4月底，2018煤基化工新材料及高端化學(xué)品發(fā)展論壇在北京召開。會上，多位業(yè)內(nèi)專家對我國煤化工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展與方向進(jìn)行了探討。他們一致認(rèn)為，煤化工要健康可持續(xù)發(fā)展，就必須走高附加值路線。會上，專家還就煤基乙醇、煤基乙二醇、煤制聚乙醇酸、煤基新材料等業(yè)內(nèi)關(guān)注的高人氣技術(shù)進(jìn)行了廣泛而深入的討論。

特摘選各位專家的精彩發(fā)言呈獻(xiàn)給讀者，以共同探討我國煤基化工新材料及高端化學(xué)品的未來發(fā)展方向。

煤炭高效潔凈利用意義重大
□ 中國化工報社副社長 王曉云



前段時間，我先后帶領(lǐng)由報社組織的化工園區(qū)可持續(xù)發(fā)展中國行其中的兩個小組，到陜西、河南的7個化工園區(qū)及園區(qū)內(nèi)10多家重要化工企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)調(diào)研。這7個化工園區(qū)、10多家化企大部分屬于煤化工園區(qū)、煤化工企業(yè)。我們看到，他們大多把煤基化工新材料、高端化學(xué)品列為當(dāng)前及未來幾年調(diào)轉(zhuǎn)升級的重點(diǎn)方向。

包括這次產(chǎn)業(yè)調(diào)研，近年來我走訪了不少煤化工企業(yè)。在探索創(chuàng)新實(shí)踐、推動產(chǎn)業(yè)調(diào)轉(zhuǎn)升級過程中，他們著力的大方向基本上是一致的，應(yīng)該說順應(yīng)了石油和化工全行業(yè)調(diào)轉(zhuǎn)升級的大趨勢。

當(dāng)前及未來一個時期，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效潔凈利用，無論對企業(yè)還是對國家可持續(xù)發(fā)展，都具有重大的戰(zhàn)略意義。對煤化工企業(yè)來說，擺在面前的一個迫切需要著力解決的重大現(xiàn)實(shí)問題，就是如何突破技術(shù)瓶頸，構(gòu)建綠色的、精細(xì)化的、高效的、高質(zhì)量的煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，提升附加值，促進(jìn)差異化，有效推動并實(shí)現(xiàn)調(diào)轉(zhuǎn)升級。

看好六個突破口
□ 中國煤炭工業(yè)發(fā)展研究中心副主任 賀定超



經(jīng)過近年的發(fā)展，煤炭深加工取得了重大突破。截至2017年底，我國煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣和煤制乙二醇生產(chǎn)能力分別達(dá)到了1200萬噸/年、858萬噸/年、151億立方米/年和300萬噸/年。

未來，我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需從要素規(guī)模型向質(zhì)量效益型提升，依靠技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動，走出一條資源消耗少、技術(shù)含量高、質(zhì)量效益好、綠色可持續(xù)發(fā)展的新路子。

一要開發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的煤氣化新技術(shù)。針對煤質(zhì)特征和產(chǎn)品要求，開發(fā)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大、自動化程度高的氣化技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)8.7MPa單爐投煤量3000噸/天的水煤漿氣化技術(shù)、4.0MPa單爐投煤量3000噸/天的干煤粉氣化技術(shù)、1500噸/天的固定床固態(tài)排渣氣化技術(shù)、1000噸/天的固定床連續(xù)液態(tài)氣化技術(shù)。

二要積極開發(fā)煤制清潔液體燃料和高能液體燃料。下一步要開展單系列100萬～180萬噸/年直接液化制高能燃料技術(shù)開發(fā)與示范，單系列100萬噸/年煤油共煉工程示范，單系列100萬噸/年以上的費(fèi)托合成高端化學(xué)品工程示范，推進(jìn)煤制清潔液體燃料的高端化。

三要大力發(fā)展煤制天然氣。發(fā)展煤制天然氣，能有效彌補(bǔ)供應(yīng)缺口，重點(diǎn)開發(fā)甲烷化關(guān)鍵技術(shù)及工程化示范研究，獲得單系列20億立方米/年自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。

四要有序發(fā)展煤制烯烴，積極發(fā)展煤制芳烴。加快研發(fā)單系列60萬～100萬噸/年新一代甲醇制烯烴技術(shù)，單系列100萬噸/年大型甲醇合成技術(shù)與裝備，單系列100萬噸/年煤制芳烴技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)乙二醇商業(yè)化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量提升。

