低碳領(lǐng)域
《重點(diǎn)領(lǐng)域節能降碳改造升級實(shí)施指南》解讀之二 | 主動(dòng)適應新形勢新變化新要求 扎實(shí)推進(jìn)現代煤化工行業(yè)節能降碳改造升級
查看次數:2276   更新時(shí)間:2022-02-26

現代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑,是石油化工的重要補充?,F代煤化工以煤為主要原料,生產(chǎn)過(guò)程用能強度高,排碳總量大。近日,國家發(fā)展改革委聯(lián)合有關(guān)部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節能降碳改造升級實(shí)施指南(2022年版)〉的通知》,并附《現代煤化工行業(yè)節能降碳改造升級實(shí)施指南》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》),就煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域,明確了節能降碳工作方向和技術(shù)路徑,有很強的針對性、可操作性和可執行性。文件的印發(fā)實(shí)施,對于有效提升煤化工行業(yè)能效水平,降低碳排放強度,加快推進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉型,具有重要指導作用。

一、堅持前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)應用,引領(lǐng)行業(yè)跨越發(fā)展

煤化工生產(chǎn)過(guò)程以化學(xué)反應為基礎,存在大量物質(zhì)變化和能量交換,技術(shù)水平高,工藝流程復雜。前沿技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)和應用,將有可能突破原有技術(shù)條件限制,促進(jìn)工藝流程優(yōu)化、消耗降低、物料能量利用更合理,從本質(zhì)上加快節能降碳。

《指南》提出,要加快研發(fā)高性能復合新型催化劑,推動(dòng)自主化成套大型空分、大型空壓增壓機、大型煤氣化爐示范應用,推動(dòng)合成氣一步法制烯烴、綠氫與煤化工項目耦合等前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)應用。

一是高性能復合新型催化劑。作為化學(xué)反應與化學(xué)合成的靈魂,催化劑性能提升,將大幅改善轉化率、選擇性等關(guān)鍵指標,從而降低反應條件或簡(jiǎn)化工藝過(guò)程,促進(jìn)節能降耗。

二是空分裝置和煤氣化裝置。其既是煤化工的重要生產(chǎn)單元,也是重點(diǎn)用能模塊,近幾年自主化成套技術(shù)水平不斷提高,需要加快技術(shù)創(chuàng )新再上新臺階。

三是合成氣一步法制烯烴。該技術(shù)有望變革工藝路線(xiàn)、縮減工藝環(huán)節,大幅降低生產(chǎn)能耗。

四是綠氫與煤化工項目耦合。其屬于產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式創(chuàng )新,既可以促進(jìn)可再生能源就地消納,又能夠促進(jìn)煤化工生產(chǎn)過(guò)程物料有效利用、降低能耗和碳排放,值得探索。

二、加快成熟工藝普及推廣,促進(jìn)行業(yè)大幅進(jìn)步

我國早期建設的現代煤化工示范項目以核心技術(shù)工程化示范、關(guān)鍵設備國產(chǎn)化應用為主,整體系統并未達到最優(yōu)狀態(tài),能量利用水平存在提高空間。經(jīng)過(guò)多年努力,我國現代煤化工行業(yè)工程建設和生產(chǎn)運營(yíng)經(jīng)驗越來(lái)越豐富,成熟工藝普及推廣應用,將有助于全面提升行業(yè)整體能效水平。

《指南》從綠色技術(shù)工藝、重大節能裝備、能量系統優(yōu)化、余熱余壓利用、公輔設施改造、廢物綜合利用6個(gè)方面,提出了成熟工藝普及推廣應用重點(diǎn)。

一是綠色技術(shù)工藝。主要包括大型先進(jìn)煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、高效合成氣凈化、高效甲醇合成、節能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成及乙二醇加氫、一氧化碳等溫變換等技術(shù)。

合成氣制備是煤化工的共性技術(shù)。大型先進(jìn)煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化等都屬于合成氣制備環(huán)節的優(yōu)化升級。半/全廢鍋流程氣化技術(shù)可優(yōu)化粗煤氣顯熱回收,目前處于初步推廣階段。因地制宜結合天然氣或綠氫資源發(fā)展合成氣聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統,可有效降低合成氣制備環(huán)節的碳排放。一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化可有效促進(jìn)合成氣精制環(huán)節的能量回收和效率提高。

高效合成是煤化工各產(chǎn)品方向的特色技術(shù)。高效甲醇合成和節能型甲醇精餾、新一代甲醇制烯烴、高效草酸酯合成和乙二醇加氫分別是煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)的關(guān)鍵合成技術(shù)。合成工藝的技術(shù)進(jìn)步、催化劑性能提升、反應條件優(yōu)化等,均可以有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)的能源消耗,促進(jìn)碳減排。

