探訪(fǎng)：華電煤制芳烴開(kāi)啟石油替代戰略新紀元

推動(dòng)煤炭由燃料向工業(yè)原料轉化，正在成為煤炭行業(yè)高效清潔發(fā)展的新方向。

是的，煤炭不僅僅是用來(lái)燃燒的，它應該發(fā)揮更大更多的作用，比如煤制芳烴。

這一世界首創(chuàng )的技術(shù)，一旦成功，不僅可以實(shí)現煤炭的清潔高效、高價(jià)值利用，而且將打破芳烴只能由石油轉化、且嚴重依賴(lài)進(jìn)口的神話(huà)。

事實(shí)上，這一技術(shù)已經(jīng)在華電煤業(yè)成功問(wèn)世。8月15日，記者來(lái)到陜西榆林，實(shí)地探訪(fǎng)了這個(gè)對保障能源安全具有特殊意義的世界首套萬(wàn)噸級煤基甲醇制芳烴工業(yè)試驗項目。

石油替代戰略的革命性突破

芳烴，絕大部分人恐怕都不清楚到底為何物。

據悉，芳烴的主要成分包括苯、甲苯、二甲苯，作為化纖、工程塑料及高性能塑料等的關(guān)鍵原料，廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸、裝飾裝修、電器產(chǎn)品等領(lǐng)域。

“目前我國年消耗芳烴超過(guò)2000萬(wàn)噸，但傳統芳烴制造97%以上依賴(lài)于石油原料，隨著(zhù)石油資源面臨越來(lái)越短缺的局面，芳烴發(fā)展也受到制約。以二甲苯為例，2012年我國進(jìn)口量為620萬(wàn)噸，進(jìn)口依存度約45%。在我國石油對外依存度逐漸增加的背景下，原來(lái)的芳烴增產(chǎn)道路變得越來(lái)越不可持續。”清華大學(xué)化學(xué)工程系教授魏飛告訴記者。

有沒(méi)有別的能源形式可以生產(chǎn)出芳烴？哪一種能源形式最為合適？這是能源、化工兩大領(lǐng)域的一個(gè)高難度課題。

很顯然，基于我國“缺油少氣富煤”的資源稟賦，如果能利用煤炭來(lái)生產(chǎn)芳烴，將是最好的選擇。

近年來(lái)隨著(zhù)華電集團加快向綜合性能源集團轉型，擁有豐富煤炭資源的華電煤業(yè)，把目光瞄準了這一新型煤化工產(chǎn)業(yè)。在推進(jìn)過(guò)程中，華電煤業(yè)選擇了與清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的校企合作模式，而后者經(jīng)過(guò)十余年的科技攻關(guān)，已經(jīng)成功攻克了煤制芳烴的世界難題。

2011年，華電煤業(yè)與清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的煤基甲醇制芳烴催化劑和成套工業(yè)技術(shù)研究，被列入科技部2012年度863“煤制清潔燃料、化工品關(guān)鍵技術(shù)與新型工藝研究”重大專(zhuān)項。

2011年7月，萬(wàn)噸級流化床甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置在榆林開(kāi)工。

2013年3月18日，“流化床甲醇制芳烴（FMTA）催化劑開(kāi)發(fā)”和“流化床甲醇制芳烴（FMTA）成套工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)”兩項科技成果，通過(guò)了國家能源局組織的成果鑒定，達到同類(lèi)技術(shù)的國際領(lǐng)先水平。

2013年4月，華電集團在京宣布，世界首套萬(wàn)噸級煤基甲醇制芳烴工業(yè)正式試驗成功。

“煤制芳烴技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，開(kāi)創(chuàng )了煤基能源化工新途徑，對我國石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的發(fā)展機遇具有重要意義。”在今年4月舉行的新聞發(fā)布會(huì )上，華電集團總經(jīng)理云公民表示。

煤制芳烴，這一頗具標志性意義的石油替代戰略，終于在華電成功面世，開(kāi)啟了新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新征程。

價(jià)值思維的新載體

在今年的全國“兩會(huì )”上，全國政協(xié)常委云公民對記者深入闡述了他的價(jià)值思維理念，那就是既要立足當下的價(jià)值創(chuàng )造，更要布局長(cháng)遠，實(shí)現企業(yè)的永續發(fā)展。

具體到煤制芳烴項目上，“我國石油對外依存度已經(jīng)超過(guò)60%，嚴重依賴(lài)進(jìn)口，如果再把這么寶貴的石油資源用在生產(chǎn)工業(yè)原料上，對于我國的能源安全、石油供應安全是十分不利的。華電發(fā)展煤制芳烴項目，看重的正是它對國家能源工業(yè)的重大戰略?xún)r(jià)值。”云公民說(shuō)。