五要研究開發(fā)煤制氫氣。研究新一代煤催化氣化制氫、氫氣純化技術(shù)，開發(fā)氫氣存儲、運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵材料及技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本氫氣的制取、存儲、運(yùn)輸、應(yīng)用一體化，以及加氫站現(xiàn)場儲氫、制氫模式的標(biāo)準(zhǔn)化和推廣應(yīng)用，為氫燃料利用提供技術(shù)支撐。

六要研究開發(fā)煤制碳纖維。在碳纖維制備技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度最高（7.02GPa）、單絲直徑最細(xì)（5.3μm）的碳纖維制備，達(dá)到世界先進(jìn)水平；進(jìn)一步研發(fā)抗拉強(qiáng)度超過9GPa、單絲直徑低于4μm的碳纖維；在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向上，形成高強(qiáng)型碳纖維單線產(chǎn)能產(chǎn)量達(dá)到千噸級并配套原絲產(chǎn)業(yè)化制備，高強(qiáng)中模型碳纖維實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，高模型和高強(qiáng)高模型碳纖維突破產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)；擴(kuò)大碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場，基本滿足國家重點(diǎn)工程建設(shè)和市場的需求。

多聯(lián)產(chǎn)打造下游產(chǎn)品群
□ 石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院副總工程師 劉延偉



企業(yè)要充分利用煤鹽油氣組合資源優(yōu)勢，通過煤氣化、原鹽電解、天然氣重整、石油煉制四大龍頭平臺，采用“氣化平臺、一頭多尾”和專業(yè)化運(yùn)營方式實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，針對電子電氣、半導(dǎo)體存儲芯片、航空航天、軌道交通、新能源和環(huán)保處理等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，打造下游高端產(chǎn)品群。

高端與專用化學(xué)品群方面，可利用煤氣化、原鹽電解和天然氣重整獲得的合成氣、氯氣、回收N2、H2S、碳四組分以及甲醇等基礎(chǔ)原料，采用羰基合成技術(shù)、加氫技術(shù)、費(fèi)托合成和有機(jī)合成等技術(shù)，延伸高端羰基合成產(chǎn)品，包括丁辛醇、新戊二醇（NPG）、三羥甲基丙烷（TMP）、異壬醇（IPA）、2-丙基庚醇（2-PH）、丙醛、丙醇、丙酸、甲基丙烯酸酯（α-MMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；氫氣下游產(chǎn)品，包括甲基異丁基酮（MIBK）、1,4-環(huán)己二甲醇（CHDM）、特種聚酯（PETG）、雙氧水（H2O2）、環(huán)氧丙烷（HPPO）、聚醚多元醇（PPG）、1,4-丁二醇（BDO）、己內(nèi)酰胺（CPL）、己二胺（HMD）、己二腈（ADN）和CO2系列產(chǎn)品。

聚烯烴產(chǎn)品群方面，可利用MTO生產(chǎn)的丙烯（C3）資源可延伸環(huán)氧丙烷（HPPO）、丙烯腈（AN）、冰丙烯酸（GAA-SAP）、苯酚丙酮－雙酚A－PC、甘油法環(huán)氧氯丙烷等高附加值高端石化產(chǎn)品；利用MTO聯(lián)產(chǎn)的C4正丁烯組分可延伸異壬醇（IPA）、2-丙基庚醇（2-PH）、丁二烯、CPL/HMD/AND、ABS、SBS、SIS、SEBS、聚異丁烯、聚丁烯-1和順丁橡膠等高附加值產(chǎn)品。

芳烴乙二醇聚酯產(chǎn)品群方面，可利用煤氣化制甲醇再轉(zhuǎn)化制芳烴，或煤焦油經(jīng)石腦油制芳烴，以及合成氣制乙二醇、BDO延伸芳烴聚酯產(chǎn)業(yè)群，具體產(chǎn)品包括PTA、特種聚酯系列產(chǎn)品（PET、PTT、PCT、PETG、APET、CPET、PBT、PBS、PABT和PTF等）、聚酯彈性體（TPEE）、滌綸工業(yè)絲、中空纖維、超細(xì)纖維、BOPET薄膜和光學(xué)薄膜材料、環(huán)己酮和己二酸等高附加值產(chǎn)品。

