煤化工生产过程中的成熟工艺普及推广应用重点

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。

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。

《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。