中国化学五环公司:环环流水抱青山

  六五环境日,武汉,站在中国化学所属中国五环工程有限公司(下称中国五环)总部大楼远眺,千里澄江似练。这是2018年习近平总书记考察长江视察湖北后,中国五环度过的第6个年头和第7个六五环境日。

  6年来,中国五环见证并致力于长江生态环境的巨大改善;6年来,中国五环经历并书写了行业绿色发展的生动实践;6年来,中国五环响应并投身到建设美丽中国的伟大征程。

  江城山翠若连环,环环流水抱青山。

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  中国化学所属中国五环工程有限公司办公大楼

  渚清沙白,碧水东流

  湖北,长江大保护“立规之地”。

  2018年4月26日,习近平总书记考察长江、视察湖北,在武汉主持召开深入推动长江经济带发展座谈会,为长江大保护把脉问诊,为长江经济带高质量发展定向领航。仅仅11天后,2018年5月7日,中国五环长江大保护事业部即挂牌成立——这是公司投身长江大保护迈出的迅疾一步。而这一步走出去,中国五环就再也没停歇过。

  为了让生态失衡、饱受创伤的长江恢复“渚清沙白鸟飞回”的旧容颜,6年来,中国五环心系国家事、肩扛国家责,坚持生态优先,锚定绿色低碳目标,积极参与共抓长江大保护实践。围绕相关涉化领域工作,公司重点关注沿江化工企业关改搬转、化工园区提质升级建设和化工产业绿色发展,为破解“化工围城”“化工围江”提供政策咨询和一体化综合解决方案,在践行长江大保护中提供了“五环范式”。

  公司为湖北省化工、石化产业顶层规划及落实“双碳”政策献智献策,先后承担编制了《湖北省现代化工高质量发展“十四五”规划》《湖北省新材料高质量发展“十四五”规划》《湖北省石化产业转型升级高质量发展指导意见》《湖北省石化、化工行业碳达峰碳中和行动方案》《湖北省磷化工产业高质量发展规划》《湖北省化工产业转型升级实施方案(2023—2025年)》以及中国石油和化学工业联合会《石化和化学工业“十四五”发展规划》等一系列规划方案。

  同时,中国五环充分利用自身在化工、环保等领域的技术优势,推动沿江化工产业转型升级,乐当设计师,愿做催化剂。公司与长江经济带沿线各省份多个化工园区和企业签订工程咨询、设计及EPC总承包等类型合同,实施了一批化工新材料、高端化学品、化工产业升级和改造等重点项目。华鲁恒升荆州现代煤化工基地项目、兴发电子化学产业园项目、湖北应城宏宜IGCC分布式能源碳中和应用示范暨合成氨绿色改造升级项目、湖北宜都兴发38万吨/年湿法磷酸项目、湖北贮源磷石膏资源库项目、湖北兴力3万吨/年电子级氢氟酸项目、湖北三宁60万吨/年乙二醇项目、湖北云华安30万吨/年合成氨EPC项目、宜化2万吨/年三羟甲基丙烷(TMP)项目、中化涪陵搬迁EPC项目、重庆湘渝盐化EPCC项目……每一个重点项目的背后,都承载着长江沿线各省市、各企业的发展新期待。

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以荒煤气为原料生产聚酯级乙二醇的装置——哈密广汇环保科技有限公司荒煤气综合利用40万吨/年乙二醇项目

  问渠那得清如许,为有源头活水来。为了带来更多“活水”,中国五环将目光从“一江”投向“四海”,积极投身废水零排放领域。

  近年来,公司完成了一系列总承包工程项目,如国内设计规模最大的化工园区废水零排放项目——神华宁东矿井水及煤化工废水处理利用项目,国内第一套化工废水近零排放项目——大唐克旗污水处理项目,神华新疆68万吨/年煤基新材料项目零排放装置……

