染物控制技术方面的集成,包括高效除尘、硫回收、脱硝技术,酚氨回收、废水制浆、活性炭吸附等污水处理技术;焦化、低温热解与不同煤气化技术之间的组合应用技术以及污染物控制技术方面要有重大突破和集成。

突破低阶煤分级分质利用热解技术。

低阶煤分级分质多联产综合利用是一项具有发展前景的煤炭洁净转化技术,特别对含油率较高的低阶煤,经低温热解,获得焦油、煤气等轻质组分,同时获得热值较高的固体清洁燃料(半焦)。煤气可用于制氢或甲烷化以及其它化学品;提升集成煤焦油精制重整产品链技术。低温热解得到的焦油产品深加工与高温焦油不一样,煤焦油加工向精细化工、燃料、医药等方面延伸和精加工向燃料油方面发展。利用煤焦油加氢精制和加氢裂化的方法来生产满足环保要求的石脑油、柴油产品是煤炭资源更合理利用的发展方向。

加大对环保三废排放控制,创新突破核心技术。

煤化工项目在环保节能减排控制技术方面要加大力度,完善污染物排放强度低的升级工艺,在污染控制技术开发(如废水处理技术、废水处置方案、结晶盐利用与处置方案)方面要用于承担环保示范任务;以资源高效和循环利用为核心,坚持减量化、再利用、再循环的原则,注重推进资源、能源节约和推行清洁生产,降低废弃物产出率,加强“三废”治理和循环利用,最大限度的降低污染物和二氧化碳的排放量;加强对二氧化碳捕集与封存、利用技术的研究,使之尽快成为解决煤化工产业温室气体排放问题的重要配套技术;废渣全部无害化处理或资源化利用,推广应用废水制水煤浆、空气冷却等节水型技术,要实现环保控制关键技术和装备制造国产化。(中国能源报)

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