煤基α-烯烴合成油性能優(yōu)
□ 山西潞安納克碳一化工有限公司董事長 張一波



從2012年開始，我國煤基合成油行業(yè)正式進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)階段，神華集團(tuán)、潞安集團(tuán)、伊泰公司等企業(yè)已建成一系列煤基合成油項(xiàng)目。隨著商業(yè)化裝置的陸續(xù)建成投產(chǎn)，中國煤基合成油產(chǎn)能得到迅速提升。
   
PAO是聚α-烯烴合成基礎(chǔ)油，具有優(yōu)異的高低溫性能，是極端條件下潤滑油的理想組分。該產(chǎn)品具有高黏溫性能和潤滑性能，高閃點(diǎn)和低蒸發(fā)性能，優(yōu)異的抗氧化性能，優(yōu)異的剪切穩(wěn)定性和水解安定性，目前主要應(yīng)用于合成發(fā)動機(jī)油、液壓傳動液、齒輪油、壓縮機(jī)油等產(chǎn)品。潞安集團(tuán)生產(chǎn)的PAO150與進(jìn)口PAO150參數(shù)進(jìn)行對比，黏度指數(shù)幾乎接近，傾點(diǎn)也相差不大，其他指標(biāo)都是很接近。

目前，潞安集團(tuán)與中科院上海高等研究院先進(jìn)潤滑材料實(shí)驗(yàn)室在煤制油高質(zhì)化方面開展合作，結(jié)合80萬噸/年煤制油項(xiàng)目，在以煤制α-烯烴為原料合成PAO、溶劑油，以費(fèi)托合成蠟為原料通過加氧異構(gòu)生產(chǎn)Ⅲ類+潤滑油基礎(chǔ)油等方面開展研究。

潞安集團(tuán)已有多個煤基α-烯烴合成油生產(chǎn)線在建設(shè)。其中，2萬噸/年高粘度PAO項(xiàng)目已于2015年10月份投產(chǎn)，主要生產(chǎn)PAO150和PAO200，目前面向市場銷售；與雪佛龍合作的35萬噸/年Ⅲ類+CTL基礎(chǔ)油項(xiàng)目已建成，預(yù)計(jì)今年六七月產(chǎn)出產(chǎn)品；3000噸/年低粘度mPAO實(shí)驗(yàn)室階段效果很好，目前正在中試放大，預(yù)計(jì)2018年10月份建成。

高低溫費(fèi)托合成助力高端化
□ 兗礦集團(tuán)煤制油項(xiàng)目二期籌備處副主任 董滿祥



陜西未來能源化工有限公司100萬噸/年煤間接液化示范項(xiàng)目采用了兗礦集團(tuán)有限公司自主知識產(chǎn)權(quán)的低溫費(fèi)托合成專利技術(shù)，已于2015年8月試車成功并產(chǎn)出合格油品，正連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)能為115萬噸/年油品及化學(xué)品，其中低凝、高十六烷值柴油產(chǎn)能79萬噸/年，石腦油產(chǎn)能26萬噸/年，液化石油氣產(chǎn)能10萬噸/年。

目前，未來能源正在規(guī)劃后續(xù)的400萬噸/年煤間接液化項(xiàng)目，將采用具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型高低溫費(fèi)托合成聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。該項(xiàng)目計(jì)劃設(shè)置2條100萬噸/年高溫費(fèi)托和2條100萬噸/年低溫費(fèi)托生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)汽油、航煤、柴油、潤滑油基礎(chǔ)油等特色油品產(chǎn)量200萬噸/年；PE、PP、丙烯腈、丁腈橡膠等特色化工產(chǎn)品產(chǎn)量200萬噸/年。

兗礦根據(jù)高低溫費(fèi)托合成的不同工藝特點(diǎn)來規(guī)劃不同下游產(chǎn)品。與其他工藝相比，未來能源低溫費(fèi)托合成技術(shù)生成的費(fèi)托蠟產(chǎn)物更重，更適宜生產(chǎn)高熔點(diǎn)的高硬蠟。高溫費(fèi)托合成輕油族組成以烯烴為主（約64%），是分離提純生產(chǎn)α烯烴的優(yōu)質(zhì)原料。高溫費(fèi)托合成重油主要分布在C16~C50，經(jīng)加工處理后生產(chǎn)柴油和汽油。高溫費(fèi)托合成尾氣中，甲烷、乙烯、丙烯等烴類質(zhì)量百分含量約79%，經(jīng)深冷等分離后可生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等高附加值產(chǎn)品。

煤基石墨烯應(yīng)用前景好
□ 西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院副院長 張亞婷



