國家能源集團首席工程師王建立在日前召開的2024中國煉油與化工企業高峰論壇上表示,我國現代煤化工產業經過20多年發展,產能規模快速增長,為實現煤炭清潔高效利用打下了堅實基礎,為提升國家能源戰略安全保障能力、促進化工原料多元化作出了積極貢獻。2023年,我國煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴和煤制乙二醇四大類產品產量分別為724萬噸、63.35億立方米、1725萬噸、547萬噸,折合原油當量超4000萬噸,約占我國自產原油的五分之一。
技術快速進步
國家能源集團煤直接液化項目是國家“十五”重點項目之一,是我國石油安全戰略的重要組成部分。該項目實現了煤炭資源的高效、清潔、就地轉化,對解決我國石油資源短缺問題、保障能源安全具有重大的戰略和現實意義,使我國成為唯一掌握百萬噸級煤直接液化關鍵技術的國家,奠定了我國在煤直接液化領域的國際領先地位。國家能源集團已初步構建涵蓋“陸、海、空、天”的煤基特種燃料體系:煤基航天煤油首次成功應用于火箭發射;煤基噴氣燃料實現首飛實驗成功;煤基通用柴油填補了我國極寒地區燃料型號空白,可實現對現有9個牌號柴油的替代。積極推進煤基低冰點噴氣燃料、艦用柴油應用驗證。開發具有自主知識產權的煤液化瀝青萃取成套技術,建成世界首套35萬噸/年煤液化瀝青示范裝置,成為煤制油效益重要增長點。
煤間接液化方面,首創400萬噸/年高溫漿態床費托合成成套工業化技術、率先建成全球單套規模和裝置最大的400萬噸/年高溫漿態床費托合成裝置,首創日投煤量2000~3000噸系列單噴嘴干煤粉加壓氣化技術、突破了10萬噸等級成套空分技術,打破國外壟斷。開發出高端正構碳十二、碳十四、輕質白油、精制蠟等化工品,占比由零提高至75%以上。
王建立指出,煤化工比石油化工更適合生產生物可降解材料。生物可降解材料通常含有碳、氧原子組成的酯基結構,并通過酯鍵的斷裂引發降解。因此PLA(聚乳酸)、PBAT(聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PGA(聚乙醇酸)等生物可降解產品的原料主要是醇、酸類含氧化合物。石油化工需要加氧,而煤氣化所得的合成氣就富含氧原子,生產甲醇、乙二醇、乙醇酸甲酯等含氧化合物,經濟性好、流程短、成本低。國家能源集團開發自主關鍵技術合成氣制聚乙醇酸生物可降解塑料,已取得歐盟工業堆肥認證、歐盟海洋降解認證證書。
煤制烯烴方面,建成了世界首套60萬噸/年煤制烯烴示范工程,開辟了一條全新的乙烯、丙烯等基礎有機原料的生產路線。開發了膜料、注塑料、拉絲料、電纜專用料等多個牌號聚乙烯產品,均聚、無規共聚和抗沖等多個牌號聚丙烯產品。
科技創新布局
現代煤化工作為碳排放較高的行業,實現綠色、低碳轉型發展刻不容緩。與石化行業相比,煤化工行業缺少基地化、規模化的統籌布局。
煤化工項目布局方面:主要集中在內蒙古、陜西、新疆等中西部煤炭資源地,遠離華東、華南消費市場;同一區域內多個企業分別建設多個類似項目,難以發揮協同效應,需要借鑒石油化工基地化布局、集約化發展的思路。
煤化工項目規模方面:已建成項目以技術示范為主,煤直接液化最大規模為108萬噸/年,煤間接液化最大規模為400萬噸/年,煤制烯烴最大規模為137萬噸/年,煤制乙二醇最大規模為60萬噸/年;與大型煉化一體化項目相比,裝置產能較小且布局分散,無法規模化開發乙烯、丙烯下游系列產品,也難以規模化、集成化利用副產品,導致產品結構過于單一且同質化嚴重,競爭力較差。
2021年9月13日,習近平總書記到國家能源集團榆林化工考察,為現代煤化工產業指明了高端化、多元化、低碳化的發展方向。
現代煤化工產業高質量發展需要進行基地化布局,突出煤、油、化、新材料、新能源一體化發展,顯著提高項目效益和抗風險能力;突出示范性,積極示范產業升級新技術,通過技術創新與集成,引領煤炭資源的清潔、低碳和高效利用。
綠色低碳方面,以二氧化碳封存利用、煤化工與新能源耦合助力煤化工綠色低碳發展。四大現代煤化工產業示范區和五大煤制油氣基地均在國家規劃的大型清潔能源基地內,重合度高,契合新能源就地消納需求。在榆林化工建成“光伏+制氫+儲熱+儲能+煤化工”多能互補耦合示范工程,為后續大規模新能源消納提供技術支撐。
重點在以下五大領域布局科技創新,實現以科技創新引領工業示范、以工業示范引領煤化工產業發展:煤制油技術持續升級,包括煤直接液化二代技術升級、煤基一體化通用燃料等;煤化工大型化技術開發,包括多功能定制化煤氣化技術、先進高效超大型合成氣制甲醇、大型低溫甲醇洗技術與裝備、石腦油和甲醇及二氧化碳制芳烴、烯烴等;新材料產業化示范,包括新型合成氣制可降解塑料關鍵技術、煤基高分子材料研發、煤基碳材料中試及工業應用等;生物化工新技術方向,包括綠色甲醇工藝、褐煤綜合利用與新能源及生物化工耦合等;綠色低碳環保領域,包括新能源與煤化工耦合示范、百萬噸級CCUS不同地質條件選址及關鍵技術研究、煤化工廢水廢氣廢固的無害化與資源化利用技術等。