期刊介绍
期刊导读
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现代煤化工碳中和路径和方案(2)
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现代煤化工产业碳排放中约60%以上来自于工艺排放,主要是通过变换净化工序排放。变换是为了将合成气中的CO变换为H2,以调节后续合成反应的H2/CO比。从煤气化中获得合成气中的C元素,有相当一部分通过后续变换生成CO2排放到了大气中。所以,工艺过程中降低变换比或者不变换,将大大降低工艺过程的CO2排放。
投产的现代煤化工项目不断完善工艺系统,优化工厂操作,加强工厂管理,提高运行稳定性,多数项目已具备安稳长高运行能力,成本得到有效控制。产能利用率稳步提高。“十三五”期间,我国现代煤化工各子行业的产能利用率逐渐提高,2019年分别达到煤制油71.9%、煤制天然气84.6%、煤制烯烃85.9%、甲醇制烯烃74.1%、煤制乙二醇72.5%、煤制甲醇86.0%。2020年由于受新冠疫情和低油价的双重影响,煤制油、煤制烯烃等开工率和产量均同比下降。
截至“十三五”末,我国煤制油产能达到823万t/a,与2015年度相比增加了505万t,增幅为158.8%;煤制天然气产能达到51.05亿m3/a,与2015年度相比增加了20亿m3,增幅为64.4%;煤(甲醇)制烯烃产能达到1672万t/a,与2015年度相比增加了844万t,增幅为101.9%;煤(合成气)制乙二醇产能达到597万t/a,与2015年度相比增加了367万t,增幅为159.6%。其中,煤(甲醇)路线乙烯产能占全国乙烯总产能的20.1%,煤(甲醇)路线丙烯产能占全国丙烯总产能的21.5%,煤(合成气)路线乙二醇产能占全国乙二醇总产能的38.1%;煤制甲醇(其中含煤制烯烃配套的甲醇产能)产能约9230万t,与2015年度相比增加了2730万t,增幅为42%。见图1。
统计各子行业的排碳结构可知,现代煤化工全行业二氧化碳中,约33%来源于化石燃料燃烧排碳,约3.5%来源于外购电、热间接排碳,约63.5%来源于工艺过程排碳,工艺过程排碳主要是变换工序产生的CO2,在低温甲醇洗脱碳工序排放。
3.6发展CO2加工利用产品
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大型煤气化技术已实现规模化发展。气流床气化技术单炉投煤量规模已达3000~4000t/d,固定床气化技术单炉投煤量规模已达1000t/d。
目前我国现代煤化工典型的产业化路径有煤制油(含直接液化和间接液化)、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇,基本均为以煤气化为龙头。以煤气化为龙头的煤化工生产过程中的碳流向如图3所示。在实际核算时,还应考虑购入电力、热力产生的二氧化碳排放。
1.2生产运行水平不断提高
智能工厂建设逐步推进。2016年,中煤陕西榆林能源化工公司入选“煤化工智能工厂试点示范”项目。神华宁夏煤业集团有限公司入选“百万吨级烯烃(煤化工副产品深加工综合利用)智能制造项目”。无线智能仪表、热成像、原料与产品衡器计量智能化、无人机巡检、机泵群在线监测及大数据智能故障诊断等一批智能技术在上述企业得以应用。
煤电化热一体化初见成效。现代煤化工项目广泛使用热电联供、能量梯度利用。煤电化热一体化技术已在煤化工项目中推广使用,如中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司等煤化工项目配备了超临界热电机组、神华集团包头二期烯烃项目空分压缩机拟采用电机驱动等,有效提升了现代煤化工资能源利用效率,减少了污染物排放。
1.4清洁生产和环保水平不断提高
我国甲醇生产原料路线包括三类:煤炭、天然气和焦炉气,煤制甲醇是我国甲醇生产的主要途径。近年来,随着大型煤气化技术和大型甲醇合成技术的成熟,煤制甲醇原料煤种得到扩大,装置规模不断提升,工艺技术逐渐完善,能耗和污染物排放大幅下降,以煤为原料的甲醇产能快速增加,在原料结构中的比重不断上升。特别是以煤制烯烃为代表的大型上下游一体化项目的建设,使我国煤制甲醇规模和技术达到世界先进水平。但产能在30万t/a以下和采用非大型气流床气化工艺的仍有约30%的产能。大型化装置的能耗水平显著降低,产业结构调整带来的能耗和排碳系数降低仍有较大的潜力。
甲醇制烯烃技术经商业验证成熟可行。自主化甲醇制烯烃技术已经成熟且实现了商业化,正在向三代技术迈进。以大连化物所DMTO、DMTO-Ⅱ技术和中国石化SMTO等为代表的一批国内自主甲醇制烯烃科研成果,已成功在大型煤制烯烃项目中示范应用。为更进一步提升煤制烯烃资源能源利用效率,大连化物所继续开发了DMTO-III技术催化剂和成套工艺,2018年底已完成中试,吨烯烃甲醇消耗降至2.65t,取得了预期效果。大连化物所、中科院上海高研院开发了高选择性合成气一步法制取低碳烯烃技术,分别正在陕西和山西建设中试装置。
文章来源:《现代盐化工》 网址: http://www.xdyhg.cn/zonghexinwen/2022/0708/967.html
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