《重点领域节能降碳改造升级实施指南》解读之二 | 扎实推进现代煤化工行业节能降碳改造升级

现代煤化工是煤炭清洁高效利用的有效途径，是石油化工的重要补充。现代煤化工以煤为主要原料，生产过程用能强度高，排碳总量大。近日，国家发展改革委联合有关部门发布了《关于发布〈高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)〉的通知》，并附《现代煤化工行业节能降碳改造升级实施指南》(以下简称《指南》)，就煤制甲醇、煤制烯烃和煤制乙二醇三个重点领域，明确了节能降碳工作方向和技术路径，有很强的针对性、可操作性和可执行性。文件的印发实施，对于有效提升煤化工行业能效水平，降低碳排放强度，加快推进行业绿色低碳转型，具有重要指导作用。
　　一、坚持前沿技术开发应用，引领行业跨越发展
　　煤化工生产过程以化学反应为基础，存在大量物质变化和能量交换，技术水平高，工艺流程复杂。前沿技术的成功开发和应用，将有可能突破原有技术条件限制，促进工艺流程优化、消耗降低、物料能量利用更合理，从本质上加快节能降碳。
　　《指南》提出，要加快研发高性能复合新型催化剂，推动自主化成套大型空分、大型空压增压机、大型煤气化炉示范应用，推动合成气一步法制烯烃、绿氢与煤化工项目耦合等前沿技术开发应用。
　　一是高性能复合新型催化剂。作为化学反应与化学合成的灵魂，催化剂性能提升，将大幅改善转化率、选择性等关键指标，从而降低反应条件或简化工艺过程，促进节能降耗。
　　二是空分装置和煤气化装置。其既是煤化工的重要生产单元，也是重点用能模块，近几年自主化成套技术水平不断提高，需要加快技术创新再上新台阶。
　　三是合成气一步法制烯烃。该技术有望变革工艺路线、缩减工艺环节，大幅降低生产能耗。
　　四是绿氢与煤化工项目耦合。其属于产业发展模式创新，既可以促进可再生能源就地消纳，又能够促进煤化工生产过程物料有效利用、降低能耗和碳排放，值得探索。
　　二、加快成熟工艺普及推广，促进行业大幅进步
　　我国早期建设的现代煤化工示范项目以核心技术工程化示范、关键设备国产化应用为主，整体系统并未达到最优状态，能量利用水平存在提高空间。经过多年努力，我国现代煤化工行业工程建设和生产运营经验越来越丰富，成熟工艺普及推广应用，将有助于全面提升行业整体能效水平。
　　《指南》从绿色技术工艺、重大节能装备、能量系统优化、余热余压利用、公辅设施改造、废物综合利用6个方面，提出了成熟工艺普及推广应用重点。
　　一是绿色技术工艺。主要包括大型先进煤气化、半/全废锅流程气化、合成气联产联供、高效合成气净化、高效甲醇合成、节能型甲醇精馏、新一代甲醇制烯烃、高效草酸酯合成及乙二醇加氢、一氧化碳等温变换等技术。
　　合成气制备是煤化工的共性技术。大型先进煤气化、半/全废锅流程气化、合成气联产联供、一氧化碳等温变换、高效合成气净化等都属于合成气制备环节的优化升级。半/全废锅流程气化技术可优化粗煤气显热回收，目前处于初步推广阶段。因地制宜结合天然气或绿氢资源发展合成气联产联供系统，可有效降低合成气制备环节的碳排放。一氧化碳等温变换、高效合成气净化可有效促进合成气精制环节的能量回收和效率提高。
　　高效合成是煤化工各产品方向的特色技术。高效甲醇合成和节能型甲醇精馏、新一代甲醇制烯烃、高效草酸酯合成和乙二醇加氢分别是煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇行业的关键合成技术。合成工艺的技术进步、催化剂性能提升、反应条件优化等，均可以有效降低产品生产的能源消耗，促进碳减排。
