近年来煤化工产业技术创新成果扫描讲解

近年来煤化工产业技术创新成果扫描

2016.6

或者创新，或者消亡一一美国创新学者比尔-萨波里托的这句格言，仿佛专为当今中国煤化工行业量身定做。近几年，在环境约束加大、政策飘

忽不定、石油价格急速下跌导致成本优势减弱、各方非议增多、项目投资

降温等极其不利的情况下，记者梳理发现，面对困难，我国煤化工行业不

仅没有退缩，反而迎难而上。不断的技术创新破解了一个又一个制约行业

健康发展的难题，成为支撑中国煤化工发展的脊梁。

煤转化技术创新多

2016 年3月4日，参加全国“两会”的全国人大代表、中科院院士包信和透露：其带领的团队创造性地开发出合成气高选择性一步反应获得低碳烯烃技术。这一消息立即引起国内外化学界、学术界、能源界的极大关注。业内普遍认为：该项发明是“煤转化领域里程碑式的重大突破”、“将

相关专家指出，之所以获得如此之高的评价，是因为该技术创造性地采用部分还原的复合氧化物作催化剂。这种催化剂兼具金属催化剂和分子筛的双重功能，反应过程中，可使一氧化碳分子在催化剂氧缺陷位上吸附并解离，气相氢分子选择性地与解离生成的碳原子反应，生成亚甲基自由基，而催化剂表面的一氧化碳解离生成的氧原子倾向于与另一个一氧化碳反应，形成二氧化碳。亚甲基自由基不在催化剂表面停留或发生表面聚合反应，而是迅速进入分子筛孔道，在孔道限域环境中进行择形偶联反应，定向生成低碳烯烃。由于是以一氧化碳替代氢气来消除烃类形成中多余的氧原子，在不改变二氧化碳总排放的情况下，该技术摒弃了费托工艺中水煤气变换反应，从原理上开创了一条低耗水、低耗能的煤炭清洁高效转化新途径。

而据记者了解，类似轰动国内外的煤转化创新技术，近几年在我国煤化工领域层出不穷。

2010 年8 月8 日，采用中科院大连化物所等单位联合开发的煤经甲醇制低碳烯烃工业化技术建设的神华包头60万吨/ 年甲醇制低碳烯烃项目投料试车成功，使我国甲醇制低碳烯烃工业化技术一举超越德国鲁奇、美国UOP等企业，达到世界领先水平。据甲醇制低碳烯烃技术首席科学家、大连化物所副所长、中

国工程院院士刘中民透露，近几年，他们的研究并未停歇，继甲醇制低碳烯烃

一代、二代技术之后，大化所研究人员又成功开发了甲醇甲苯制对二甲苯、甲

醇制对二甲苯联产低碳烯烃、丙烯加乙酸制乙醇及异丙醇、钴基催化剂费托合

成油，以及煤制甲醇经二甲醚制乙醇等新技术。

2013年 3 月，由清华大学与华电煤业化工集团联合开发的甲醇流化床制

芳烃通过了中国石油和化学工业联合会组织的技术成果鉴定，专家组确定“该

技术达到同类技术国际领先水平”。同时认为：该技术使用一种催化剂完成了甲醇制芳烃、轻烃制芳烃和苯、甲苯甲醇烷基化的高效转化，具有较高的芳烃选择性，打通了由煤制芳烃的关键步骤——甲醇制芳烃过程，形成了具有完全自主知识产权的甲醇流化床制芳烃成套工业技术，整个过程甲醇转化率高达99.99%，产品中芳烃占74.47%。其中，对二甲苯占比超过50%。这也是世界首个单一甲醇为原料生产芳烃的工业化技术，开启了芳烃原料多元化的新纪元。目前，煤基甲醇流化床制芳烃工业化示范项目已经启动，正在开展前期工作的大型工业化项目超过 5 个。

中科合成油技术有限公司继推出浆态床铁系催化剂费托煤制油技术并实现工业化应用后，成功开发出单反应器50万吨/年大型设备。2015年6 月投产的陕西未来能源化工有限公司年产百万吨煤间接制油装置，采用了兖矿集团自主开发的低温费托合成技术，其单系列114万吨/ 年的生产能力，属国内之最。加上此前神华集团开发并经工业化应用验证的煤直接液化技术，以及陕西延长石油集团开发的煤油共炼技术，我国煤制油技术整体水平世界领先。

