近日，新形勢下的現(xiàn)代煤化工技術(shù)發(fā)展研討會在京舉行。煤化工領(lǐng)域的多位專家學(xué)者、企業(yè)代表參會，會上各位代表探討認(rèn)為，我國現(xiàn)代煤化工發(fā)展前景廣闊，尤其是煤制氣、煤制氫、煤制乙炔由于資源充足、成本低等因素未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
資料圖：煤化工（圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)） 煤制氣 清潔生產(chǎn)帶來巨大潛力
目前中國天然氣需求快速增長，每年的缺口達(dá)800億立方米。中國天然氣資源匱乏，人均可采儲量僅為世界平均水平的5%。未來幾年，治理霧霾、“煤改氣”和城鎮(zhèn)化將進(jìn)一步加劇“氣荒”。這為煤制天然氣提供了廣闊的發(fā)展空間，尤其是目前開發(fā)的新型煤制氣技術(shù)相比于傳統(tǒng)煤制氣技術(shù)，能夠避免生產(chǎn)過程中的冷熱病，還能提高能效，使污水的排放至少降低30%，進(jìn)一步滿足清潔生產(chǎn)的需要。
中國低碳清潔能源研究所首席技術(shù)官徐文強(qiáng)介紹說，煤制天然氣是一種資源轉(zhuǎn)化率極高的煤炭資源利用方式。從煤炭利用和轉(zhuǎn)化的能量效率來看，煤炭發(fā)電由于遠(yuǎn)距離輸送成本高、儲能成本高，能量效率只有39%~42%；傳統(tǒng)煤制氣的能量效率為50%~52%；而新型煤制氣隨著技術(shù)的進(jìn)步和成熟，能量利用和轉(zhuǎn)化的效率可以達(dá)到60%以上。
徐文強(qiáng)特別強(qiáng)調(diào)，新型煤制天然氣工藝受益于核心技術(shù)———耐硫甲烷化催化劑的應(yīng)用，流程簡化且投資和操作費(fèi)用低，酸氣脫除工序負(fù)荷降低1/2。未來隨著技術(shù)的進(jìn)步，煤制天然氣有望在CO2和H2O存在下保持高活性及穩(wěn)定性，且抗積碳性力爭達(dá)到H2∶CO=1∶1。另外，相比于傳統(tǒng)煤制氣，新型煤制天然氣工藝和催化劑在煤制氣的生產(chǎn)過程中，無須深度脫硫，天然氣管道可以允許H2S<5ppm，為煤制氣的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
煤制氫 成本最低的制氫方式
中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司總工程師陳茂山提到，煤制氫是目前成本最低的制氫方式。
亞化咨詢研究表明，在500元/噸的煤價下，大規(guī)模煤制氫成本僅為0.7元/Nm3，而當(dāng)前2.9元/Nm3的天然氣制氫成本高達(dá)1.3元/Nm3。即使煤價上漲至950元/噸，制氫成本也不過1.26元/Nm3，仍然低于天然氣制氫成本。
陳茂山表示，神華目前煤制氫產(chǎn)能20萬噸，在世界企業(yè)排名第一，有80臺煤氣化爐，可以為4000萬輛燃料電池汽車提供氫。早在2015年，神華在氫氣的生產(chǎn)過程中就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的捕集和封存，實(shí)現(xiàn)了零排放和低碳。以成本為例，現(xiàn)在電解水的效率，一般需要4.5千瓦時的電再加上基礎(chǔ)設(shè)施才能產(chǎn)出1立方米氫氣，神華用煤來制氫，只需6毛錢左右就可以制1立方米氫氣，相當(dāng)于石油的十分之一。從氫能用于燃料電池汽車的角度看，一千克氫可以讓汽車跑100千米，神華可以生產(chǎn)800萬噸氫，按照一輛車一年跑一萬八千千米來算，可以提供4500萬輛車用氫。
今年5月發(fā)布的《中國煤制氫年度報告2017》顯示，在高油價時期，煉廠石腦油和重油(或渣油)制氫不具經(jīng)濟(jì)性，新建煉廠以煤制氫為主。在低油價時期，重油(或渣油)的競爭力有所提高，煤制氫仍然是中國新建煉化一體化項目的主要選擇。長期趨勢來看，油價和天然氣價格將逐漸走高，而煤炭價格會相對較低。大規(guī)模煤氣化制氫不僅具備成本優(yōu)勢，而且可以優(yōu)化煉廠的物料平衡，已經(jīng)成為中國煉廠制氫的重要發(fā)展方向。
多位業(yè)內(nèi)專家指出，在煤炭仍將為主要能源構(gòu)成的背景下，以大型清潔煤制氫為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將成為煤炭清潔高效利用重要發(fā)展方向，能為未來氫能大規(guī)模發(fā)展提供大量的、穩(wěn)定的清潔氫氣。隨著2016年9月中國加入《巴黎氣候變化協(xié)定》，承諾減排，未來氫能作為清潔能源得到廣泛應(yīng)用，將給煤制氫帶來重大的市場機(jī)遇。
煤制乙炔 技術(shù)突破后前景無限
中國煤炭儲量的55%為低階煤，高效、高值轉(zhuǎn)化勢在必行。據(jù)浙江大學(xué)化工學(xué)院博士張銘介紹，他所參與研究的熱等離子體裂解煤制乙炔技術(shù)，將煤粉經(jīng)過等離子體裂解反應(yīng)所產(chǎn)生的固體產(chǎn)物，進(jìn)行氣固分離，從而制出CH4、CO和H2等氣體產(chǎn)物，流程短、低碳、高效、資源消耗低。山西三維集團(tuán)與俄方合作開發(fā)了0.75MW熱等離子體煤裂解制乙炔的中試試驗(yàn)，因反應(yīng)器結(jié)焦問題無法解決，被迫中止。因此，這一技術(shù)的工程化瓶頸問題還沒有解決。
張銘表示，中國作為一個貧油、少氣、富煤的國家，克服煤制乙炔工程化瓶頸勢在必行。2016年，新疆天業(yè)聯(lián)合相關(guān)機(jī)構(gòu)，開發(fā)了2MW、5MW的V型炬氫等離子體裂解煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)75hr穩(wěn)定操作，但存在明顯的放大效應(yīng)。目前，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院、中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所、神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司等相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在努力克服煤制乙炔規(guī)模化生產(chǎn)所面臨的問題。
業(yè)內(nèi)人士表示，目前我國約有20%的低碳烯烴是由煤氣化法制烯烴工藝產(chǎn)出的，但近兩年石油價格暴跌使其經(jīng)濟(jì)性受到巨大影響。煤制乙炔為我國煤炭清潔高效利用開辟出了一條新途徑，若工業(yè)化技術(shù)取得突破，將對烯烴市場產(chǎn)生巨大影響。（秦雅楠）
轉(zhuǎn)自：中國化工報
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