□ 滕加偉
隨著石油資源的日益枯竭和價格高企,發(fā)展以煤化工在經(jīng)濟上合理且技術上可行,發(fā)展前景廣闊,可作為石油化工的有益補充并與之形成互補的格局。
中國石化“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確指出要“積極發(fā)展煤化工”,在石油和化工重點行業(yè)發(fā)展方向中專門列出一個章節(jié)介紹新型煤化工。傅成玉董事長在去年8月召開的領導干部座談會上也指出:“在高油價條件下,煤化工具有一定的比較優(yōu)勢。我們要盡快趕上并爭取走在前面……”
煤化工是指以煤為原料,經(jīng)化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程,根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同主要分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化四條產(chǎn)品鏈。其中,煤焦化、煤電石、煤氣化中的合成氨等屬于傳統(tǒng)煤化工,煤氣化制醇醚燃料、煤氣化制烯烴、煤液化等可歸于現(xiàn)代煤化工領域。
煤氣化技術是以煤為原料用純氧或富氧氣化后生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的合成氣,合成氣可直接用于合成氨、甲醇、乙二醇、液化烷烴和城市煤氣等。
與傳統(tǒng)的煤化工技術相比較,現(xiàn)代煤化工技術是一種安全的、污染最小的、煤炭利用效率最高的煤炭開采、加工、燃燒、氣化、轉化的潔凈生產(chǎn)技術。發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)不僅可以緩解石油緊張,保證國家能源戰(zhàn)略和經(jīng)濟安全,而且可以改善環(huán)境質量,促進經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
從煤炭資源的利用率上看,有關專家認為,煤制烴類化學品優(yōu)于煤制油。就目前我國常見的煤的幾種利用方式而言,煤的能量轉化率由低到高依次為:煤制油,能量轉化率僅24.8~26%;煤制甲醇再生產(chǎn)二甲醚,能源轉化率為37.9%;煤發(fā)電,能量轉化率約40%;煤制甲醇,能量轉化率為41.5%;煤制天然氣50%~53%。而煤制烴類化學品過程中,煤的能量轉化率可達56%。如果采用新型煤氣化技術,煤的能量轉化率可提高到60%以上,具有比石油制烴類化學品更好的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益。因此專家建議,煤制甲醇后,再分別制成烯烴、芳烴等生產(chǎn)工藝應受到政府和企業(yè)的重視。
國外的煤化工產(chǎn)業(yè)起步較早,德國等先進國家在煤液化、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制乙二醇等領域先后開發(fā)了有關的工藝技術,但由于受到資源、技術、環(huán)境、油價、投資等因素的影響,真正實現(xiàn)工業(yè)化的寥寥無幾。
煤氣化技術是比較成熟的技術,我國在引進國外先進煤氣化技術的同時,也著力自主開發(fā)研制了一批具有自主知識產(chǎn)權的新型潔凈煤氣化技術,逐步推廣應用到大型、現(xiàn)代化的煤化工領域,并參與國際市場競爭,煤氣化技術正向大型化、清潔化、高效化、國產(chǎn)化方向發(fā)展。甲醇合成技術近年來也逐漸向大型化發(fā)展,魯奇等著名甲醇技術供應商相繼開發(fā)出了年產(chǎn)百萬噸以上規(guī)模的甲醇生產(chǎn)技術。我國甲醇合成技術雖然在大型化方面業(yè)績相對較少,但技術成熟可靠。我國已掌握了從甲醇生產(chǎn)二甲醚的可實現(xiàn)大型化的兩步法技術,擁有完全的自主知識產(chǎn)權,在世界上率先實現(xiàn)了煤制乙二醇全套技術路線和工業(yè)化應用。
另外,傳統(tǒng)的煤氣化、焦化和電石生產(chǎn)技術等也可以通過現(xiàn)代煤化工技術的發(fā)展得到提升和創(chuàng)新發(fā)展。煤化工技術的快速發(fā)展為煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的技術支撐,隨著技術的不斷成熟與完善,生產(chǎn)效率不斷提高,環(huán)保技術不斷提升,生產(chǎn)成本必將不斷降低,從而使煤化工產(chǎn)業(yè)在高油價下相對常規(guī)石油資源具有一定的競爭能力,將成為油氣資源的有益補充。
中國石化在技術、人才、管理、資金、信譽、品牌等各方面都具有優(yōu)勢,擁有系統(tǒng)的研發(fā)、設計、施工、管理和操作等各方面技術人才,產(chǎn)銷研一體化,具有傳統(tǒng)石油化工項目技術優(yōu)勢。中國石化在引進大型煤氣化技術裝置建設和試生產(chǎn)運行過程中,不僅解決了很多工藝技術放大過程中的工程技術問題,還采取很多獨創(chuàng)性改進措施實現(xiàn)了裝置的長周期安全穩(wěn)定生產(chǎn)。中國石化費托合成煤制油中試裝置已經(jīng)建成運行,并擁有相關的費托合成技術以及相關的工程開發(fā)、設計與生產(chǎn)等方面的技術和經(jīng)驗。
2011年10月,由中國石化擁有自主知識產(chǎn)權的中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴項目的順利開車和成功投產(chǎn),標志著中國石化甲醇制烯烴成套技術步入產(chǎn)業(yè)化階段。該項目還與中國石化首套烯烴裂解制丙烯技術(OCC)集成,從而使雙烯收率大于85%,技術指標達到國際領先水平。該項目采用中國石化自主研發(fā)的S-MTO工藝技術,自主研發(fā)、制備的催化劑和特種設備,主要設備全部實現(xiàn)國產(chǎn)化,并建有相應的下游生產(chǎn)裝置,標志著我國煤化工技術取得了重要突破。該項目的建成投產(chǎn),集中展示了中國石化在新型煤化工技術研發(fā)、工程化和產(chǎn)業(yè)化的技術實力,充分體現(xiàn)了中國石化在煤化工領域的整體優(yōu)勢。
中國石化1000噸/年合成氣制乙二醇中試裝置已順利開車運行,5000噸/年甲醇的S-MTP工業(yè)側線正在揚子石化進行裝置建設。合成氣制乙醇、甲醇制芳烴等方面也都進行了大量的實驗研究工作,并取得了初步進展。這些技術必將有力支持中國石化在煤化工領域的發(fā)展。
未來中國石化應大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè),加快甲醇制烯烴、合成氣制乙二醇、合成氣制天然氣等煤化工項目的布局,確保生產(chǎn)技術和環(huán)保技術的先進性,促進我國現(xiàn)代煤化工的發(fā)展,為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮更大推進作用。