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乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础化工原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,迄今为止世界范围内的低碳烯烃绝大多数由石油、天然气作为原料加工得来。近十年来我国大力发展煤化工,约有20%的低碳烯烃是由煤气化法制烯烃工艺产出的,但近两年石油价格暴跌使其经济性受到巨大影响。
吴道洪博士表示,神雾环保颠覆性的乙炔法制烯烃路线,完全颠覆了上述两种烯烃生产路线,直接用乙炔制乙烯流程短、投资少、能源转化效率高、水耗少、产品成本更低。新工艺为我国煤炭清洁高效利用创新出了一条新途径,我国大力发展现代煤化工有了更好的技术选择。这意味着以中低阶煤炭和石灰为原料、以电为能源可以生产目前石油化工行业的所有下游化工产品,我国每年13.2万亿元的石化产品有望摆脱对外依赖的局面,能源安全将有新的保障。
产业化投产成功 技术先进性凸显
20世纪50年代以前,乙炔是“有机合成工业之母”,可以合成几千种化工产品,主要由电石与水反应生成。在石油天然气大量开采和电石行业高污染、高能耗、高成本的双重影响之下,导致乙炔价格高企,用乙炔去生产乙烯、甲醇等化工产品成本倒挂,这也制约了乙炔化工的发展。因此如何大规模地获取低成本乙炔,是发展乙炔化工、现代煤化工及现代石油化工的关键。
在内蒙古港原化工有限公司,采用新工艺的电石生产线已经成功投产。神雾环保采取合同能源管理的模式,利用新工艺对原有的传统电石炉进行节能降耗技术改造。此项目已入选中美两国首批10个提高能效示范项目之一,改造投资1.6亿多元,每年产生节能效益预计可达7500多万元。
新工艺使用廉价的低阶粉煤、粉状石灰作为生产原料,替代高阶煤炭、兰炭、焦炭、块状石灰等,生产1吨电石的原料成本降低43.75%。同时,采用蓄热式燃烧技术和高温物料密闭保温热送技术,大幅度节约了能源,降低了能耗;粉状原料增加了接触反应面积、提高了反应速度,降低了反应的温度,进一步降低了电耗。生产1吨电石耗电量从3150度降低为2500度,综合能耗降低20%。此外,生产1吨电石还副产出70千克人造石油和260立方米煤气,附加值提升15%以上。
通过两种工艺生产过程直接对比,生产1吨电石总的可以增加经济效益500元以上,减排粉尘188千克、二氧化碳689千克、二氧化硫20千克和氮氧化物10千克,大气污染物排放量比传统工艺下降50%以上。如果对我国现有3000万吨电石产能进行技术改造,每年能够增加150亿元的收益,副产250万吨人造石油和75亿立方米人造天然气,减少煤炭消耗529万吨标准煤,减排二氧化碳1375万吨。
石油化工产业是国家的基础产业和支柱产业,目前我国每年13.2万亿元产值的石油化工产品均是以石油、天然气为原料。新工艺大幅降低了电石生产的原料成本和电耗,低成本电石就可以产出低成本乙炔,乙炔再向下游延伸生产各种重要的化工产品,技术和经济上完全可以替代烯烃等石化产品和其它煤化工技术的产品,将为我国的石油化工市场开辟一条全新的路径。
吴道洪博士表示,新工艺以石灰、煤炭为原料,以电力为能源,未来随着太阳能、风能等新能源的发展,我们可以从自然界获得清洁的电能来生产石油化工产品,代替用燃煤发电来作能源。以煤制乙炔化工为龙头的现代煤化工,将加速新能源进入化工产品生产时代,使煤炭作为原料,而不再是燃料,真正意义上实现多用煤少烧煤、从源头上治理环境污染,推动我国兑现国际减排承诺,帮助人类应对气候变化。
“依托颠覆性的煤化工技术,煤炭将是未来的黄金。”吴道洪博士说。
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