煤中芳香結(jié)構(gòu)單元可以構(gòu)筑煤基石墨烯。褐煤適合于催化熱解后再通過氣相沉積制備石墨烯；煙煤和無煙煤適合石墨化后通過活性粒子作用制備石墨烯。

3D煤基石墨烯對于CO2光催化還原反應(yīng)具有很好的效果，其作用于CO2光催化還原反應(yīng)時，目標(biāo)產(chǎn)物甲醇產(chǎn)率最高達(dá)65.91μmol/g·cat，約為以HNGO為催化劑光催化還原CO2時的3.5倍；而附載ZnO之后的ZnO/3D煤基石墨烯作用于CO2光催化還原反應(yīng)，目標(biāo)產(chǎn)物甲醇產(chǎn)率最高達(dá)193.95μmol/g.cat，約為RGO為催化劑光催化還原CO2時的5倍多。

煤基石墨烯宏觀體超級電容器性能也比較優(yōu)異。煤基石墨烯宏觀體電極在6mol/L KOH、1mol/L H2SO4和1mol/L Na2SO4電解液中的法拉第電阻分別為0.32Ω、0.63Ω和3.68Ω，表明3D-煤基石墨烯電極在6mol/L KOH電解液中具有最快的電極/電解液界面電荷轉(zhuǎn)移速率。煤基石墨烯宏觀體電極在6 mol/L KOH電解液中以0.5 A/g的電流密度恒電流充放電1000次后的電容保持率最高，為91.6%。

中間相炭微球技術(shù)瓶頸需突破
□ 天津大學(xué)化工學(xué)院教授、天津化學(xué)化工協(xié)同創(chuàng)新中心 王成揚(yáng)



碳質(zhì)中間相是一種液晶物質(zhì)，一般被認(rèn)為是盤狀芳烴分子構(gòu)成的向列相液晶，具有光學(xué)雙折射特性。碳質(zhì)中間相包括球形中間相和體中間相，生產(chǎn)原料為重質(zhì)芳香烴類混合物，如瀝青、重質(zhì)油等。

中間相炭微球具有杰出的物化性能，化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性都很優(yōu)良。從中間相小球出發(fā)可以制備高密高強(qiáng)C/C復(fù)合材料、高性能液相色譜柱材料、高比表面積活性炭材料、鋰離子電池負(fù)極材料等一系列高性能碳材料。

但是，目前中間相炭微球技術(shù)由于中間相炭微球反應(yīng)收率低、電化學(xué)容量偏低、二次瀝青回收利用難、生產(chǎn)成本偏高等問題限制了其應(yīng)用。

這些問題都需要對應(yīng)的方法來解決。其中，中間相炭微球反應(yīng)收率低可通過高活性組分共聚、大球破碎再利用等辦法解決；電化學(xué)容量偏低可通過增加穩(wěn)定化工藝，去除超微顆粒、提高石墨化溫度或減少原料中原生QI、增加二次QI含量等辦法解決；二次瀝青回收利用問題可通過低QI含量浸漬瀝青混配后繼續(xù)使用等方法來解決；生產(chǎn)成本偏高可通過降低能耗、減少溶劑損失、提高自動化水平或開發(fā)高端負(fù)極材料等方法解決。

三嗪醇固定CO2獨(dú)辟蹊徑
□ 山東大學(xué)教授 朱維群



CO2的捕集封存（CCS/CCUS）在國內(nèi)外仍處于研發(fā)和示范階段，面臨高成本、高能耗、長期安全性和可靠性不確定等突出問題。目前，世界上還沒有一條比較理想的CO2化學(xué)封存利用技術(shù)路線。

雖然二氧化碳驅(qū)油被認(rèn)為是目前較好的CCUS方法，但驅(qū)油所用CO2大約會有2/3回到地表，不宜當(dāng)作長期性的方法使用。此外，采用CCS技術(shù)會增加25%~40%的額外能耗，投資巨大且不具備經(jīng)濟(jì)效益。

三嗪醇是白色固體，無色無味，物理性質(zhì)穩(wěn)定，目前產(chǎn)品利潤1500元/噸以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著，市場應(yīng)用前景廣闊。因此我們提出，可利用一部分H2與伴生的N2反應(yīng)成NH3，NH3再與CO2在一定工藝過程條件下得到能耗少、CO2含量最高的穩(wěn)定固體產(chǎn)品三嗪醇，剩余的H2再去發(fā)電。

