煤化工绿色发展须打组合拳

当前，加快发展煤化工产业面临的最大制约因素是不断严格的环保标准与该行业高碳排放之间的矛盾。而解决这一矛盾的最好办法，是在建设和布局煤化工项目时，要多打组合拳，采用IGCC（煤气化联合循环发电技术）、煤气油盐综合利用、煤的分级利用、多种煤气化技术并联耦合等多种方法，发展绿色煤化工。这是众多专家对发展绿色煤化工的构想。

华东理工大学教授房鼎业认为，大型煤化工装置往往配套几十台甚至上百台耗电设施，电力成本可占到总成本的10%～40%。采用IGCC技术，煤通过气化、脱硫、除尘等净化处理后，转化为含有一氧化碳和氢气的合成气，这些合成气经一氧化碳脱除处理后，进入燃气轮机发电，发电净效率可高达 43%～45%，比同等规模的常规煤粉电站高6～8个百分点，节水1/2～2/3，污染物排放量减少90%。山东兖矿集团国泰化工有限公司60兆瓦煤气化联合循环发电联产24万吨/年甲醇示范工程运行4年的数据表明，与同规模常规蒸汽轮机电站相比，供电标准煤耗降低25.06%、二氧化硫排放量降低 83.82%、氮氧化物排放量降低45.08%、二氧化碳排放量降低13.73%，甲醇综合能耗降低10%以上。

“但IGCC技术操作灵活性低，变负荷性差的不足，限制了其在电力行业的应用。只有将其与化工装置联产，实现发电与化工的耦合，才能借助化工装置，灵活调整发电系统负荷，发挥系统的最大效能，同时解决煤化工与燃煤发电高耗能、高排放的不足。”房鼎业说。

陕西延长石油集团总经理助理、北京石油化工工程有限公司董事长李大鹏表示，在有条件的地方实现煤、气、油、盐综合利用，通过不同原料路线的对接和耦合，可最大限度地降低煤化工装置的二氧化碳排放，提升能源利用率。以延长石油集团正在建设的联合国清洁煤气化技术示范项目——榆林能化公司煤、气、油综合利用一期2×150万吨/年甲醇、150万吨/年渣油催化裂化，及其配套的DMTO、聚丙烯、聚乙烯项目为例，通过将煤化工、天然气化工、石油化工巧妙对接和耦合，有效弥补了煤制甲醇合成气“碳多氢少”和天然气、石油路线制甲醇“氢多碳少”的不足，从而极大地提高了甲醇合成转化率和资源利用率。在不增加原料消耗的情况下，一年可增加甲醇产量30万～54万吨。与同规模DMTO项目相比，可减排二氧化碳870万吨，减少废水排放296万吨，减少二氧化硫排放1510吨，节水2000万吨，节能206万吨标煤。

“煤的分级利用同样可以实现煤化工的绿色化发展。”陕西煤业化工集团董事长华炜这样对记者说。他说，煤中除含有70%左右的高热值碳物质外，另外25%～30%组分为碳氢化合物及其他化学元素，如果通过中温干馏技术将这些组分分离出来，用于生产轻质燃料油、“三苯”和芳烃系列产品，或与盐化工耦合生产MDI等附加值更高的化学产品，而将脱除了化学组分的高热值炭用于燃烧发电或冶炼，就可做到煤的“物尽其用”，最大限度地减少能源消耗和污染物排放。目前，陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司50万吨/年中温煤焦油轻质化装置，已经连续运行3个月，相关数据表明：与同等规模的煤直接或间接制油相比，煤的分级利用投资额仅为前者的1/5，能耗和水耗仅为前者的1/4，基本可实现废水和二氧化碳零排放。

华陆工程科技有限公司副总工程师王洪金则建议，不同煤气化技术的煤种适用性、粗合成气组分、投资额、能耗以及对环境的影响不尽相同。在建设大型煤化工项目时，应克服采用单一煤气化技术的传统思维模式，科学选择不同煤气化技术，将其并联耦合，并对后续产品科学设计，这样既能充分发挥不同煤气化技术的优势，又能通过多联产，使前道工序的“废物”成为后道工序的原料，实现“三废”的闭路循环和整个装置的高效低碳运行。如将恩德炉与水煤浆气化技术组合使用，将恩德炉排出的废渣部分掺混到原料煤中制取煤浆，不仅可以发挥恩德炉煤利用率高的优点，还能借助水浆煤气化技术高温排渣的优势，使废渣中不含萘等有害成份，既节能又环保。

专家们表示，相对于碳捕集、封存、利用等技术而言，多种技术路线并行的煤化工发展模式能从源头上减少二氧化碳的产生、排放和能源与资源的浪费，这种新的集成理念与设计模式将“末端治理”改为“源头控制”，能更有效地控制和减排二氧化碳，促进煤化工产业高效、低碳发展，应成为今后业内研究和攻关的方向。