　　二是重大节能装备。主要包括高效煤气化炉、合成反应器、高效精馏系统、智能控制系统、高效降膜蒸发技术、高效压缩机、变压器等高效节能设备。
　　高效煤气化炉、合成反应器、高效精馏系统是实现煤气化、产品合成和精制的绿色工艺装备。智能控制系统可有效提升装置运行稳定性和效率。高效降膜蒸发技术可有效降低高浓含盐废水处理能耗。采用高效压缩机和变压器等节能设备替代低效设备，将降低压缩机功率损耗和变压器电能损失。
　　三是能量系统优化。主要包括热泵、热夹点、热联合等。热泵技术可以更高效地促进电对煤的供热替代，尤其在低位热能利用方面的节能效果更佳，将来可与电网绿电应用相结合。热夹点、热联合等技术可促进全厂热能供需平衡优化，实现能量梯级利用，提高能源利用整体效率。
　　四是余热余压利用。煤化工工厂的余热余压较多，在满足工艺装置要求前提下，不同品位的余热余压分别用于副产蒸汽、加热锅炉给水或预热脱盐水和补充水、有机朗肯循环发电，使能量供需和品位相匹配，减少能源浪费。
　　五是公辅设施改造。根据适用场合，选用各种新型、高效、低压降换热器，提高换热效率。选用高效机泵和高效节能电机，提高设备效率。
　　六是废物综合利用。煤化工生产过程产生的二氧化碳浓度高达95%以上，可大幅降低捕集成本，有利于开展二氧化碳捕集、输送与封存示范。可适当研究开展二氧化碳制甲醇技术示范，打通技术瓶颈，摸索工程经验。可积极开展二氧化碳制可降解塑料、碳酸二甲酯等产品示范，特别是企业拥有配套原料时，可实施性更强。当前西部富煤地区，煤化工项目多、煤炭转化量大，灰、渣产生量越来越多，渣场负担越来越重。煤化工的飞灰有一定热值，可考虑送电厂；废渣利用可考虑做建筑材料或铺路材料，或研究与煤矿治理结合，当然要以满足产品质量要求和环境保护要求为前提。
　　三、坚决淘汰落后低效产能，推动行业整体提升
　　《指南》强调，要严格执行节能、环保、质量、安全技术等相关法律法规和《产业结构调整指导目录》等政策，对能效水平在基准值以下，且无法通过节能改造达到基准值以上的煤化工产能，加快淘汰退出。
　　其中，我国煤制甲醇起步较早，自2000年以来加速发展，目前行业内企业间生产规模和技术水平存在较大差距，能效低于基准水平的产能仍占约25%。煤制烯烃自2008年第一套示范装置建成投产后快速发展，项目整体建设标准高、工程质量优，目前煤制烯烃全部产能的能效均达到基准水平以上。煤制乙二醇的建设进程与煤制烯烃基本同步，但由于技术路线多，部分技术路线工业化示范过程并不顺利，尤其是部分项目建设方案对能量优化利用设计不足，装置整体能耗较高，目前煤制乙二醇能效低于基准水平的产能约占40%。下一步，建成时间早、装置能耗高的煤制甲醇产能、以及建设时技术尚不成熟、装置效率低的煤制乙二醇产能，是现代煤化工行业节能改造和淘汰退出的重点。
　　《指南》提出，到2025年，煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇行业达到能效标杆水平以上产能比例分别达到30%、50%、30%，基准水平以下产能基本实现清零。上述工作目标既切合产业发展实际，又需要通过大量努力才能实现。工作中要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用，加强政策协调保障，引导企业积极采用先进适用技术装备加快节能降碳改造升级，确保科学、有序、如期实现《指南》提出的工作目标。(韩红梅　朱彬彬，石油和化学工业规划院)
　　原标题：《重点领域节能降碳改造升级实施指南》解读之二 | 主动适应新形势新变化新要求 扎实推进现代煤化工行业节能降碳改造升级