经历十多年的科技攻关和示范及升级示范,我国现代煤化工已经取得显著进展,基本架通了从煤炭资源向油气资源和基础化工品转化的桥梁,为发挥我国煤炭资源优势、降低油气对外依存度、拓展石油化工原料来源、保障国家能源安全开辟了新途径。
目前,我国现代煤化工规模整体居世界首位,示范项目实现安稳运行,环保水平不断提升,但产业仍处于初级阶段,发展过程中不平衡、不充分的问题依然突出[5]。
长期低油气价格下,已建成投产的煤制油气项目总体经营艰难,规划新建类项目推进缓慢,难以落实示范任务。煤制油税负重、进入成品油市场渠道受阻,企业财务成本负担重;煤制天然气成本与售价严重倒挂,企业经营困难。煤制烯烃产品中低端与同质化现象明显,抗风险能力较弱;煤制乙二醇受国外低价产品倾销,因产品质量差异尚难以全面进入下游聚酯行业,当前产业总体陷入亏损;煤制芳烃示范进展缓慢。
发展目标
示范技术升级。
特大规模气流床气化、费托合成联产化学品、煤制丙烯、煤制乙二醇、煤制乙醇等技术进一步完善;大型环保型固定床熔渣气化、百万吨级低阶煤热解、50万吨级中低温煤焦油深加工、10亿立方米级自主甲烷化工艺及催化剂、百万吨级煤制芳烃、煤油共炼、煤经合成气一步法制低碳烯烃、合成气制高碳伯醇、煤制氢气等技术完成工业化示范;难降解废水高效处理、高含盐废水处理处置、结晶盐综合利用等环保技术、新型节能技术、碳减排及利用技术实现工业化应用。
资源利用效率提升。
现代煤化工各类发展模式的综合能耗、原料煤耗、新鲜水耗结合《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》[10]和《现代煤化工产业创新布局方案》有关要求,至少达到表1中的基准值,力争达到先进值。
②以褐煤等劣质煤为原料的项目可适度放宽指标要求。
3.3 预期产能目标。
在“十三五”现代煤化工发展基础上,预期到2025年底,实现煤制油产能1500万吨/年以上、煤制天然气产能110亿立方米/年以上、低阶煤分质利用产能3000万吨/年(煤炭加工量)、煤制烯烃产能1050万吨/年、甲醇制烯烃产能850万吨/年、煤制乙二醇产能1000万吨/年左右。具体如表2所示。
表2.煤炭深加工2025年底预期产能目标
重点任务
“十四五”期间,深化开展煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品、煤炭和石油综合利用、煤制氢等发展模式的创新示范,继续总结经验教训,做好与已出台的“十三五”规划项目的衔接,推动现代煤化工高质量发展。
煤制油
功能定位。生产低硫、低烯烃、低芳烃的超清洁油品,生产高密度、高热值、超低凝点的特种油品,提升石油自主多元供应能力,保障国家能源安全的产能和技术储备。
重点任务。提高项目装置负荷,优化运行指标和环保排放指标,开发高附加值、差异化产品,稳步提升在役项目发展经营的市场竞争力,加大技术创新和融合发展,落实国家能源战略技术储备和产能储备任务。
示范项目。支持推动煤制油技术研发和产业化的企业建设,依托已建示范工程的项目建设,优先支持与传统煤化工结构调整相结合的示范项目建设。
推荐项目:潞安长治180万吨/年高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目二期工程(80万吨/年)、伊泰伊犁100万吨/年煤炭间接液化示范项目、伊泰鄂尔多斯200万吨/年煤炭间接液化示范项目、陕西榆林未来能源煤间接液化一期后续400万吨/年煤炭间接液化示范项目和贵州渝富毕节(纳雍)200万吨/年煤制油示范项目。
储备项目建议:伊泰甘泉堡、宁煤二期煤制油项目。
煤制天然气
功能定位。优先落实国家能源安全战略技术储备和产能储备任务,参与天然气自主多元供应储备能力和应急调峰能力建设,协同保障进口管道天然气的供应安全,解决富煤地区能源长距离外送问题,在大气污染防治重点区域、民生民用领域发挥关键补充作用。
重点任务。完成固定床和气流床气化技术的组合应用,开展1500-2000吨/天大型化环保型固定床熔渣气化炉工业化示范,投用先进高效的酚氨回收、含酚废水生化处理、高盐水处理等技术,彻底解决在役项目“煤头水尾”难题。开展具有自主知识产权的10亿立方米/年及以上规模的甲烷化技术及催化剂工业化示范。开展煤制天然气联产油品和化学品示范,提高项目生产的灵活性和抗风险能力[13]。
示范项目。新建示范项目需承担自主甲烷化技术工业化示范任务。
推荐项目:苏新能源和丰40亿立方米/年煤制天然气项目、北控鄂尔多斯40亿立方米/年煤制天然气项目、山西大同40亿立方米/年煤制天然气项目、安徽能源淮南22亿立方米/年煤制天然气项目、内蒙古西部62亿立方米/年煤制天然气项目、陕西榆林21亿立方米/年煤制天然气项目,湖北荆州21亿立方米/年煤制天然气项目。
