现代煤化工碳中和路径和方案(2)

合成气制乙二醇自主化技术得到更多应用。合成气制乙二醇自主化技术路线已达10余家。其中已经实现工业化的技术6家，单台DMO(草酸酯)反应器产能由2015年5万t/a增加到10万t/a;单台乙二醇合成反应器产能由5万t/a扩大到10万t/a。加氢催化剂寿命由平均2000h增加到5000h。能耗由3.0t标煤/t乙二醇下降到2.6t标煤/t乙二醇。

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。

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。

1.4清洁生产和环保水平不断提高

污染物治理技术水平提高。高难度污水处理技术、高效酚氨回收、含酚废水、高盐水处理技术逐步完善。经过建成示范工程的研究和试验，国内酚氨回收工艺已经成熟，可以保障煤制天然气项目稳定运行。粉煤气化工艺项目污水“近零排放”路线基本成熟。

项目执行最严格的污染物排放标准。“十三五”期间建成的现代煤化工项目执行了最严格的大气污染物排放标准，部分项目已率先执行了超低排放。西部地区项目执行污水“近零排放”，废渣综合利用率逐步提高。

尽管如此，现代煤化工产业仍存在经济性受国际油价波动影响较大、“十三五”确定的示范项目进展缓慢、煤制乙二醇扩能提速、资源环境安全约束加强和配套条件落实难度大等问题。

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2现代煤化工产业碳排放现状分析

2.1现代煤化工产业碳排放特点

参照《温室气体排放核算与报告要求第10部分:化工生产企业》(GB/T.10—2015)，化工生产企业的温室气体排放为各个核算单元的化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放、生产过程中的二氧化碳排放和氧化亚氮等其他温室气体排放，以及购入电力、热力产生的二氧化碳排放之和，同时扣除回收且外供的二氧化碳的量，以及输出的电力、热力所对应的二氧化碳量。化工企业按图2所示识别碳源流，并分别核算。

煤化工利用煤炭可分为“原料”和“燃料”两种用途。作为原料时，煤参与化学反应，部分碳元素进入产品转化成清洁能源或化学品，部分碳元素转化为CO2，少量碳元素随灰渣流失;作为燃料时，煤炭通过燃烧提供热量产生蒸汽再发电，为化工生产提供动力和能量，理论上煤充分燃烧后碳全部转化为CO2，实际应用中煤燃烧后灰渣会带出少量残碳。由于部分碳进入产品，因而煤化工生产过程具有节碳能力。

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。

2.2现代煤化工碳排放现状

以鄂尔多斯盆地煤制烯烃项目为例，估算煤制烯烃企业碳排放系数。装置规模为180万t/a煤制甲醇、70万t/a甲醇制烯烃，选取的典型工艺主要包括:水煤浆气化、内压缩大型空分、耐硫变换、低温甲醇洗、甲醇合成、甲醇精馏、DMTO、聚乙烯、聚丙烯以及配套锅炉、热电联产等公辅工程。煤制烯烃产品温室气体排放系数核算如表1所示。

按此方法并选取典型工艺，分别测得典型现代煤化工产品的碳排放系数如图4所示。现代煤化工产品中，煤制甲醇的单位产品CO2排放量最低，这主要是由于其工艺流程较短，公用设施也较少;煤制烯烃的单位产品CO2排放量最高，主要是由于其工艺流程较长，公用设施也较多。

结合2020年现代煤化工产品的产量，可核算得到行业的碳排放情况。测算可知，2020年现代煤化工产业CO2排放总量约3.2亿t，约占石化化工行业排碳量的22.5%。在现代煤化工产业中，煤制烯烃碳排放约占23.3%、煤制油碳排放约占10.9%、煤制天然气碳排放约占6.8%、煤制乙二醇碳排放约占6.2%、煤制甲醇(不含煤制烯烃中甲醇)碳排放占比最大，约52.8%。2020年各产品路线排碳占比如图5所示。

文章来源：《现代化工》 网址: http://www.xdhgzzs.cn/zonghexinwen/2022/0422/1849.html