  中国五环还依托自身在国内外大型煤化工、磷化工、天然气化工总承包经验,在设计主工艺装置与锅炉等辅助装置的同时,充分考虑水系统特点,从全厂水平衡角度优化水处理装置设计。公司EPC总承包的宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目不仅实现了煤化工废水零排放及结晶盐资源化,也实现了矿井尾水的零排放及结晶盐资源化,且矿井产水成功回用至宁东基地化工项目,整个项目为基地节约新鲜水耗2400万吨/年,其中矿井回用水贡献1200万吨/年,是中国规模最大、工艺路线最完善,盐品质量最高、杂盐率最低的工业废水分盐零排放项目。

  经过多年积淀,中国五环已成为工程经验丰富的水处理全流程解决方案提供商,在业内处于领军地位。

  地绿天蓝,祛除“固”疾

  面对日益严峻的固废污染,中国五环利用丰富的工程管理经验和先进技术为城市固废的无害化、减量化和资源化处理开辟了新路径,为祛除“固”疾做出了贡献。特别是其在固废高温气化技术方面的创新实践,不仅提高了湖北省环境保护和资源循环利用水平,还为湖北省的绿色发展提供了新的动力。

  磷石膏处理是固废处理领域的一大难题,长期困扰行业发展。中国五环经过苦心钻研,开发形成磷石膏改性无害化处理、低浓度含磷废水综合利用等工艺包,并与武汉工程大学合作研发磷石膏无害化处理全流程技术。

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“半水—二水湿法磷酸”项目——宜都兴发38万吨/年磷酸项目

  应用该技术可以降低磷石膏中99%以上的水溶磷、90%以上氟化物含量,同时回收0.3%的水溶磷,废水的pH值由2~3达到接近7。处理后的磷石膏可用来生产建材、公路路基材料等,或经无害化处理后满足相关环保标准安全堆存,综合利用率达50%左右。以100万吨/年磷石膏无害化处理装置计算,扣除堆存成本、装置投资等成本,一年能给企业带来约200万元利润,创造的环境效益更加显著。

  该技术还成功入选工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、生态环境部四部委联合发布的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录(2023年版)》,并在湖北全省范围内推广。据悉,该技术已在湖北祥云(集团)化工股份有限公司500万吨/年磷石膏综合利用项目、云南祥丰环保科技有限公司磷石膏综合利用项目200万吨/年水洗净化装置上成功应用。

  同时,中国五环献智磷石膏治理顶层设计,参与编制了全国首部精准防治磷石膏污染的地方性立法文件《湖北省磷石膏污染防治条例》和国内首个关于磷石膏无害化处理的标准性指导文件《湖北省磷石膏无害化处理技术规程(暂行)》等。这意味着湖北省磷化工企业磷石膏处理有“法”可依,填补了磷石膏“无害化处理”标准空白。

  为从源头减少固废产生,中国五环还把目光聚焦到国家战略性新兴产业发展重要领域——可降解材料领域。公司总承包建设的旭科新材料(山东)有限责任公司3万吨/年PBAT/PBS、1万吨/年丁二酸/丁二酸酐项目建成投产,并稳定产出纯度在99.5%以上的丁二酸及丁二酸酐产品。该项目是全球首个石油基万吨级顺酐加氢制备丁二酸酐项目,聚焦高性能新材料的科研、生产、销售和服务,主要生产可降解材料及相关精细化工产品。其顺利投产,有效连接了当地绿色化工新材料产业链条的“油头”与“塑尾”,推动塑料产业集群向高端化、绿色化、融合化发展。

  烟消云散,一气“合”成

  在大气治理方面,中国五环也投身其中,在减少温室气体排放、有效处理工业废气方面颇有建树。

  围绕“双碳”目标,中国五环从二氧化碳的利用和绿色能源的开发两方面入手,与德国巴斯夫、中海化学联合研发海洋天然气二氧化碳转化制合成气新技术,解决富碳天然气的系统性开发利用难题,推动海洋天然气的环保、低碳开发和广泛应用。

