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不容忽视!煤化工六项技术储备

2015-01-20 13:49来源:中国化工报关键词:煤化工煤化工项目煤制气收藏点赞

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问:在您看来,哪些是制约煤炭高效清洁转化的战略性、前瞻性、系统性难题?

韩保平:一是粉煤提质技术,二是煤油共炼技术,三是包括煤焦油在内的劣质油全馏分加氢技术,四是煤化工废水处理技术,五是CO2资源化利用技术,六是煤化工与油气化工、焦炭、钢铁、建材、造纸等行业的耦合技术。

问:能否详细介绍这方面的情况?

韩保平:客观地说,经过近十年的技术攻关和工业化示范应用,中国的煤化工无论技术还是生产规模均已达世界先进水平。尤其五大现代煤化工技术的突破与应用,在世界煤化工史上具有里程碑的意义。但受煤炭本身构成复杂、高碳、难加工等因素制约,五大现代煤化工路径虽然单项技术先进,单位产值能耗、水耗和“三废”相比传统煤化工均有大幅下降,但与石油化工和天然气化工相比,仍有较大差距。而煤化工产品又需与油气化工产品在同一市场环境下竞争,这就对煤化工提出了更高甚至苛刻的要求——既要求煤化工经济效益好,又要求其环保、节能、高效。上述六大问题如果未能解决,煤化工可持续发展就很难实现。

以粉煤提质为例,这是关乎煤化工效益好坏与资源高效利用的战略性命题。随着采煤机械化程度的提高,粉煤比重越来越大,市场供大于求使同热值粉煤价格只有块煤的1/3~1/2。煤化工项目若以粉煤作为原料,成本优势将更加明显。如果再通过粉煤提质技术,先从粉煤中提取煤焦油、轻烃等轻质组分,对其加氢处理,生产石脑油、调和柴油、LPG等高附加值产品,再用提质后的焦粉进行气化或制浆,用作五大现代煤化工的原料,或者直接用于发电。那么,无论经济效益还是资源利用率都将大幅提升,万元产值“三废”排放量也将降至最低。

煤油共炼技术的实质是将低阶粉煤(活性较好)与重质油混合成油煤浆,进入悬浮床或沸腾床加氢,生产粗油品,再进入固定床加氢生产合格油品。由于悬浮床和沸腾床具有强大的加氢裂化功能,加之利用了煤与重质油的协同效应,因此,无论与煤直接液化还是间接液化相比,煤油共炼都具有更高的产品收率、更温和的反应条件、更低的投资强度和更高的资源利用率。

目前,延长石油集团、上海新佑能源科技有限公司等单位都在开发煤油共炼技术。

新佑能源长期从事劣质油加氢技术研究及工程设计,已开发了沸腾床+固定床工艺。近期公司为煤油共炼装置专门开发的高活性、高机械强度的加氢催化剂也通过了中试验证,整套技术将首次用于江苏某企业的煤油共炼项目,通过对褐煤、油砂及进口重油等劣质原料加氢处理,生产芳烃、成品油、液化气等高附加值产品。

煤化工与油气化工,以及煤化工与焦炭、钢铁、建材、造纸等行业耦合技术,主要是通过能源资源梯级循环利用,最大限度地减少资源与能源消耗,实现煤炭的高效转化和利用。其中,煤化工与油气化工耦合后,可充分利用煤的碳多氢少和油气氢多碳少的特点,在不增加原料消耗的情况下,多出产品少排放二氧化碳。煤化工与焦炭、钢铁、建材、造纸等行业耦合发展,则可将造纸、焦炭废水用来制作水煤浆;将化工、钢铁生产过程产生的炉渣、煤灰用来生产绿色建材;将不同装置所产生的尾气和余热余压实现优化组合及梯级高效利用。

至于煤化工高排碳问题的解决方案,建议集中力量攻关并示范推广气肥和钙、镁盐层加压加注技术。前者可通过植物光和作用,吸收CO2,释放更多氧气,改善生态环境和空气质量;后者经过漫长的反应后,可形成钙镁碳酸盐,实现对二氧化碳的永久性固化与封存。目前充当CO2减排主力的CO2保护焊、CO2驱油、CO2保鲜剂、CO2消防剂等,因最终还是要把CO2返还给大气,算不上真正的减排路径。

问:有业内人士认为,煤提质即煤中低温干馏技术,早在二战时期德国就大量使用过,算不上先进技术,甚至已经是落后技术,您对此有何看法?

韩保平:煤提质或煤干馏技术的确在二战期间被德国大量使用过,但不能据此说明它是落后技术。事实上,后来各国之所以不再使用或很少使用煤提质技术,一方面因为石油和天然气工业得到了迅猛发展,人类进入了所谓的石油经济时代;另一方面,也是最关键的一点,是人类至今尚未真正攻克大型粉煤提质的工程化以及煤焦油全馏分加氢技术难题。前者因粉煤或焦粉在装置中无法顺畅流通、堵塞设备、使装置无法“安、稳、长、满、优”运行,更无法经济高效快捷地将煤焦油与焦粉、煤粉分离而未能实现工业化;后者则因没有现实可行的工艺技术与催化剂,无法对煤焦油中的胶质、沥青质有效加氢处理,导致占煤焦油总量10%~20%(wt%)的高含沥青质重质组分只能通过延迟焦化或减压分馏方式分离出去,大大降低了煤焦油加氢过程的产品收率和资源利用效率。如果能集中力量攻克大型粉煤提质与煤焦油全馏分加氢技术,煤炭分级利用就有了可靠的技术支撑,煤炭的高效清洁转化也将指日可待。

原标题:【技术】煤化工六项技术储备不容忽视
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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