經(jīng)計(jì)算，生產(chǎn)1噸三嗪醇產(chǎn)品需消耗1噸CO2，從化學(xué)反應(yīng)來說，這是封存利用CO2最有效的化學(xué)反應(yīng)，也是氫耗量（能量消耗）最少的固定CO2過程。

這條化石燃料環(huán)境友好的能源路線，可以在現(xiàn)有燃?xì)怆姀S、燃煤電廠、煤制天然氣及煤制油工廠進(jìn)行二氧化碳的封存利用。

打造四條煤基新材料產(chǎn)業(yè)鏈
□ 中國平煤神馬集團(tuán)能源化工研究院煤鹽化工研究所副所長 李志越



平煤神馬圍繞煤炭就地轉(zhuǎn)化，在加減乘除上做文章，走出了一條傳統(tǒng)能源化工企業(yè)獨(dú)具特色的轉(zhuǎn)型發(fā)展新路徑。在保證煤炭產(chǎn)業(yè)安全高效的同時，平煤神馬通過發(fā)展煤焦化工，從原煤開始打通了高效清潔煉焦、電子級硅基新材料、炭素新材料和尼龍化工等4條產(chǎn)業(yè)鏈。

在煤基尼龍化工產(chǎn)業(yè)鏈方面，平煤神馬以煉焦產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的氫氣為原料，建成了己二酸/己內(nèi)酰胺國內(nèi)單套最大生產(chǎn)能力裝置，創(chuàng)出建設(shè)周期最短、開車出成品時間最短、極端天氣下一次開車成功、負(fù)荷超百時間最短、優(yōu)等品率最高等多項(xiàng)業(yè)內(nèi)紀(jì)錄。

2016年末，己二酸/己內(nèi)酰胺項(xiàng)目一期工程順利竣工。之后，總投資50億元的二期工程正式啟動，預(yù)計(jì)建成后將達(dá)到年產(chǎn)雙30萬噸的規(guī)模。

煤基電子級硅基新材料產(chǎn)業(yè)鏈方面，平煤神馬采用硅烷法制備高純硅烷，成功把焦?fàn)t煤氣產(chǎn)業(yè)鏈延伸到電子級硅基新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。通過與上海交大合作，公司開發(fā)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的高純硅烷，打破了國外技術(shù)壟斷。目前，平煤神馬建成了600噸氫氣制硅烷中試裝置，純度達(dá)到了99.999999%的國內(nèi)最高水平。投資10億元的硅烷二期工程——年產(chǎn)3000噸硅烷氣項(xiàng)目已于2015年底開工，建成后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值20億元、利稅3億元。

焦?fàn)t煤氣熱量回收利用可行
□ 精餾技術(shù)國家工程研究中心技術(shù)副總監(jiān) 朱洋



傳統(tǒng)煤氣冷卻凈化采用氨法噴淋冷卻來實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)有利于防止荒煤氣中的化學(xué)產(chǎn)品發(fā)生裂解，且有利于回收化學(xué)產(chǎn)品，降低輸送煤氣的管道和設(shè)備尺寸，特別是降低鼓風(fēng)機(jī)的負(fù)荷及能耗；但是，過程中能量損耗和水耗較大，并且會相應(yīng)產(chǎn)生一定量的廢水、污水。

目前，精餾技術(shù)國家工程研究中心研究了焦?fàn)t煤氣熱量回收利用技術(shù)——急冷熱回收工藝。該技術(shù)已多次成功應(yīng)用于石化工程，工程實(shí)踐可行。該技術(shù)具有3個特點(diǎn)：急冷介質(zhì)為常用工業(yè)油品，性質(zhì)穩(wěn)定，無毒；工藝流程簡短，投資相對較�。换厥盏臒崃靠稍诒緩S區(qū)就地利用，也可發(fā)電外供。

該技術(shù)是先將來自煉焦?fàn)t的高溫荒煤氣進(jìn)入油洗急冷塔進(jìn)行急冷換熱，并將荒煤氣中的煤焦油等組分通過急冷油吸收分離；之后，將吸收焦油和粉塵的急冷油在較高溫度下進(jìn)行過濾除塵，再將熱量換出進(jìn)行利用，用于發(fā)電或?qū)ζ渌�流股進(jìn)行預(yù)熱。經(jīng)過換熱的吸收液一部分循環(huán)進(jìn)入急冷塔，一部分排出后對其中的煤焦油進(jìn)行綜合利用。急冷塔上層的水洗急冷也采用循環(huán)取熱操作，油水分液所得的油相進(jìn)入底部油洗急冷段，最終實(shí)現(xiàn)水耗、能耗等方面的節(jié)省與潔凈生產(chǎn)。

