煤化工产业“碳”寻新路径

  双碳、双控背景下,煤化工企业无疑压力山大。在9月24~26日于陕西榆林举办的2021中国(榆林)煤化工技术交流会暨煤化工产业双碳双控高端论坛上,业内专家就煤化工产业链低碳化高质量发展给出了路径和方案。

  产业跨界耦合降碳

  煤化工碳多氢少,油气化工氢多碳少,两者优势互补可大幅提高资源利用效率。这种产业耦合发展模式,早在“十二五”期间就成为现实。陕西延长中煤榆林能源化工有限公司依托当地丰富的油气煤盐资源优势,2014年建成投产煤气油盐综合利用项目。该项目通过多种原料优化配置和工艺路线优化设计,实现碳氢互补平衡、节能减排,与传统煤制甲醇工艺相比,吨甲醇可减排二氧化碳60%以上。

  “除石油化工外,煤化工还可与盐化工、冶金、生物化工、新能源产业耦合发展。”山东能源集团有限公司顾问褚宏春说。

  如今,绿氢与煤气化互补又成为业内新的追捧,为现代煤化工绿色赋能。宁夏宝丰集团创新打造的国家级太阳能电解水制氢综合示范项目,用绿氢替代煤炭原料、绿氧替代煤炭燃料生产化工产品,吨烯烃耗甲醇降至2.7吨,转化率比行业平均水平提高了18%,引领行业绿色高质量发展。

  混合分级气化减碳

  清华大学山西清洁能源研究院张建胜教授认为,采用二氧化碳与氧气混合分级气化创新技术,可以大幅减少二氧化碳排放。

  “我国80%的合成氨和甲醇以煤为原料,前端都需要通过煤气化制取合成气。虽然产品中固定了一定量的碳,但仍是二氧化碳排放的主要行业。”张建胜说,他们通过煤气化反应机理研究,发现加入适量的二氧化碳混合气化,可促进水煤气变换反应逆向进行,使得更多煤中的碳元素和气化剂中二氧化碳的碳元素进入合成气,不仅可以减少二氧化碳产生,还可以额外固定二氧化碳。

  记者了解到,2010年7月扬子石化就成功把乙二醇装置副产的高纯度二氧化碳送至合成气装置,替代部分天然气作为生产原料,至今累计利用二氧化碳40.7万吨,节约天然气14.8万吨。

  张建胜透露,有机污泥、油渣、煤泥等含碳废弃物也可掺入原料煤进行气化,是一项潜力巨大的碳减排新途径。按我国甲醇总产能7500万吨、年耗煤1.12亿吨测算,10%的含碳废弃物代替原料煤用于气化,可减少二氧化碳排放2317万吨,实现废弃物资源化利用与减碳双赢。

  深加工资源化用碳

  中国科学院天津工业生物技术研究所对外发布的以二氧化碳为原料直接人工合成淀粉的研究成果,引起社会关注。

  与会专家认为,二氧化碳捕集、封存与利用(CCUS)尽管也是较好出路,但受地质条件限制,体量不会多大,目前尚处于初级阶段。除减少碳排放外,从源头上实现二氧化碳资源化利用是根本途径。褚宏春建议,通过开展联合技术攻关,加快二氧化碳加氢制化学品,实现资源化利用,市场空间很大。

  中石化洛阳(广州)工程有限公司总经理韩卫国透露,该公司研发的二氧化碳加氢制阿尔法烯烃技术最近获得成功。

  近年来,业内积极将二氧化碳深加工为化工产品,并形成了一批科技创新与产业化成果。中国科学院过程工程研究所和江苏奥克化学有限公司合作完成固载离子液体催化二氧化碳转化制备碳酸二甲酯/乙二醇绿色工艺,已实现工业应用。奥克股份还开发了万吨级二氧化碳与环氧乙烷合成碳酸乙烯酯系列产品中试装置,取得了世界首创、国际领先的技术创新成果。此外,中海油开发了二氧化碳和环氧乙烷的衍生共聚物用于可生物降解塑料,中科院广州化学研究所研究开发低相对分子质量二氧化碳共聚物等,二氧化碳加氢合成甲醇研究亦获突破。

  中国绝热节能材料材料协会气凝胶材料分会副秘书长毕鉴挺告诉记者,气凝胶复合材料在生产过程中,以硅酸乙酯为硅源,多采用超临界二氧化碳干燥工艺,也是二氧化碳资源化利用的出路。

  中国石油和化学工业联合会副会长兼秘书长赵俊贵表示,煤化工行业要加快关键核心技术攻关,努力突破源头减碳的瓶颈,开拓二氧化碳资源化利用新路径,积极发展煤基特种燃料、煤基生物可降解新材料等,走出一条高碳产业低碳发展、资源循环利用的发展新路子。


关键字:煤化工
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