二是重大節能裝備。主要包括高效煤氣化爐、合成反應器、高效精餾系統、智能控制系統、高效降膜蒸發(fā)技術(shù)、高效壓縮機、變壓器等高效節能設備。

高效煤氣化爐、合成反應器、高效精餾系統是實(shí)現煤氣化、產(chǎn)品合成和精制的綠色工藝裝備。智能控制系統可有效提升裝置運行穩定性和效率。高效降膜蒸發(fā)技術(shù)可有效降低高濃含鹽廢水處理能耗。采用高效壓縮機和變壓器等節能設備替代低效設備,將降低壓縮機功率損耗和變壓器電能損失。

三是能量系統優(yōu)化。主要包括熱泵、熱夾點(diǎn)、熱聯(lián)合等。熱泵技術(shù)可以更高效地促進(jìn)電對煤的供熱替代,尤其在低位熱能利用方面的節能效果更佳,將來(lái)可與電網(wǎng)綠電應用相結合。熱夾點(diǎn)、熱聯(lián)合等技術(shù)可促進(jìn)全廠(chǎng)熱能供需平衡優(yōu)化,實(shí)現能量梯級利用,提高能源利用整體效率。

四是余熱余壓利用。煤化工工廠(chǎng)的余熱余壓較多,在滿(mǎn)足工藝裝置要求前提下,不同品位的余熱余壓分別用于副產(chǎn)蒸汽、加熱鍋爐給水或預熱脫鹽水和補充水、有機朗肯循環(huán)發(fā)電,使能量供需和品位相匹配,減少能源浪費。

五是公輔設施改造。根據適用場(chǎng)合,選用各種新型、高效、低壓降換熱器,提高換熱效率。選用高效機泵和高效節能電機,提高設備效率。

六是廢物綜合利用。煤化工生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳濃度高達95%以上,可大幅降低捕集成本,有利于開(kāi)展二氧化碳捕集、輸送與封存示范??蛇m當研究開(kāi)展二氧化碳制甲醇技術(shù)示范,打通技術(shù)瓶頸,摸索工程經(jīng)驗??煞e極開(kāi)展二氧化碳制可降解塑料、碳酸二甲酯等產(chǎn)品示范,特別是企業(yè)擁有配套原料時(shí),可實(shí)施性更強。當前西部富煤地區,煤化工項目多、煤炭轉化量大,灰、渣產(chǎn)生量越來(lái)越多,渣場(chǎng)負擔越來(lái)越重。煤化工的飛灰有一定熱值,可考慮送電廠(chǎng);廢渣利用可考慮做建筑材料或鋪路材料,或研究與煤礦治理結合,當然要以滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求和環(huán)境保護要求為前提。

三、堅決淘汰落后低效產(chǎn)能,推動(dòng)行業(yè)整體提升

《指南》強調,要嚴格執行節能、環(huán)保、質(zhì)量、安全技術(shù)等相關(guān)法律法規和《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄》等政策,對能效水平在基準值以下,且無(wú)法通過(guò)節能改造達到基準值以上的煤化工產(chǎn)能,加快淘汰退出。

其中,我國煤制甲醇起步較早,自2000年以來(lái)加速發(fā)展,目前行業(yè)內企業(yè)間生產(chǎn)規模和技術(shù)水平存在較大差距,能效低于基準水平的產(chǎn)能仍占約25%。煤制烯烴自2008年第一套示范裝置建成投產(chǎn)后快速發(fā)展,項目整體建設標準高、工程質(zhì)量?jì)?yōu),目前煤制烯烴全部產(chǎn)能的能效均達到基準水平以上。煤制乙二醇的建設進(jìn)程與煤制烯烴基本同步,但由于技術(shù)路線(xiàn)多,部分技術(shù)路線(xiàn)工業(yè)化示范過(guò)程并不順利,尤其是部分項目建設方案對能量?jì)?yōu)化利用設計不足,裝置整體能耗較高,目前煤制乙二醇能效低于基準水平的產(chǎn)能約占40%。下一步,建成時(shí)間早、裝置能耗高的煤制甲醇產(chǎn)能、以及建設時(shí)技術(shù)尚不成熟、裝置效率低的煤制乙二醇產(chǎn)能,是現代煤化工行業(yè)節能改造和淘汰退出的重點(diǎn)。
《指南》提出,到2025年,煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)達到能效標桿水平以上產(chǎn)能比例分別達到30%、50%、30%,基準水平以下產(chǎn)能基本實(shí)現清零。上述工作目標既切合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際,又需要通過(guò)大量努力才能實(shí)現。工作中要充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用,更好發(fā)揮政府作用,加強政策協(xié)調保障,引導企業(yè)積極采用先進(jìn)適用技術(shù)裝備加快節能降碳改造升級,確??茖W(xué)、有序、如期實(shí)現《指南》提出的工作目標。(韓紅梅 朱彬彬,石油和化學(xué)工業(yè)規劃院)


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