焦化新技術(shù)取得兩大進(jìn)展
□ 太原理工大學(xué)煤化工研究所副所長 苗茂謙



在焦化方面，高校和企業(yè)合作的新技術(shù)取得了一定進(jìn)展，尤其是熱解煤氣共制合成氣技術(shù)和焦?fàn)t氣中低溫?fù)Q熱式合成天然氣技術(shù)。

太原理工大學(xué)氣化煤氣與熱解煤氣共制合成氣技術(shù)在催化劑積碳失活問題上改 “堵”為“疏”，在催化劑設(shè)計(jì)上不試圖阻止它“長碳”，而是促進(jìn)其轉(zhuǎn)移變得“利消”，最終解決積碳失活問題。該技術(shù)以合成天然氣為目標(biāo)產(chǎn)品，過程中無水蒸氣消耗，合成氣成本可降低20%，工藝節(jié)能5%~7%，CO2減排大于90%。

另外，太原理工大學(xué)與山西同世達(dá)煤化工有限公司合作開發(fā)了焦?fàn)t氣中低溫?fù)Q熱式合成天然氣技術(shù)，并建立了5000標(biāo)準(zhǔn)立方米/天試驗(yàn)裝置。該裝置累計(jì)運(yùn)行約1000小時，絕熱段甲烷化運(yùn)行溫度550~580℃，換熱段起活溫度245~300℃，CO轉(zhuǎn)化率≥99%， CO2轉(zhuǎn)化率≥97%，甲烷選擇性≥99%。

在該實(shí)驗(yàn)裝置中自主研發(fā)的科靈新工藝（連續(xù)再生），利用工藝氣中的氧或補(bǔ)氧實(shí)現(xiàn)脫硫劑再生，同時脫除無機(jī)硫和有機(jī)硫，使脫硫精度≤0.05ppm。此外，該裝置還采用換熱式等溫反應(yīng)器，單位容積催化劑的換熱面積100m2/m3，達(dá)到甚至超過列管式反應(yīng)器水平。

煤基含氧化學(xué)品經(jīng)濟(jì)性更好
□ 上海華誼集團(tuán)技術(shù)研究院常務(wù)副院長 張春雷



近年來，煤化工尤其是焦炭、蘭炭、電石/乙炔、PVC、甲醇、乙烯、丙烯、乙二醇等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但大都是粗放型發(fā)展，產(chǎn)品基本是基礎(chǔ)化工原料和基礎(chǔ)材料，附加值較低、能耗高、排放大；采用煤基合成氣和煤基烯烴通過烯烴氧化、氫化、羰基化等過程合成高附加值含氧化學(xué)品，進(jìn)而發(fā)展化工新材料等清潔生產(chǎn)新工藝的較少。

從市場空間看，合成氣制下游高附加值含氧化學(xué)品不僅市場發(fā)展空間大，而且，從煤基合成氣出發(fā)生產(chǎn)含氧化學(xué)品如醇、醛、酮、酸、酯、酐等和含氧高分子材料如聚酯等，比生產(chǎn)烯烴/聚烯烴等更清潔、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保。因?yàn)楹铣蓺庵械腃O分子本身含氧，如果不被生成下游含氧化學(xué)品，就會消耗氫生成廢水。

為此，上海華誼集團(tuán)技術(shù)研究院開發(fā)了從合成氣、烯烴出發(fā)，合成（甲基）丙烯醛、（甲基）丙烯酸及其下游系列含氧產(chǎn)品的工藝； 用碳四路線合成異丁醛/醇和新戊二醇及MAL選擇加氫直接合成MAO技術(shù)。

濕法脫硫新技術(shù)推廣入佳境
□ 長春東獅科貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司副總經(jīng)理 畢寶寬



高濃度含硫氣體脫硫目前在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題較多。從這幾年工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際情況看，如果使用傳統(tǒng)的填料塔來進(jìn)行高濃度含硫氣體脫硫，會面臨堵塔及影響再生等問題。而且CO2分壓越高，這種現(xiàn)象就越明顯。在“四高”（高硫、高壓、高CO2、高凈化度）工況下，東獅濕式氧化法脫硫新技術(shù)采用高效傳質(zhì)技術(shù)，靈活組合吸收工藝，簡化了流程，提高了脫硫效率，降低了設(shè)備投資成本；采用富液增容技術(shù)，進(jìn)一步提高半富液的硫容，減少再生液量，降低動力消耗和整體投資。該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了快速吸收與慢速再生結(jié)合的目的，有效控制了CO2對脫硫系統(tǒng)的影響，并采用差壓能量回收技術(shù)，可降低30%左右的動力消耗，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)化。