储备建议项目:新疆准东、新疆哈密、内蒙古东部(兴安盟、伊敏)、武安新峰、安徽京皖安庆等煤制天然气项目。
低阶煤分质利用
功能定位。对资源储量大、反应活性好、富油率高的低阶煤进行分质梯级利用,通过油品、天然气、化学品和电力的联产,实现煤炭使用价值和经济价值的最大化。
重点任务。攻克粉煤热解、油灰分离工程难题,优化百万吨级工业化示范。研究高油品收率的快速热解、加压热解、加氢热解、催化(活化)热解等新一代技术。加强热解与气化、燃烧的有机集成,开发热解-气化一体化技术和热解-燃烧一体化技术,配合中低热值燃气轮机或适应性改造后的燃煤锅炉,开展焦油和电力的联产示范。研发煤焦油轻质组分制芳烃、中质组分制高品质航空煤油和柴油、重质组分制特种油品的分质转化技术,开展百万吨级工业化示范。完成50万吨级中低温煤焦油全馏分加氢制芳烃和环烷基油工业化示范。
示范项目。支持引导开展油、气、化、电多联产低阶煤分质利用工业化示范。
推荐项目:陕西榆林龙成煤清洁高效利用有限公司1000万吨/年粉煤清洁高效综合利用一体化示范项目、陕西榆林陕煤化1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目、陕西榆林延长石油800万吨/年煤提取焦油与制合成气一体化(CCSI)产业示范项目、黑龙江双鸭山华本煤炭与生物质共气化多联产项目、陕西延安子长县延安能源500万吨/年煤炭分级分质综合利用多联产示范项目、新疆吐鲁番新疆能源集团托克逊洁净能源多联产项目、内蒙古呼伦贝尔圣山30万吨/年褐煤清洁高效综合利用示范项目。
储备项目建议:内蒙古锡林郭勒京能500万吨/年褐煤热解分级综合利用项目、陕西榆林延长石油榆横煤基油醇联产项目、山西朔州阳煤低阶煤分质利用多联产项目、新疆哈密京能煤炭分级综合利用项目、新疆塔城长安能化煤炭分质利用项目、吉林珲春低阶煤分质分级利用项目、新疆哈密伊吾县疆纳550万吨/年褐煤分级分质清洁高效深加工综合利用产业一体化项目。
4.4 煤制化学品
功能定位。生产烯烃、芳烃、含氧化合物等基础化工原料及化学品,弥补石化原料不足,降低原油对外依存度,形成与传统石化产业互为补充、有序竞争的市场格局,促进有机化工及精细化工等产业健康发展。
重点任务。推进更大规模煤制甲醇及甲醇制烯烃技术装备,开发新一代甲醇制烯烃技术及催化剂。优化完善甲醇制芳烃技术,开展百万吨级工业化示范。开发新型煤制乙二醇技术,研究非贵金属催化剂和更大规模反应器,提高产品纯度质量,增强对下游聚酯行业的适应性。扩大煤制乙醇产业示范规模,降低生产成本。开发合成气制高碳伯醇等技术,开展中试放大试验。加快合成气一步法制烯烃、乙醇等技术基础理论研究,推动工程放大和试验示范。推动煤制烯烃改造电石法PVC。按照市场化导向,推进煤制化学品差异化、高端化发展。
示范项目。支持企业和地方依托相关规划部署的大型工程,开展上述示范任务。
煤炭与石油综合利用
功能定位。充分借鉴煤炭直接液化项目建设、生产经验,发挥煤炭和石油资源氢碳互补、协同共炼作用,更高效率、高收率、低成本地生产优质油品。
重点任务。开发低氢耗、高油收率、竞争力强的煤油共炼技术,探索煤焦油、渣油、重油、FCC油浆或页岩油等重质油部分或全部与煤共炼的匹配性。开展煤气化、费托合成、油煤共炼等技术与炼油工艺技术的优化集成研究,依托大型炼厂开展煤与石油综合利用工业化示范。采用煤气化为核心的制氢系统,节省天然气。配套建设费托合成装置,提供超清洁成品油组分油,副产的富含直链烷烃的石脑油补充作为乙烯裂解原料。配套建设油煤共炼装置对炼厂重油和煤炭进行加氢,提供超清洁成品油组分油,副产的高芳潜石脑油补充作为重整原料。炼厂所产劣质石油焦、渣油以及油煤共炼装置所产液化残渣进行气化后,补充合成气资源。借鉴加氢稳定、费托合成等煤制油成熟单元技术,开展适用于炼厂重油加工的悬浮床、浆态床加氢技术工业化示范。
示范项目。支持企业在煤炭资源、石油资源赋存相对丰富或获取较为便利的区域,开展上述示范任务。
煤制氢
功能定位。发挥煤制氢技术经济优势,在氢能产业导入期实现规模化、相对廉价氢源的获取;以制-储氢为纽带,加强煤炭、电力、煤化工、可再生能源的耦合互补发展等耦合发展,培育新业态新模式。
重点任务。以煤制氢技术产业为基础,加快突破大规模制氢、分布式制氢、储氢、氢燃料电池等技术难题,掌握关键技术装备,具备氢能经济规模利用条件。借助煤制氢技术和石油管道布局等方面优势,发展弃风、弃光、弃水低成本电解制氢、天然气管网输氢、掺氢天然气、液化氢、加氢站等模式创新,为现代煤化工提供廉价H2和O2原料,实现节能减碳,同时应对电网侧“削峰填谷”,推动风光新能源规模化发展[15-17]。
示范项目。支持有关企业和地方依托相关规划部署的煤制氢示范项目,开展示范任务。