現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑，是石油化工的重要補充。現(xiàn)代煤化工以煤為主要原料，生產(chǎn)過程用能強度高，排碳總量大。近日，國家發(fā)展改革委聯(lián)合有關(guān)部門發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022年版)〉的通知》，并附《現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級實施指南》(以下簡稱《指南》)，就煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇三個重點領(lǐng)域，明確了節(jié)能降碳工作方向和技術(shù)路徑，有很強的針對性、可操作性和可執(zhí)行性。文件的印發(fā)實施，對于有效提升煤化工行業(yè)能效水平，降低碳排放強度，加快推進行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，具有重要指導作用。
一、堅持前沿技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，引領(lǐng)行業(yè)跨越發(fā)展
煤化工生產(chǎn)過程以化學反應(yīng)為基礎(chǔ)，存在大量物質(zhì)變化和能量交換，技術(shù)水平高，工藝流程復雜。前沿技術(shù)的成功開發(fā)和應(yīng)用，將有可能突破原有技術(shù)條件限制，促進工藝流程優(yōu)化、消耗降低、物料能量利用更合理，從本質(zhì)上加快節(jié)能降碳。
《指南》提出，要加快研發(fā)高性能復合新型催化劑，推動自主化成套大型空分、大型空壓增壓機、大型煤氣化爐示范應(yīng)用，推動合成氣一步法制烯烴、綠氫與煤化工項目耦合等前沿技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。
一是高性能復合新型催化劑。作為化學反應(yīng)與化學合成的靈魂，催化劑性能提升，將大幅改善轉(zhuǎn)化率、選擇性等關(guān)鍵指標，從而降低反應(yīng)條件或簡化工藝過程，促進節(jié)能降耗。
二是空分裝置和煤氣化裝置。其既是煤化工的重要生產(chǎn)單元，也是重點用能模塊，近幾年自主化成套技術(shù)水平不斷提高，需要加快技術(shù)創(chuàng)新再上新臺階。
三是合成氣一步法制烯烴。該技術(shù)有望變革工藝路線、縮減工藝環(huán)節(jié)，大幅降低生產(chǎn)能耗。
四是綠氫與煤化工項目耦合。其屬于產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式創(chuàng)新，既可以促進可再生能源就地消納，又能夠促進煤化工生產(chǎn)過程物料有效利用、降低能耗和碳排放，值得探索。
二、加快成熟工藝普及推廣，促進行業(yè)大幅進步
我國早期建設(shè)的現(xiàn)代煤化工示范項目以核心技術(shù)工程化示范、關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化應(yīng)用為主，整體系統(tǒng)并未達到最優(yōu)狀態(tài)，能量利用水平存在提高空間。經(jīng)過多年努力，我國現(xiàn)代煤化工行業(yè)工程建設(shè)和生產(chǎn)運營經(jīng)驗越來越豐富，成熟工藝普及推廣應(yīng)用，將有助于全面提升行業(yè)整體能效水平。
《指南》從綠色技術(shù)工藝、重大節(jié)能裝備、能量系統(tǒng)優(yōu)化、余熱余壓利用、公輔設(shè)施改造、廢物綜合利用6個方面，提出了成熟工藝普及推廣應(yīng)用重點。
一是綠色技術(shù)工藝。主要包括大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、高效合成氣凈化、高效甲醇合成、節(jié)能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成及乙二醇加氫、一氧化碳等溫變換等技術(shù)。
合成氣制備是煤化工的共性技術(shù)。大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化等都屬于合成氣制備環(huán)節(jié)的優(yōu)化升級。半/全廢鍋流程氣化技術(shù)可優(yōu)化粗煤氣顯熱回收，目前處于初步推廣階段。因地制宜結(jié)合天然氣或綠氫資源發(fā)展合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)，可有效降低合成氣制備環(huán)節(jié)的碳排放。一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化可有效促進合成氣精制環(huán)節(jié)的能量回收和效率提高。
高效合成是煤化工各產(chǎn)品方向的特色技術(shù)。高效甲醇合成和節(jié)能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成和乙二醇加氫分別是煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)的關(guān)鍵合成技術(shù)。合成工藝的技術(shù)進步、催化劑性能提升、反應(yīng)條件優(yōu)化等，均可以有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)的能源消耗，促進碳減排。