比如紹興某化工廠脫硫裝置采用水煤漿制氣，并摻燒危廢。其變換氣壓力為1.75MPa，硫化氫干基體積百分比達(dá)到0.25%，脫硫之后凈化氣要求硫化氫含量小于等于30mg/Nm3，實(shí)際運(yùn)行小于3.7mg/Nm3。我們在設(shè)計(jì)中采用了組合式吸收技術(shù)和新型脫硫塔技術(shù)——復(fù)合脫硫塔相結(jié)合的工藝方案，從很大程度上防止和減緩了堵塔問題。

此外，東獅承接的浙江某公司變脫裝置增容改造項(xiàng)目也取得了顯著效果，為2MPa中小氣量潔凈煤氣化項(xiàng)目應(yīng)用濕式氧化法脫硫技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。該改造項(xiàng)目是“四高”工況，因此采用了對沖式管道反應(yīng)技術(shù)+新型組合傳質(zhì)技術(shù)，并使用高效組合吸收技術(shù)提高硫容。改造完成后，變換氣處理量由17000Nm3/h增加到22000Nm3/h，變換氣中硫化氫含量為2.5g/Nm3，最高為5.5g/Nm3。

目前，東獅公司已擁有濕法脫硫領(lǐng)域6項(xiàng)專利技術(shù)及多項(xiàng)專有（專用）技術(shù)，采用濕式氧化法脫硫新技術(shù)已配套完成了30余套常（加）壓粉煤氣化裝置硫化氫脫除的工程設(shè)計(jì)工作。

甲醇制乙醇走向個性化
□ 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司碳一化學(xué)技術(shù)研究所主任 李揚(yáng)



乙醇汽油是一種綠色產(chǎn)品，通過添加10%的乙醇可減少汽車尾氣CO排放量30%、烴類排放量40%、PM2.5排放36%、苯等致癌物排放量25%。但從全球范圍看，99%以上的乙醇采用農(nóng)作物發(fā)酵生產(chǎn)，對糧食的消耗較大。在這種情況下，煤合成乙醇就成為大規(guī)模、低成本的選擇。

從國內(nèi)投入運(yùn)行的煤合成乙醇工業(yè)裝置看，各企業(yè)前段技術(shù)略有差異，但最終都是通過醋酸加氫或醋酸酯加氫來生產(chǎn)。

西南院研發(fā)了四條甲醇制乙醇技術(shù)的工藝線路：甲醇-醋酸-醋酸乙酯-乙醇（路線一），甲醇-醋酸-乙醇（路線二），甲醇-醋酸甲酯-乙醇（路線三），甲醇-二甲醚-醋酸甲酯-乙醇（路線四）。四條路線的核心技術(shù)都是羰基合成技術(shù)和催化加氫技術(shù)，核心問題都是關(guān)注碳鏈增長和目標(biāo)產(chǎn)物高選擇性，用相同的原料，以不同的低碳醇/醚作為中間介質(zhì)，經(jīng)過羰基合成技術(shù)產(chǎn)生酸/酯，再通過催化加氫技術(shù)來生產(chǎn)高碳醇。

其中，路線一于2012年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首家醋酸制乙醇技術(shù)轉(zhuǎn)讓。目前，已轉(zhuǎn)讓裝置全部運(yùn)行成功，且已運(yùn)行裝置單套最大產(chǎn)能超過45萬噸/年。該技術(shù)近10年來也在持續(xù)研發(fā)，在催化劑體系改進(jìn)、關(guān)鍵設(shè)備放大、流程優(yōu)化方面進(jìn)行了深入研究，目前具備單套80萬噸/年的技術(shù)水平。路線二方面，2016年西南院與成達(dá)公司（原化八院）簽署了共同開發(fā)和推廣協(xié)議。

目前，西南院根據(jù)個性化選擇適合的路線，為具有甲醇、醋酸、粗醋酸甲酯或工業(yè)排放氣等產(chǎn)品的企業(yè)提供甲醇制乙醇技術(shù)。

技術(shù)升級帶來效益提升
□ 上海浦景化工技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理助理 魯文質(zhì)



