低碳領域
《重點領域節(jié)能降碳改造升級實施指南》解讀之二 | 主動適應新形勢新變化新要求 扎實推進現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級
查看次數:2599   更新時間:2022-02-26

現(xiàn)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(xiàn)代煤化工以煤為主要原料,生產過程用能強度高,排碳總量大。近日,國家發(fā)展改革委聯(lián)合有關部門發(fā)布了《關于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點領域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022年版)〉的通知》,并附《現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級實施指南》(以下簡稱《指南》),就煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇三個重點領域,明確了節(jié)能降碳工作方向和技術路徑,有很強的針對性、可操作性和可執(zhí)行性。文件的印發(fā)實施,對于有效提升煤化工行業(yè)能效水平,降低碳排放強度,加快推進行業(yè)綠色低碳轉型,具有重要指導作用。

一、堅持前沿技術開發(fā)應用,引領行業(yè)跨越發(fā)展

煤化工生產過程以化學反應為基礎,存在大量物質變化和能量交換,技術水平高,工藝流程復雜。前沿技術的成功開發(fā)和應用,將有可能突破原有技術條件限制,促進工藝流程優(yōu)化、消耗降低、物料能量利用更合理,從本質上加快節(jié)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,推動合成氣一步法制烯烴、綠氫與煤化工項目耦合等前沿技術開發(fā)應用。

一是高性能復合新型催化劑。作為化學反應與化學合成的靈魂,催化劑性能提升,將大幅改善轉化率、選擇性等關鍵指標,從而降低反應條件或簡化工藝過程,促進節(jié)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單元,也是重點用能模塊,近幾年自主化成套技術水平不斷提高,需要加快技術創(chuàng)新再上新臺階。

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

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

二、加快成熟工藝普及推廣,促進行業(yè)大幅進步

我國早期建設的現(xiàn)代煤化工示范項目以核心技術工程化示范、關鍵設備國產化應用為主,整體系統(tǒng)并未達到最優(yōu)狀態(tài),能量利用水平存在提高空間。經過多年努力,我國現(xiàn)代煤化工行業(yè)工程建設和生產運營經驗越來越豐富,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》從綠色技術工藝、重大節(jié)能裝備、能量系統(tǒng)優(yōu)化、余熱余壓利用、公輔設施改造、廢物綜合利用6個方面,提出了成熟工藝普及推廣應用重點。

一是綠色技術工藝。主要包括大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產聯(lián)供、高效合成氣凈化、高效甲醇合成、節(jié)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。

合成氣制備是煤化工的共性技術。大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化、合成氣聯(lián)產聯(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(jié)的優(yōu)化升級。半/全廢鍋流程氣化技術可優(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)產聯(lián)供系統(tǒng),可有效降低合成氣制備環(huán)節(jié)的碳排放。一氧化碳等溫變換、高效合成氣凈化可有效促進合成氣精制環(huán)節(jié)的能量回收和效率提高。

高效合成是煤化工各產品方向的特色技術。高效甲醇合成和節(jié)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)的關鍵合成技術。合成工藝的技術進步、催化劑性能提升、反應條件優(yōu)化等,均可以有效降低產品生產的能源消耗,促進碳減排。

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

高效煤氣化爐、合成反應器、高效精餾系統(tǒng)是實現(xiàn)煤氣化、產品合成和精制的綠色工藝裝備。智能控制系統(tǒng)可有效提升裝置運行穩(wěn)定性和效率。高效降膜蒸發(fā)技術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(jié)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(tǒng)優(yōu)化。主要包括熱泵、熱夾點、熱聯(lián)合等。熱泵技術可以更高效地促進電對煤的供熱替代,尤其在低位熱能利用方面的節(jié)能效果更佳,將來可與電網綠電應用相結合。熱夾點、熱聯(lián)合等技術可促進全廠熱能供需平衡優(yōu)化,實現(xiàn)能量梯級利用,提高能源利用整體效率。

四是余熱余壓利用。煤化工工廠的余熱余壓較多,在滿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(jié)能電機,提高設備效率。

六是廢物綜合利用。煤化工生產過程產生的二氧化碳濃度高達95%以上,可大幅降低捕集成本,有利于開展二氧化碳捕集、輸送與封存示范??蛇m當研究開展二氧化碳制甲醇技術示范,打通技術瓶頸,摸索工程經驗??煞e極開展二氧化碳制可降解塑料、碳酸二甲酯等產品示范,特別是企業(yè)擁有配套原料時,可實施性更強。當前西部富煤地區(qū),煤化工項目多、煤炭轉化量大,灰、渣產生量越來越多,渣場負擔越來越重。煤化工的飛灰有一定熱值,可考慮送電廠;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,當然要以滿足產品質量要求和環(huán)境保護要求為前提。

三、堅決淘汰落后低效產能,推動行業(yè)整體提升

《指南》強調,要嚴格執(zhí)行節(jié)能、環(huán)保、質量、安全技術等相關法律法規(guī)和《產業(yè)結構調整指導目錄》等政策,對能效水平在基準值以下,且無法通過節(jié)能改造達到基準值以上的煤化工產能,加快淘汰退出。

其中,我國煤制甲醇起步較早,自2000年以來加速發(fā)展,目前行業(yè)內企業(yè)間生產規(guī)模和技術水平存在較大差距,能效低于基準水平的產能仍占約25%。煤制烯烴自2008年第一套示范裝置建成投產后快速發(fā)展,項目整體建設標準高、工程質量優(yōu),目前煤制烯烴全部產能的能效均達到基準水平以上。煤制乙二醇的建設進程與煤制烯烴基本同步,但由于技術路線多,部分技術路線工業(yè)化示范過程并不順利,尤其是部分項目建設方案對能量優(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能約占40%。下一步,建成時間早、裝置能耗高的煤制甲醇產能、以及建設時技術尚不成熟、裝置效率低的煤制乙二醇產能,是現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能改造和淘汰退出的重點。
《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能比例分別達到30%、50%、30%,基準水平以下產能基本實現(xiàn)清零。上述工作目標既切合產業(yè)發(fā)展實際,又需要通過大量努力才能實現(xiàn)。工作中要充分發(fā)揮市場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)積極采用先進適用技術裝備加快節(jié)能降碳改造升級,確保科學、有序、如期實現(xiàn)《指南》提出的工作目標。(韓紅梅 朱彬彬,石油和化學工業(yè)規(guī)劃院)


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