魏飛告訴記者，生產(chǎn)1噸芳烴，消耗的原油在8～12噸左右，而用煤來(lái)轉化，只需要5噸左右，這意味著(zhù)，一個(gè)百萬(wàn)噸級的煤制芳烴項目，其產(chǎn)能可相當于一個(gè)千萬(wàn)噸石油制芳烴項目。

根據魏飛的測算，一旦華電百萬(wàn)噸煤制芳烴項目建成，預計每年將節約原油800萬(wàn)~1200萬(wàn)噸，并相應大幅度減少二氧化碳等溫室氣體排放。

看重“國家價(jià)值”、“環(huán)保價(jià)值”，不意味著(zhù)不算經(jīng)濟賬，事實(shí)上，華電的煤制芳烴項目未來(lái)的經(jīng)濟價(jià)值也頗為可觀(guān)。

華電煤業(yè)集團董事長(cháng)丁煥德告訴記者：“就企業(yè)自身來(lái)說(shuō)，積極開(kāi)發(fā)應用煤制芳烴技術(shù)，能夠延長(cháng)產(chǎn)業(yè)鏈條，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和結構調整，以技術(shù)創(chuàng )新形成企業(yè)的核心競爭力，實(shí)現可持續發(fā)展。”這種核心競爭力表現在，一旦煤制芳烴投入市場(chǎng)，其成本較石油制芳烴將降低20%左右，這還是按照煤炭?jì)r(jià)格在一個(gè)較高水平來(lái)計算的。

綠色煤化工的示范案例

近年來(lái)，煤化工產(chǎn)業(yè)在社會(huì )上的名聲并不好，高污染、高排放的標簽一直揮之不去。

但長(cháng)期專(zhuān)注于煤化工研究的魏飛教授告訴記者，這些印象都是來(lái)自于傳統煤化工，而非新型的煤化工項目，至少華電的煤制芳烴項目在環(huán)保上做到了與環(huán)境的和諧共處。

據悉，華電煤制芳烴項目采用的技術(shù)先進(jìn)性主要體現在核心流化床裝置操作非常平穩、彈性大，連續化與自動(dòng)化程度也很高；甲醇可以實(shí)現完全轉化，3.07噸甲醇就可以生產(chǎn)1噸芳烴，并副產(chǎn)大量氫氣；工藝廢水不含氨氮，廢氣不含硫氮。

“煤制芳烴分兩步，第一步是煤制甲醇，這一環(huán)節生產(chǎn)工藝由于進(jìn)行了脫硫、脫氮處理，制備的芳烴產(chǎn)品更加清潔，同時(shí)催化劑的高選擇性也使芳烴產(chǎn)品中的組分遠少于石油基路線(xiàn)所得的產(chǎn)品組分，從而使芳烴分離環(huán)節避免了石油基芳烴抽提的復雜工序，產(chǎn)品能耗大幅降低。”魏飛告訴記者。

而在甲醇制芳烴環(huán)節，項目副產(chǎn)的大量氫氣以及部分低碳烷烴還可作為生產(chǎn)甲醇的原料，從而極大降低了甲醇制芳烴的原料消耗。通過(guò)煤礦、電廠(chǎng)和化工廠(chǎng)的能量與物料綜合利用，煤制芳烴技術(shù)實(shí)現了資源綜合利用最大化和大幅減排的目標。

位于榆林市榆橫煤化工園區的華電榆橫煤化工廠(chǎng)區，旁邊是榆天化凱越煤化，這是一家利用水煤漿氣化工藝生產(chǎn)合成氣制甲醇的企業(yè)。華電煤制芳烴過(guò)程中產(chǎn)生的廢水輸送到凱越煤化，凱越利用這些廢水生產(chǎn)水煤漿，而他們的甲醇則為芳烴生產(chǎn)提供了原材料，順利實(shí)現了循環(huán)再利用。

作為一個(gè)實(shí)驗項目，在萬(wàn)噸級煤基甲醇制芳烴項目成功后，華電煤業(yè)的計劃是打造百萬(wàn)噸級工業(yè)擴大項目。

“從與清華大學(xué)合作，到收購榆林天然氣化工公司，我們在煤制芳烴項目上已經(jīng)具備了人才優(yōu)勢和豐富經(jīng)驗，而且萬(wàn)噸級的實(shí)驗項目非常成功，擴大一百倍順利進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，我們是有信心的。”承擔該項目的陜西華電榆橫煤化工公司總經(jīng)理梁彥鴻對說(shuō)。