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煤炭清洁高效利用出“新”出“绿”

作者:
来源:
中国能源报
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记者近日从多方获悉,位于陕西榆林的50万吨/年低碳绿色环氧树脂全产业链及新材料产业园项目,已完成陕西省企业投资项目备案,预计9月开工建设。区别于传统“油”头路线,这是世界首套以煤基甲醇为源头的环氧树脂及其下游应用全产业链项目,并配套国内首套可再生能源融合精细化工装置,以及二氧化碳捕集、封存与综合利用示范装置,将实现二氧化碳近零排放,打破现代煤化工产业“高碳排放”的“致命”短板。

“该项目是我国现代煤化工领域的又一历史性突破,对行业在新形势下的高端化、多元化、低碳化高质量发展,具有十分重要的现实意义。”中国石油和化学工业联合会会长李寿生提出,以此为契机,相关企业力争打造绿色低碳发展过硬样板,用新技术开创煤炭清洁高效利用的新高度和新境界。

真正实现利用全过程从“黑”到“白”

我国现代煤化工产业技术、装备均走在世界前列,产能规模上百万吨者不在少数,榆林一带更是聚集着大批代表性工程,一个年产50万吨的新项目缘何成为焦点?

首先源于市场需求。环氧树脂是一种精细化工产品,可作为涂料、浇铸料等,其需求量随着我国制造业的发展而迅速增加。电子工业、汽车产业等传统行业,新能源、5G等新兴产业,对环氧树脂的需求均越来越大。而据记者了解,由于国内生产企业起步晚、规模化程度低,当前总体技术和研发能力仍偏弱,产能长期供不应求,在西部地区甚至是空白。

“该项目利用榆林地区煤制甲醇原料丰富的有利条件,加工制成环氧树脂及下游高端新材料等产品,可真正实现利用全过程从‘黑’到‘白’。全产业链可以降低产品运输、精制、包装及能源合理回收利用等中间成本,吸引下游企业进驻,还能在当地形成产业链聚集效应,降低销售成本。”项目投资主体、榆林久扬高科新材料有限公司相关负责人介绍,该项目整个工艺流程包括多项“首套”工业技术示范,确保装置综合性能达到国际先进水平。相比传统路线,全流程、低能耗生产示范工程的综合能耗可降低30%。

中科榆林能源技术运营有限责任公司专家梁龙虎还称,现有环氧树脂生产依赖“油”头路线,煤基路径将打破传统石化路线垄断,在立足自主煤炭资源的同时,实现了煤炭清洁高效利用的高端化、精细化延伸,起到补链、强链的引领示范意义。“项目建设了国内首套绿电制氢制氧融合精细化工示范装置,并形成了符合自身特点的碳捕集方案。按照新的工艺路线,每年产生约12万吨二氧化碳,经装置回收利用,可基本实现二氧化碳近零排放。”

走专业化学品、精细化工品等高端路线

多位人士进一步证实,环氧树脂既是化工新材料中的高端品种,也是国内市场的结构性短缺产品。此外,该项目具备低甲醇单耗、低能耗、零排放等技术优势,符合现代煤化工产业高端化、多元化、低碳化的发展方向。

“直到目前,煤炭在我国经济发展中仍然起着非常重要的作用。在其能源属性、燃料属性逐渐退出的大背景下,我们还要特别加强对煤炭原料属性和物质属性的利用。同时更要保持理性,毕竟与其他加工过程相比,煤化工的碳排放量相对较高。”中国工程院院士刘中民表示,在降碳大势下,碳的来源与平衡至关重要,“这就要求分析、找准最适合以煤为原料的产品,从物质、能量、排放等角度统一考虑。我认为,煤制芳烃和煤制含氧化合物是煤化工发展的重要方向,煤基环氧树脂就属于后者。”

陕西某煤化工企业研发人士向记者坦言,煤的特征是“碳多、氢少”,为了生产碳氢含量相当或碳少、氢多的产品,通过在反应过程中变换工段实现排碳补氢。“这也是现代煤化工四大主要方向(煤制油气、煤制烯烃、煤制乙二醇-编者注)普遍面临降碳压力的主要原因。比如,煤制烯烃产品的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放强度,约是石油路线炼化一体化烯烃产品的3倍以上,每吨烯烃碳排放量可达10吨-12吨。”

在该人士看来,现代煤化工作为煤炭清洁高效利用的重要方向,并非天然“高能耗、高排放”,而是由部分项目的产品布局、技术路线不合理所致。“诸如煤基特种燃料、含氧化合物都是比较理想的产品,可以充分发挥煤的结构优势。走专业化学品、精细化工品等高端路线,也有助于破解基础产品占比过高、产品同质化严重等行业顽疾。”

新上项目有质量、有水平、有效益

记者了解到,更多企业已经行动起来。除了在榆林,山西、山东等地近期也有新进展——

山西华阳集团30万吨煤基新材料项目获得批复立项,未来2-3年将形成20万吨/年BDO、16万吨/年PBAT、4-10万吨/年全生物降解改性及制品产能规模,进而打造“煤-碳-料-终端”全产业链;山东能源集团下属“大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心”及上海分中心、青岛分中心正式揭牌,15项科技项目完成立项论证和计划下达;国家能源集团榆林化工40万吨/年乙二醇项目为转产聚乙醇酸可降解塑料奠定了基础,将与180万吨/年煤制甲醇项目、正在建设的世界首套5万吨/年聚乙醇酸可降解材料示范项目深度耦合,实现煤炭循环清洁利用……

“必须加强行业融合,实现多元化发展。”国家能源集团化工公司董事长闫国春强调,要坚持煤油化一体化、基地化布局,加大新产品开发力度,加快从单一油品和聚烯烃产品向“油-化-新材料”的多元化产品体系转变;不断推动原料路线及工艺路线多元化,深化煤化工与新能源、石油化工、天然气化工、生物化工等技术路径耦合,提高原料和能量利用效率。

李寿生认为,紧抓当前原油价格高位运行的平台期,可加快布局和发展一批有质量、有水平、有效益的现代煤化工项目。“新上项目要把握以下原则:一是立足资源优势,项目布点应该在煤炭资源丰富地区;二是产品高端,坚持技术高端、产品差异化的方向;三是煤化一体,尽量考虑与煤炭一体布局、矿化一体体制;四是绿色低碳,走出一条高碳原料、低碳排放的技术工艺新路;五是坚持可持续发展原则,现代煤化工希望有一个稳定的政策环境。”