  据介绍,二氧化碳干重整制合成气中试装置项目是实现海相天然气资源和其他气源综合利用的重大创新课题。中国五环总承包建设中海化学富碳天然气干重整制合成气中试项目——这是国内首套富碳天然气干重整制合成气装置。该项目利用中国五环与中海化学、巴斯夫联合开发的二氧化碳转化制合成气技术,生产氢碳比可调的合成气,大幅提高富含二氧化碳天然气原料气中的二氧化碳利用量,为上游富含二氧化碳天然气提供化工利用途径;同时拓展下游天然气化工原料来源,对产品链延伸具有重要意义。项目建成后将成为国内首套富碳天然气干重整制合成气装置,为进一步提升富碳天然气转化利用过程能效碳效积累经验。

  在工业废气清洁利用方面,中国五环与哈密广汇环保科技有限公司等7家单位完成了荒煤气清洁高效转化制乙二醇产业化应用技术的开发。研发人员利用兰炭副产的荒煤气制乙二醇化工产品,开辟了兰炭尾气大规模、高附加值利用的应用先例,突破了荒煤气转化制乙二醇产业化应用的技术难题,首次实现了与合成气制乙二醇技术的耦合。

  应用该技术,中国五环建成了世界首套以荒煤气为原料生产聚酯级乙二醇的装置。该项目通过荒煤气清洁高效利用,将荒煤气进行转化、变换、低温甲醇洗、PSA吸附分离等一系列过程,将其转化为价值较高的合成气氢气+一氧化碳并分离提纯。合成气通过羰化、加氢、精制技术生产高端化工产品——聚酯级乙二醇,首创了兰炭荒煤气大规模、高附加值利用的先例。项目年产40万吨乙二醇,综合利用荒煤气量28.6亿标准立方米,直接固碳64.25万吨,折标煤63.7万吨。

  值得一提的是,在中国石油和化学工业联合会组织的科技鉴定会上,专家组认为该技术成果具有自主知识产权,技术指标先进,创新性强,总体达到了国际领先水平,具有良好环保效益和经济效益。

  植材减碳,“硅”来赋能

  “双碳”目标提出后,清洁能源受到越来越多的关注。国家“十四五”规划对清洁能源结构进行了重大调整。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,中国五环作为化学工程建设行业的排头兵,以“天生我材必有用”的豪情勇担央企重任,助力实现“双碳”目标。

  液化天然气(LNG)被认为是清洁能源的一种。作为既全面掌握储罐核心技术又具备EPC总承包能力的大型工程公司,中国五环近年来充分发挥其在低温储运领域的优势,大力推进民生用气保障工程。

  据介绍,中国五环率先参与建设了我国第一批LNG接收站工程——上海液化天然气接收站项目,并进军甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、液氨等产品的低温储罐建设领域。其EPC总承包建设的潮州华瀛液化天然气接收站项目是第一个国家发改委核准并报国务院备案的民营LNG接收站,而且是第一个一次核准一期项目单站外输量达到600万吨/年的LNG接收站,也是第一个一次性建设3座20万方全包容罐的LNG接收站。该项目建成后可极大提升粤东及周边地区的天然气供应和储备能力,并对当地的能源供应、能源结构优化以及绿色产业的发展起到极大的推进作用。

  由中国五环总承包的广汇启东扩建5#20万立方米LNG储罐工程项目也备受关注。项目所在地江苏省是全国天然气消费第一大省,绿色能源转型走在前列。该储罐建成后,将实现100万吨/年的周转量,保障相关城市的应急调峰气源,加强城市供气的多元性和安全性,为加快实现“气化江苏”“气化长三角”的目标,对当地的能源供应、能源结构优化以及绿色产业的发展起到持续推进的作用。央视《钢铁脊梁》摄制组曾专程赶赴现场拍摄升顶过程。

  中国五环相关负责人表示,公司未来将继续加大LNG领域的技术研发,并推动其工程化运用,为国家提供更多的绿色清洁能源。

  绿电是公认的清洁能源。近年来,中国五环在该领域也开始发力。

  高纯多晶硅是生产太阳能电池的重要基础原料,也是太阳能电池制造环节中的关键技术环节。中国五环在其承接的首个项目——新疆中部合盛硅业年产20万吨多晶硅项目建设中一鸣惊人。这是中国五环承接的首个多晶硅项目,也是目前全球规模最大的设计与建设同步进行的多晶硅项目。

