近日，新形势下的现代煤化工技术发展研讨会在京举行。煤化工领域的多位专家学者、企业代表参会，会上各位代表探讨认为，我国现代煤化工发展前景广阔，尤其是煤制气、煤制氢、煤制乙炔由于资源充足、成本低等因素未来发展潜力巨大。
资料图：煤化工（图片来源：互联网） 煤制气 清洁生产带来巨大潜力
目前中国天然气需求快速增长，每年的缺口达800亿立方米。中国天然气资源匮乏，人均可采储量仅为世界平均水平的5%。未来几年，治理雾霾、“煤改气”和城镇化将进一步加剧“气荒”。这为煤制天然气提供了广阔的发展空间，尤其是目前开发的新型煤制气技术相比于传统煤制气技术，能够避免生产过程中的冷热病，还能提高能效，使污水的排放至少降低30%，进一步满足清洁生产的需要。
中国低碳清洁能源研究所首席技术官徐文强介绍说，煤制天然气是一种资源转化率极高的煤炭资源利用方式。从煤炭利用和转化的能量效率来看，煤炭发电由于远距离输送成本高、储能成本高，能量效率只有39%~42%；传统煤制气的能量效率为50%~52%；而新型煤制气随着技术的进步和成熟，能量利用和转化的效率可以达到60%以上。
徐文强特别强调，新型煤制天然气工艺受益于核心技术———耐硫甲烷化催化剂的应用，流程简化且投资和操作费用低，酸气脱除工序负荷降低1/2。未来随着技术的进步，煤制天然气有望在CO2和H2O存在下保持高活性及稳定性，且抗积碳性力争达到H2∶CO=1∶1。另外，相比于传统煤制气，新型煤制天然气工艺和催化剂在煤制气的生产过程中，无须深度脱硫，天然气管道可以允许H2S<5ppm，为煤制气的广泛应用创造了条件。
煤制氢 成本最低的制氢方式
中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司总工程师陈茂山提到，煤制氢是目前成本最低的制氢方式。
亚化咨询研究表明，在500元/吨的煤价下，大规模煤制氢成本仅为0.7元/Nm3，而当前2.9元/Nm3的天然气制氢成本高达1.3元/Nm3。即使煤价上涨至950元/吨，制氢成本也不过1.26元/Nm3，仍然低于天然气制氢成本。
陈茂山表示，神华目前煤制氢产能20万吨，在世界企业排名第一，有80台煤气化炉，可以为4000万辆燃料电池汽车提供氢。早在2015年，神华在氢气的生产过程中就已经实现了二氧化碳的捕集和封存，实现了零排放和低碳。以成本为例，现在电解水的效率，一般需要4.5千瓦时的电再加上基础设施才能产出1立方米氢气，神华用煤来制氢，只需6毛钱左右就可以制1立方米氢气，相当于石油的十分之一。从氢能用于燃料电池汽车的角度看，一千克氢可以让汽车跑100千米，神华可以生产800万吨氢，按照一辆车一年跑一万八千千米来算，可以提供4500万辆车用氢。
今年5月发布的《中国煤制氢年度报告2017》显示，在高油价时期，炼厂石脑油和重油(或渣油)制氢不具经济性，新建炼厂以煤制氢为主。在低油价时期，重油(或渣油)的竞争力有所提高，煤制氢仍然是中国新建炼化一体化项目的主要选择。长期趋势来看，油价和天然气价格将逐渐走高，而煤炭价格会相对较低。大规模煤气化制氢不仅具备成本优势，而且可以优化炼厂的物料平衡，已经成为中国炼厂制氢的重要发展方向。
多位业内专家指出，在煤炭仍将为主要能源构成的背景下，以大型清洁煤制氢为核心的多联产技术将成为煤炭清洁高效利用重要发展方向，能为未来氢能大规模发展提供大量的、稳定的清洁氢气。随着2016年9月中国加入《巴黎气候变化协定》，承诺减排，未来氢能作为清洁能源得到广泛应用，将给煤制氢带来重大的市场机遇。
煤制乙炔 技术突破后前景无限
中国煤炭储量的55%为低阶煤，高效、高值转化势在必行。据浙江大学化工学院博士张铭介绍，他所参与研究的热等离子体裂解煤制乙炔技术，将煤粉经过等离子体裂解反应所产生的固体产物，进行气固分离，从而制出CH4、CO和H2等气体产物，流程短、低碳、高效、资源消耗低。山西三维集团与俄方合作开发了0.75MW热等离子体煤裂解制乙炔的中试试验，因反应器结焦问题无法解决，被迫中止。因此，这一技术的工程化瓶颈问题还没有解决。
张铭表示，中国作为一个贫油、少气、富煤的国家，克服煤制乙炔工程化瓶颈势在必行。2016年，新疆天业联合相关机构，开发了2MW、5MW的V型炬氢等离子体裂解煤技术，实现75hr稳定操作，但存在明显的放大效应。目前，浙江大学化学工程与生物工程学院、中国科学院新疆理化技术研究所、神雾环保技术股份有限公司等相关科研机构和企业正在努力克服煤制乙炔规模化生产所面临的问题。
业内人士表示，目前我国约有20%的低碳烯烃是由煤气化法制烯烃工艺产出的，但近两年石油价格暴跌使其经济性受到巨大影响。煤制乙炔为我国煤炭清洁高效利用开辟出了一条新途径，若工业化技术取得突破，将对烯烃市场产生巨大影响。（秦雅楠）
转自：中国化工报
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