神雾环保技术股份有限公司(以下称神雾环保)在北京发布颠覆性的煤化工技术——“乙炔法煤化工新工艺”(下称新工艺)。与其它煤化工技术相比,这项由我国民营科技企业自主研发、全球首创的新工艺为我国现代煤化工开辟出一条全新的工艺路径,能源利用效率更高、水耗更低、污染物排放更少、经济效益更好,将为我国实现煤炭清洁高效利用,重塑能源生产与消费体系,推动绿色低碳发展提供重要的科技支撑。
与目前国际流行的以煤炭气化为龙头的现代煤化工工艺路线不同,新工艺通过颠覆性技术创新,以“蓄热式电石生产新工艺”为核心,在生产低成本乙炔的同时,还能生产出大量低成本的合成气(氢气和一氧化碳)、石油、天然气等,进而可大量生产烯烃、汽柴油、甲醇、天然气、乙二醇、芳烃等重要的能源化工产品。
新工艺把中低阶煤炭与生石灰混合造块后,在隔绝空气的条件下,加热到900℃以上,使其中的挥发份分解,产生合成气、人造天然气和人造石油等;没有分解的碳与石灰在高温下反应生成电石和一氧化碳,电石与水反应生成乙炔,乙炔往下游延伸合成聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、1,4-丁二醇、丙烯酸、芳烃、橡胶等重要化工产品。新工艺是以煤制乙炔为龙头的碳二化工工艺,又同时发挥了碳一化工、碳二化工和石油天然气化工三种路线各自的优势,具有显著的经济优势和环保优势。
在能源转换效率上,煤气化工艺和新工艺都近80%以上,但煤气化仅仅获得了合成气,是最初级的化工原料,所有终端产品尚需进一步的复杂合成才能获得。而新工艺同时获得了合成气、石油天然气和乙炔,三种产品按热值占比分别为24%、38%和38%,不仅有初级原料,还有更高级的油气、乙炔等原料,这是煤气化合成气还需要进一步反应才可以获得的,相当于新工艺一步就可以获得煤气化下游需要2—3步反应转化才能获得的能源化工产品,缩短了工艺流程、降低了系统能耗。
在投资上,以100万吨烯烃项目为例,煤气化法煤化工需投资约280亿元,新工艺需要约200亿元,减少28%;在能耗上,新工艺生产每吨烯烃的煤耗下降约26%;在水耗上,煤气化生产每吨烯烃耗水量约27吨,新工艺需要约13.2吨,下降约50%;在排放上,煤气化生产每吨烯烃排放二氧化碳约7.5吨,新工艺排放约4.73吨,下降约37%;在成本上,新工艺生产每吨烯烃成本下降15%以上。此外,煤气化生产每吨烯烃副产约0.06吨碳四/碳五,而新工艺可副产0.4—0.7立方米天然气和0.15-0.2吨石油,综合效益更好。
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基础化工原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,迄今为止世界范围内的低碳烯烃绝大多数由石油、天然气作为原料加工得来。近十年来我国大力发展煤化工,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。
吴道洪博士表示,神雾环保颠覆性的乙炔法制烯烃路线,完全颠覆了上述两种烯烃生产路线,直接用乙炔制乙烯流程短、投资少、能源转化效率高、水耗少、产品成本更低。新工艺为我国煤炭清洁高效利用创新出了一条新途径,我国大力发展现代煤化工有了更好的技术选择。这意味着以中低阶煤炭和石灰为原料、以电为能源可以生产目前石油化工行业的所有下游化工产品,我国每年13.2万亿元的石化产品有望摆脱对外依赖的局面,能源安全将有新的保障。