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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。
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