目前國內(nèi)運(yùn)行的單套規(guī)模最大煤制乙二醇裝置（新杭能源30萬噸/年），是浦景化工技術(shù)許可的第一套工業(yè)化裝置。該裝置于2012年3月完成工藝設(shè)計(jì)包(PDP）、2015年3月20日投料開車、2015年3月26日產(chǎn)出聚酯級乙二醇。

該工業(yè)化裝置在2016年6月~9月由浦景化工對其技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化升級，進(jìn)一步提升碳酸酯產(chǎn)品純度，純度由≤80%提升到≥99%，也使得產(chǎn)品價格由1000元/噸左右提升到4500元/噸。該裝置于2017年12月完成擴(kuò)能設(shè)計(jì)，并于2018年7月實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能投產(chǎn)。投產(chǎn)后，裝置產(chǎn)能由30萬噸/年擴(kuò)至40萬噸/年，更換了2代羰化催化劑后，用量降低22%。

傳統(tǒng)合成PGA工藝路線有氯乙酸水解法路線和羥基乙腈路線。其中，氯乙酸水解法采用濃鹽酸，原料生產(chǎn)成本高、流程長、收率低，僅適用于小規(guī)模生產(chǎn)。同時，氯乙酸有劇毒及強(qiáng)腐蝕性，會造成環(huán)境污染，使設(shè)備投資增加，獲得的乙醇酸產(chǎn)品中可能含有微量的Na/K金屬離子或Cl離子。羥基乙腈法雖工藝技術(shù)簡單，但原料氰化物劇毒，對安全、環(huán)境影響巨大，獲得的乙醇酸產(chǎn)品中可能含有微量的Na、K等金屬離子，以及S、Cl等離子，如不做后續(xù)處理，容易影響PGA的產(chǎn)品質(zhì)量。

而浦景化工開發(fā)的合成氣制聚乙醇酸（PJ-PGA）工藝路線，通過煤制合成氣羰化生成草酸二甲酯，再加氫生成乙醇酸/酯，之后聚合為聚乙醇酸。其中，草酸二甲酯羰基化反應(yīng)中，DMO單程轉(zhuǎn)化率大于99.9%，已完成年產(chǎn)8000噸的工業(yè)化示范。這種工藝路線不僅適合我國多煤少油的國情，而且擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，可大規(guī)模、連續(xù)地綠色生產(chǎn)低成本的乙醇酸（GA）單體。

PGA可用于生物醫(yī)藥、頁巖氣開發(fā)和高端包裝材料。由于PGA具有良好的力學(xué)性能，且PGA壓裂球可完全在水中降解，頁巖氣開采市場對PGA的需求將達(dá)到萬噸級，價格也有望達(dá)到100萬元/噸。

延伸三大產(chǎn)業(yè)鏈
□ 北京旭陽科技有限公司化工研究事業(yè)部經(jīng)理 王耀紅



目前，北京旭陽正在發(fā)展甲醇產(chǎn)業(yè)鏈、苯產(chǎn)業(yè)鏈和焦油產(chǎn)業(yè)鏈。

其中，甲醇產(chǎn)業(yè)鏈以甲醇為原料，以甲醛為中間介質(zhì)，通過不同工藝制得下游的聚甲氧基二甲醚（DMMn）、聚甲醛、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酯甲酯、對二甲苯、不飽和聚酯和醇酸樹脂。

苯產(chǎn)業(yè)鏈，以焦化粗苯為原料，通過不同工藝生產(chǎn)乙炔、己二酸、己二胺、尼龍6等產(chǎn)品。

焦油產(chǎn)業(yè)鏈，以焦油為原料，通過不同工藝生產(chǎn)對苯二酚、高間位比混甲酚、純間/對甲酚、萘二甲酸、鄰苯二甲酰亞胺、萘二甲酸等產(chǎn)品。

目前公司的中試產(chǎn)品有聚對苯撐苯并二噁唑纖維（PBO）、三聚甲醛、PBS/PBAT，聚甲醛晶核劑、尼龍彈性體、PP催化劑、球形催化劑載體等煤基新材料和聚甲氧基二甲醚、離子液體催化劑、脫硫劑、循環(huán)水藥劑、混甲酚分離、環(huán)戊烷等煤基高端新材料。

其中，三聚甲醛和聚甲醛晶核劑的中試產(chǎn)能達(dá)到了1500噸/年；聚甲氧基二甲醚和環(huán)戊烷產(chǎn)能達(dá)到了1000噸/年。