二是重大節(jié)能裝備。主要包括高效煤氣化爐、合成反應(yīng)器、高效精餾系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、高效降膜蒸發(fā)技術(shù)、高效壓縮機、變壓器等高效節(jié)能設(shè)備。
高效煤氣化爐、合成反應(yīng)器、高效精餾系統(tǒng)是實現(xiàn)煤氣化、產(chǎn)品合成和精制的綠色工藝裝備。智能控制系統(tǒng)可有效提升裝置運行穩(wěn)定性和效率。高效降膜蒸發(fā)技術(shù)可有效降低高濃含鹽廢水處理能耗。采用高效壓縮機和變壓器等節(jié)能設(shè)備替代低效設(shè)備，將降低壓縮機功率損耗和變壓器電能損失。
三是能量系統(tǒng)優(yōu)化。主要包括熱泵、熱夾點、熱聯(lián)合等。熱泵技術(shù)可以更高效地促進電對煤的供熱替代，尤其在低位熱能利用方面的節(jié)能效果更佳，將來可與電網(wǎng)綠電應(yīng)用相結(jié)合。熱夾點、熱聯(lián)合等技術(shù)可促進全廠熱能供需平衡優(yōu)化，實現(xiàn)能量梯級利用，提高能源利用整體效率。
四是余熱余壓利用。煤化工工廠的余熱余壓較多，在滿足工藝裝置要求前提下，不同品位的余熱余壓分別用于副產(chǎn)蒸汽、加熱鍋爐給水或預熱脫鹽水和補充水、有機朗肯循環(huán)發(fā)電，使能量供需和品位相匹配，減少能源浪費。
五是公輔設(shè)施改造。根據(jù)適用場合，選用各種新型、高效、低壓降換熱器，提高換熱效率。選用高效機泵和高效節(jié)能電機，提高設(shè)備效率。
六是廢物綜合利用。煤化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的二氧化碳濃度高達95%以上，可大幅降低捕集成本，有利于開展二氧化碳捕集、輸送與封存示范?？蛇m當研究開展二氧化碳制甲醇技術(shù)示范，打通技術(shù)瓶頸，摸索工程經(jīng)驗?？煞e極開展二氧化碳制可降解塑料、碳酸二甲酯等產(chǎn)品示范，特別是企業(yè)擁有配套原料時，可實施性更強。當前西部富煤地區(qū)，煤化工項目多、煤炭轉(zhuǎn)化量大，灰、渣產(chǎn)生量越來越多，渣場負擔越來越重。煤化工的飛灰有一定熱值，可考慮送電廠；廢渣利用可考慮做建筑材料或鋪路材料，或研究與煤礦治理結(jié)合，當然要以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求和環(huán)境保護要求為前提。
三、堅決淘汰落后低效產(chǎn)能，推動行業(yè)整體提升
《指南》強調(diào)，要嚴格執(zhí)行節(jié)能、環(huán)保、質(zhì)量、安全技術(shù)等相關(guān)法律法規(guī)和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄》等政策，對能效水平在基準值以下，且無法通過節(jié)能改造達到基準值以上的煤化工產(chǎn)能，加快淘汰退出。
其中，我國煤制甲醇起步較早，自2000年以來加速發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)企業(yè)間生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平存在較大差距，能效低于基準水平的產(chǎn)能仍占約25%。煤制烯烴自2008年第一套示范裝置建成投產(chǎn)后快速發(fā)展，項目整體建設(shè)標準高、工程質(zhì)量優(yōu)，目前煤制烯烴全部產(chǎn)能的能效均達到基準水平以上。煤制乙二醇的建設(shè)進程與煤制烯烴基本同步，但由于技術(shù)路線多，部分技術(shù)路線工業(yè)化示范過程并不順利，尤其是部分項目建設(shè)方案對能量優(yōu)化利用設(shè)計不足，裝置整體能耗較高，目前煤制乙二醇能效低于基準水平的產(chǎn)能約占40%。下一步，建成時間早、裝置能耗高的煤制甲醇產(chǎn)能、以及建設(shè)時技術(shù)尚不成熟、裝置效率低的煤制乙二醇產(chǎn)能，是現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能改造和淘汰退出的重點。
《指南》提出，到2025年，煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)達到能效標桿水平以上產(chǎn)能比例分別達到30%、50%、30%，基準水平以下產(chǎn)能基本實現(xiàn)清零。上述工作目標既切合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，又需要通過大量努力才能實現(xiàn)。工作中要充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮政府作用，加強政策協(xié)調(diào)保障，引導企業(yè)積極采用先進適用技術(shù)裝備加快節(jié)能降碳改造升級，確?？茖W、有序、如期實現(xiàn)《指南》提出的工作目標。(韓紅梅 朱彬彬，石油和化學工業(yè)規(guī)劃院)
原標題：《重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南》解讀之二 | 主動適應(yīng)新形勢新變化新要求 扎實推進現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級