而在业内一直关注的煤气化技术方面，经过不懈努力，我国不仅摆脱了对国外技术的依赖、结束了引进消化吸收的过程，实现了全面自主创新，而且整体技术达到世界领先水平。

由华东理工大学与山东兖矿集团共同开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，单炉日处理煤量达到3000吨，现有55 台气化炉投入使用，签约气化炉高达113台; 我国自主开发的清华炉、航天炉、两段式干粉煤气化炉、无烟煤高效转化炉等均实现了工业化应用; 陕西延长石油集团正在安装调试的大型输运床气化炉（KSY）—旦投入运行，日投煤量可达5000吨，成为世界煤气化史上

的巨无霸。

另外，河北新奥集团与中科院山西煤化所联合开发的煤加氢气化技术、中国矿业大学（北京）梁杰博士团队开发的煤地下气化技术等世界前沿技术也已完成中试，即将建设大型工业化示范装置。

煤热解领域的创新同样可圈可点。仅2015年，就先后有陕煤化技术研究院有限公司与北京柯林斯达科技发展公司联合开发的气化—低阶煤热解一体化技术、神木天元化工有限公司与华陆工程科技有限公司联合开发的低阶粉煤热解制取无烟煤两项技术通过了技术鉴定。还有，河南龙成集团开发的低阶煤旋转床热解技术、神木富油能源科技公司与相关院所联合开发的粉煤固体热载体快速热解技术、北京神雾集团开发的无热载体蓄热式旋转床热解技术建成工业化示范装置。而已经投料试车的陕西延长石油集团开发的输运床煤气化热解一体化技术（CCSI）—旦取得成功，将实现煤热解与气化的无缝对接，其能效将达行业领先水平。

深加工技术全面开花除了煤转化技术外，其他煤化工深加工的技术创新，也在近几年间呈全面开花之势。

在包括煤焦油在内的劣质油加工方面，陕煤化集团神木富油能源科技公司2012 年开发了固定床中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油成套工业化技术，上海新佑能源科技有限公司于2014 年开发出沸腾床劣质油加工技术，同年，陕西延长石油集团开发了悬浮床加氢技术;2015 年，北京三聚环保新材料股份有限公司和北京华石联合能源科技发展有限公司联合开发了超级悬浮床加工技术，上述技术目前均已经实现了工业化示范应用，攻克了诸多世界性难题，使我国劣质油加工技术跻身世界前列。

2014年12 月，由山东玉皇化工有限公司与清华大学联合开发的甲醇制聚甲氧基二甲醚工业化技术被中国石油和化学工业联合会鉴定为“处于世界领先水平” ; 延长石油集团根据自身油气煤富集于一身的特点，创造性地将煤化工、天然气化工和石油化工耦合，建成全球首套煤气油综合利用示范项目; 经过持续改进优化，内蒙古通辽金煤化工有限公司采用中科院福建物构所开发的煤制乙二醇技术建设的全球首套煤制乙二醇工业化示范装置，2015年下半年以来实现满负荷运行，所得乙二醇产品完全满足聚酯行业质量要求，标志着我国煤制乙二醇工业化技术达到世界领先水平。

地处西北边陲的新疆天业集团，对电石氯碱行业的贡献功不可没。2011 年，该公司针对电石法聚氯乙烯汞触媒污染问题，成功开发了低汞触媒并实现工业化应用，使中国氯碱企业得以从容应对《水俣公约》带来的约束和影响。该集团利用电石炉尾气陆续建成20万吨/ 年产品质量符合聚酯行业要求的乙二醇生产能力，则开创了电石炉尾气制高端化学品的先河。该公司还联手多家科研院所开发的等离子体煤制乙炔工艺，现已建成 5 兆瓦

中试装置，规模与技术全球领先。

2009 年5 月哈尔滨工业大学教授韩洪军团队开发了多级生化处理(EBA) 技术。该技术将外循环厌氧技术、生物增浓技术、多级厌氧/ 好氧脱氮技术集成，辅以高密度沉淀、高级氧化、曝气生物滤池和多效蒸发技术，实现了对煤化工废水的深度处理，基本实现了废水零排放。利用该技术，现已建成中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司和中煤图克大化肥废水零排放两个示范基地。北京沃特尔水技术股份公司则开发了适用范围广泛的正渗透技术。

针对困扰煤化工废水零排放最后一公里的浓盐废水结晶盐分离难题，深圳

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