  据介绍,该项目采用了业内先进的生产技术和设备,实现了高效率、低能耗、绿色环保的生产方式。项目从2022年6月正式动工,2023年10月生产装置全流程贯通,2024年1月实现首条10万吨/年生产线顺利实现高品质量产,顺利产出满足下游N型电池用料需求的高纯多晶硅。项目以极高的设计、施工质量,极短的设计、建设周期,多次刷新行业周期记录。

  铸剑研锋,锐意创新

  技术创新是产业高质量发展的不竭动力。要保护“绿水青山”并进一步将其打造成“金山银山”,离不开技术创新的助力。而对于创新,中国五环十年面壁、铸剑研锋,既有不懈的坚持,更有出色的成就——半水—二水湿法磷酸制备工艺技术就是其中的典型代表。

  该技术具有能耗低、磷收率高、产品质量好、磷石膏品质好等突出优势。相比传统的二水法工艺,半水—二水法磷酸新工艺创造了“奇迹”:综合能耗降低52%,磷矿消耗降低3%,磷石膏总磷降低81%。据悉,该技术通过中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定,被认为达到国际先进水平,先后被工信部和国家发改委列为促进传统产业转型升级的绿色工艺,并荣获湖北省第二届专利大赛金奖,广泛应用于动力锂电池及“卡脖子”高端芯片产业发展;还获评工信部首届原材料工业低碳技术;且在2018版、2019版和2020版国家发改委发布的石化绿色工艺目录中均排名第一。如今,该技术已成功应用于国内外数套大型工业磷酸装置。

  高效尿素合成工艺技术也是中国五环的重要创新成果。该技术由中国五环自主研发并拥有完全自主知识产权,与传统技术相比具有能耗低、操作弹性高、投资低、建设周期短、副产蒸汽压力高、框架高度低等优势,已实现吨尿素2.5兆帕蒸汽消耗(饱和)600千克的世界领先水平,蒸汽消耗比行业平均水平低30%以上,环保排放符合国家环保最新标准,而且操作更安全,设备安全性和智能化水平也大大提高。

  以年产100万吨尿素装置为例,与引进同类的国外先进技术相比,应用该技术能节省投资1亿多元;与现行的传统二氧化碳汽提法尿素技术相比投资相当,但吨尿素生产成本可降低60元,一年即可省下6000万元,每年可减少碳排放近10万吨,经济效益和环保效益相当可观。

  今年5月,工信部公布了《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录(2024年版)》,该技术成功入选并位列石化化工行业节能降碳技术第一位。这是其自2021年首次入选以来,连续第四年入选。近年来,中国五环凭借该技术的世界领先优势,打破国外尿素技术垄断,快速跻身世界四大尿素专利商之列。如今,公司第三代“高效尿素合成工艺技术”已成功广泛应用于华鲁恒升等18个大中型尿素项目,运行效果非常理想,为国家和企业节省了大量投资成本,推动了国内尿素产能的大幅提升。

  中国五环的创新成果不但在国内开花结果,还在海外生根落地。2022年12月,公司签约赞比亚联合资本30万吨/年化肥项目。这是东非地区首个现代化尿素项目,规模为18万吨/年合成氨、30万吨/年尿素,建成后将极大缓解赞比亚的化肥紧缺问题,成为赞比亚工业和农业发展的新引擎。

  如今,中国五环已拥有尿素技术专利共12项(其中发明专利5项)。其核心专利“高效合成、低安装高度二氧化碳气提法尿素生产工艺及高压管式全冷凝反应器”获湖北省第十一届专利奖金奖。公司也荣获2022年度国资委碳达峰、碳中和行动典型案例二等奖。

  水环环兮山簇簇。今日的中国五环,正环向“两商”大计,环出时代风云,环成创新高地;明日的中国五环,将环住青山绿水,环来低碳节能,环就美丽无限。

  (图片由企业提供)

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