雙碳、雙控背景下，煤化工企業(yè)無疑壓力山大。在9月24~26日于陜西榆林舉辦的2021中國(榆林)煤化工技術交流會暨煤化工產(chǎn)業(yè)雙碳雙控高端論壇上，業(yè)內(nèi)專家就煤化工產(chǎn)業(yè)鏈低碳化高質(zhì)量發(fā)展給出了路徑和方案。
產(chǎn)業(yè)跨界耦合降碳
煤化工碳多氫少，油氣化工氫多碳少，兩者優(yōu)勢互補可大幅提高資源利用效率。這種產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展模式，早在“十二五”期間就成為現(xiàn)實。陜西延長中煤榆林能源化工有限公司依托當?shù)刎S富的油氣煤鹽資源優(yōu)勢，2014年建成投產(chǎn)煤氣油鹽綜合利用項目。該項目通過多種原料優(yōu)化配置和工藝路線優(yōu)化設計，實現(xiàn)碳氫互補平衡、節(jié)能減排，與傳統(tǒng)煤制甲醇工藝相比，噸甲醇可減排二氧化碳60%以上。
“除石油化工外，煤化工還可與鹽化工、冶金、生物化工、新能源產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展。”山東能源集團有限公司顧問褚宏春說。
如今，綠氫與煤氣化互補又成為業(yè)內(nèi)新的追捧，為現(xiàn)代煤化工綠色賦能。寧夏寶豐集團創(chuàng)新打造的國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目，用綠氫替代煤炭原料、綠氧替代煤炭燃料生產(chǎn)化工產(chǎn)品，噸烯烴耗甲醇降至2.7噸，轉(zhuǎn)化率比行業(yè)平均水平提高了18%，引領行業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。
混合分級氣化減碳
清華大學山西清潔能源研究院張建勝教授認為，采用二氧化碳與氧氣混合分級氣化創(chuàng)新技術，可以大幅減少二氧化碳排放。
“我國80%的合成氨和甲醇以煤為原料，前端都需要通過煤氣化制取合成氣。雖然產(chǎn)品中固定了一定量的碳，但仍是二氧化碳排放的主要行業(yè)。”張建勝說，他們通過煤氣化反應機理研究，發(fā)現(xiàn)加入適量的二氧化碳混合氣化，可促進水煤氣變換反應逆向進行，使得更多煤中的碳元素和氣化劑中二氧化碳的碳元素進入合成氣，不僅可以減少二氧化碳產(chǎn)生，還可以額外固定二氧化碳。
記者了解到，2010年7月?lián)P子石化就成功把乙二醇裝置副產(chǎn)的高純度二氧化碳送至合成氣裝置，替代部分天然氣作為生產(chǎn)原料，至今累計利用二氧化碳40.7萬噸，節(jié)約天然氣14.8萬噸。
張建勝透露，有機污泥、油渣、煤泥等含碳廢棄物也可摻入原料煤進行氣化，是一項潛力巨大的碳減排新途徑。按我國甲醇總產(chǎn)能7500萬噸、年耗煤1.12億噸測算，10%的含碳廢棄物代替原料煤用于氣化，可減少二氧化碳排放2317萬噸，實現(xiàn)廢棄物資源化利用與減碳雙贏。
深加工資源化用碳
中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所對外發(fā)布的以二氧化碳為原料直接人工合成淀粉的研究成果，引起社會關注。
與會專家認為，二氧化碳捕集、封存與利用(CCUS)盡管也是較好出路，但受地質(zhì)條件限制，體量不會多大，目前尚處于初級階段。除減少碳排放外，從源頭上實現(xiàn)二氧化碳資源化利用是根本途徑。褚宏春建議，通過開展聯(lián)合技術攻關，加快二氧化碳加氫制化學品，實現(xiàn)資源化利用，市場空間很大。
中石化洛陽(廣州)工程有限公司總經(jīng)理韓衛(wèi)國透露，該公司研發(fā)的二氧化碳加氫制阿爾法烯烴技術最近獲得成功。
近年來，業(yè)內(nèi)積極將二氧化碳深加工為化工產(chǎn)品，并形成了一批科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化成果。中國科學院過程工程研究所和江蘇奧克化學有限公司合作完成固載離子液體催化二氧化碳轉(zhuǎn)化制備碳酸二甲酯/乙二醇綠色工藝，已實現(xiàn)工業(yè)應用。奧克股份還開發(fā)了萬噸級二氧化碳與環(huán)氧乙烷合成碳酸乙烯酯系列產(chǎn)品中試裝置，取得了世界首創(chuàng)、國際領先的技術創(chuàng)新成果。此外，中海油開發(fā)了二氧化碳和環(huán)氧乙烷的衍生共聚物用于可生物降解塑料，中科院廣州化學研究所研究開發(fā)低相對分子質(zhì)量二氧化碳共聚物等，二氧化碳加氫合成甲醇研究亦獲突破。
中國絕熱節(jié)能材料材料協(xié)會氣凝膠材料分會副秘書長畢鑒挺告訴記者，氣凝膠復合材料在生產(chǎn)過程中，以硅酸乙酯為硅源，多采用超臨界二氧化碳干燥工藝，也是二氧化碳資源化利用的出路。
中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會副會長兼秘書長趙俊貴表示，煤化工行業(yè)要加快關鍵核心技術攻關，努力突破源頭減碳的瓶頸，開拓二氧化碳資源化利用新路徑，積極發(fā)展煤基特種燃料、煤基生物可降解新材料等，走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展、資源循環(huán)利用的發(fā)展新路子。
