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科技推动乌金变“绿”的榆林样本

2022-08-18 11:43来源:中国能源报作者:朱妍关键词:煤化工煤化工行业油气收藏点赞

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煤化工产业潜力巨大、大有前途——车辆驶入榆神工业区,醒目的标语映入眼帘。相比4年多前记者第一次来到这里,园区面貌焕然一新。一片片巨型装置高耸林立,有球型圆罐、耸立高塔或呈圆柱体的庞然大物,乳白、浅蓝等颜色的管廊纵横,还能看见延长石油、陕西煤化、榆林能源等不同企业的标示。如今,这里已成为西部地区、乃至全国重要的能源化工基地。

在榆林,煤炭可以“化身”液体汽柴油、无色透明的乙醇、白色晶体颗粒的聚乙烯和聚丙烯,还有乙二醇、丁辛醇等丰富的精细化工产品,滚滚乌金走上了清洁高效利用之路。未来5年,榆林还将举全力建设世界一流高端能源化工基地。靠什么做深做细煤化工产业?科技创新是背后的最重要推动力。

提高综合能效

热气冲天,榆神工业区一角,工人们顶着烈日忙碌。这是50万吨/年煤基乙醇项目建设现场,下个月,这一全球最大的煤基乙醇工程就将正式投产。而解决“煤变酒精”这道世界级难题,靠的是由中科院大连化物所开创、具有完全自主知识产权的技术路线。

“煤炭在我国现代能源体系中具有举足轻重的地位,但面对‘双碳’目标,煤炭自身也需要改变,朝着清洁化、低碳化方向发展。”中国工程院院士、中科院大连化物所所长刘中民表示,煤基乙醇就是一条清洁高效利用的全新路线,可有效提高煤炭作为化工原料的综合利用效能。

除了榆神工业区,榆林还布局了靖边、榆横等多个园区,侧重点虽有不同,目标却都是为了走好煤炭精深加工之路。“1吨煤,价高时卖到上千元,加工成高碳醇产品,市场均价在1.5万元/吨左右。早在2019年,全球高碳醇市场需求就达到3500多万吨,我国需求量约有800万吨,但长期以来供应受限。”中科院大连化物所研究员丁云杰告诉记者。

听起来陌生的“高碳醇”,与我们日常生活息息相关,增塑剂、洗涤剂、化妆品等生产均会用到。由丁云杰团队开发的钴基浆态床费托合成制油与碳化钴基浆态床合成气制高碳醇两种催化剂及其工艺,通过与陕西延长石油榆林煤化公司合作,在榆林完成了工业化示范。“这是煤炭高值化、精细化利用的又一项重要进展。”该公司总经理冯成海称,以高碳醇为原料还能生产高碳α-烯烃和短链脂肪酸,分别为VI和V类润滑油基础油的生产提供原料。同期开发的全球首套炭载钴基浆态床合成气制油工业示范装置,现已达产达效,为后续大型商业化装置运营提供技术支撑。“没有成熟经验可参考,从2016年至今,一边运行一边技改,项目终于成功试车,催化剂性能历经考验。”

从源头实现节能降碳

“全球首套”“全国首个”……诸如此类的词汇,在榆林煤化工行业并不少见。背后,折射出煤炭走清洁高效利用之路的坚定与执着。

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司副总经理吕春成向记者举了一个例子:“我公司打造的填平补齐项目甲醇制烯烃装置,采用新一代DMTO专用催化剂,为提高乙丙烯收率和装置经济效益注入新动能。去年,乙丙烯产量为69.46万吨,内部测算盈利约12.18亿元。煤制甲醇的综合能耗优于行业标杆值,二氧化碳排放量较同行业先进值减少约60%,污水回用率超过97%。”

延长石油集团科技部部长王军峰打开手机里的一张照片,只见一轮明月悬挂夜空,下方的试验装置熠熠生辉。时隔2年多,他仍清楚记得当时情景。“这是2019年9月13日中秋节那晚,全球首套煤经合成气制低碳烯烃千吨级全流程工业试验装置投料试车的关键日子。你看,凌晨1点56分拍的。包信和院士、潘秀莲研究员带着团队成员认真严谨把控每个细节,大伙儿一起值守到深夜。看到月光倾泻的瞬间,就觉得我们要成功了。”

事实上,这条成功之路已经走了十多年。“我们身上穿的衣服、手上拿的矿泉水瓶,很多生活中常见物品的生产都离不开含碳资源。在我国,含碳最多的资源就是煤。2007年,我们团队便提出以煤为原料,由合成气直接转化制烯烃的构想。”中国科学院大连化物所研究员潘秀莲坦言,传统用以制烯烃的费托合成路线已有百年历史,改变意味着重重考验。

“我国煤炭资源分布多的地方,往往又是水资源稀缺地,榆林就是一个典型。从源头改变才有可能降低水耗、能耗,把二氧化碳排放降到最低。”潘秀莲表示,利用纳米限域催化新概念,创立OXZEO􀳏催化剂和催化体系,实现合成气一步直接转化制低碳烯烃,为煤炭高效清洁节水转化提供了一条全新路线。基于该催化体系建设的全球首套千吨级工业试验装置,进一步验证了路线的先进性和可行性,下一步计划按30万吨-60万吨规模实施产业化放大。

清洁高效利用之路越走越宽

项目积少成多,煤炭清洁高效利用之路越走越宽。在刘中民看来,榆林肩负着更多重任。

“依靠资源优势,榆林已构建了以煤油气盐开发为基础,电力、化工、载能工业为主导的较为完善的能源工业体系。要充分挖掘资源潜力,通过多能互补让产值升上去、排放降下来。”刘中民表示,以煤炭清洁高效利用为代表,榆林可作为化石资源富集区低碳化发展的代表,待取得一定经验后,用相应技术、理念、模式等为同类地区提供参考。

为此,加强科技创新被视为最紧迫的任务。“榆林有中国‘科威特’之称,煤、气、油、盐及可再生能源资源聚集,优势更加突出。再加上当地有产业转型需求,我们一拍即合。”榆林中科洁净能源创新研究院执行院长任晓光介绍,以高碳城市的低碳化发展为目标,该院为榆林打造了世界一流高端能源化工基地和创建能源革命创新示范区提供科技支撑,解决能源安全和能源产业发展的关键技术问题。由中科院大连化物所与该院联合设立的煤化工下游产品“高端化、多元化、低碳化”技术开发专项基金,将用于突破下游高附加值产品生产的核心技术。

另据榆林市委常委、市政府副市长杨向喜介绍,该市已编制《落实高端化、多元化、低碳化发展要求建设国家级能源化工基地(榆林)实施方案(2022-2030年)》,将全力打造世界级煤化工示范基地。“依托榆林发展煤化工的成本、规模等优势,加快代表产业未来发展方向的国能大型煤基可降解材料基地项目、陕煤国内最大电解液生产基地项目、延长中科500万吨煤制油项目、中煤二期国家煤化工行业碳排放评价试点示范项目等一批全产业链项目落地,探索开辟煤化工转型升级新路径,推动榆林发展从资源优势转为经济优势,进而转向创新优势。”

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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