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“定制”煤化工(2)

  从更广的视野选择煤化工
  在发展新型煤化工的路径选择上,要时刻考虑到能源大环境。除了煤炭和煤化工产品的价格变化,以及煤炭和石油、天然气之间的比价变动因素外,还要从煤炭的特性、煤化工技术的特性以及不同能源间转化的效率等方面考虑,做有独特竞争优势的煤化工项目。
  新型煤化工是以甲醇为平台来运作的。甲醇可以掺烧制甲醇汽油,可以作为氢源制氢,可以制乙烯、丙烯,也可以只制丙烯,还可以制芳烃。
  清华大学在做一个工业示范项目,以甲醇为原料,不产乙烯,只产丙烯。“有什么好处呢?丙烯用天然气生产比较难,因为3个碳分子的丙烷比较少,用天然气制丙烯,竞争力比较低。”金涌说,“丙烯不需要深冷分离,低温的深冷分离技术是需要进口的,而且能耗比较大。丙烯只需要用氮气就能冷却精制。”
  最近,被提到较多的是芳烃。目前,97%的芳烃是石脑油裂解得到的。由于石脑油制乙烯的成本比较高,大家觉得石脑油裂解技术会慢慢萎缩,芳烃产量会被连带着慢慢萎缩。
  中国芳烃的年消费量为1400万吨,对外依存度为44%,因此芳烃要增加新的来源。清华大学跟华电集团合作,在榆林建了年产1万吨的装置,今年已经试车成功。华电集团准备投资200多亿元,在榆林建设一套年产百万吨的煤制芳烃装置。
  在中国,往往有煤的地方没有水,这制约了煤化工的发展。根据这个特性,清华大学在新疆石河子正打造一个节水的煤化工示范项目,走的是炔烃路线。
  据了解,在石油被大量利用之前,所有化工都是从炔开始的。炔可以一次到位,比较节水。但是,以前制乙炔采用的是电石法,这个方法能耗大,会产生大量的废渣、废气、废水,所以慢慢不被看好了。
  金涌表示,现在准备用等离子法制乙炔,不用石灰石,直接用煤粉,既避免了污染又节约了水。
  “从效率来看,直接做燃料用的话,煤炭转化成醇和醚燃料是首选。2吨多煤就可以制1吨二甲醚。而生成1吨柴油的煤耗要4吨多。二甲醚的热值虽然比柴油低30%,但是1吨二甲醚和1吨柴油放在车里,走的里程数是一样的。”金涌解释道,因为柴油是不含氧的燃料,汽缸喷进油后要吸进大量的空气才能完全燃烧,这样就吸进了大量氮气,氮气从低温加热到排出去完全是白做功的。而二甲醚是含氧燃料,吸进的空气很少就可以完全燃烧,所以氮气走过场的能量不需要。在高原地区、高寒地区,非常适宜用二甲醚燃料。
  金涌认为,煤将来的主要用处是发电。“煤变成化工的塑料、橡胶、纤维是有利可图的,做成燃料,特别是做成油,是不划算的,从长远看,更不划算。”
  采用费托合成工艺生产油品,即煤间接制油,1吨标准煤(热值为29.3吉焦)可获得266千克柴油,燃烧后得到11.87吉焦热量。若将这些油品作为柴油车燃料,按目前柴油发动机能量转化效率30%计算,可获得3.56吉焦轴机械功。同理,1吨标准煤直接液化可获得263千克柴油,最终只能转换为3.3吉焦轴机械功。而如果用煤发电,再按电机效率70%推算,1吨标准煤可转换为9.24吉焦轴机械功。
  “从能源利用来看,汽油和柴油是没办法跟电机竞争的。世界的共识是加快纯电动车的发展,将来汽车的方向是电动车,以补充汽油的不足。”金涌说。因此,他认为,煤制油项目不能盲目放量。
  需注意的现实问题
  “国外很少做煤化工,我国10年之内已经成了煤化工的技术高地。现在,全套煤化工技术,用煤生产三烯三苯,技术上都不成问题。”金涌说,“我们只有煤,发展煤化工,和国外的石油化工、天然气化工竞争,最终满足我国对石化产品的需求,这是一个机会。”
  实际上,新型煤化工重要的几个方向,国内均已有项目获得成功。
  煤制油方向,神华集团年产108万吨直接液化装置已经开车成功。神华集团、伊泰集团、潞安集团的3套间接液化装置已开车成功。
  煤制天然气方向,大唐集团在赤峰的项目和庆华集团在伊犁的项目都已经开车了。
  煤制烯烃方向,神华集团包头项目、宁煤项目,大唐集团多伦项目,中石化濮阳项目,早已试车成功,其中神华集团包头项目和宁煤项目实现了盈利。
  甲醇制芳烃方向,清华大学和华电集团合作的首套装置今年已试车成功。
  今年,国家发改委相继批复了多个煤制天然气、煤制烯烃项目。全国多个煤炭产地,尤其是西部富煤地区,发展煤化工的势头不减。
  顾宗勤建议,除了经济风险,发展新型煤化工一定要注意几个问题,一是外部条件,二是节能减排,三是煤气化技术选择。
  外部条件主要包括煤资源、运输条件和水资源。煤资源包括煤炭的数量、煤质和价格。“很多煤化工项目都倒在煤上,为什么?设计时煤质非常好,但生产时煤质就比较差。”顾宗勤说,除此之外,煤化工项目的煤源最好是本地的,是一个煤田的,假如来自多个煤田也应该是煤质相近的。不提倡用外地煤,加上运输成本,发展煤化工就不划算了。
  有的地方虽然有煤炭资源,但是煤价太高的话,也不适宜发展煤化工。“煤价为每吨500元以上的,不要干煤化工。”顾宗勤说。山东兖矿集团原董事长王信也曾表示,兖矿集团的实践证明,在东部经济发达地区不适合搞煤化工。
  水资源,包括水资源的数量、水质和水价。顾宗勤说:“不要跟农业、居民争水,建个化工厂,争不过农业,争不过居民,这是实打实的。当地要有一定容量的纳污条件,要有蒸发塘。另外,要关注与当地生态挂钩的问题。”
  在运输方面,顾宗勤建议尽量依靠铁路,不能依靠汽车。如果煤化工厂建在西部,产品要尽量做成固体的,市场都在东南,液体的运不出来。神华集团包头项目生产的是聚乙烯、聚丙烯,都是固体。煤制天然气尽量靠天然气管道,自建管道的成本代价是巨大的。此外,没有环境容量的地方不要发展煤化工,煤化工肯定要排放的。
  “选择煤气化技术,一定要考虑清楚,不同的炉各有特色,选错了炉,就跟家里盖房子一样朝向盖错了,永远改不过来。”顾宗勤说,“哥儿几个上煤化工项目,总得相互看看自己的优势在哪里,如果项目在工艺上没有优势,上了也是白搭。”
  另外,社会效益也是一个不容忽视的因素。现在政府批复一个项目,看重的社会效益,不仅包括对环境的影响,还包括对社会的贡献、就业、税收、带动地方经济等方面。(中国氮肥与甲醇技术网)

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