滾滾烏金走上了清潔高效利用之路。
有“中國科威特”之稱(chēng)的榆林，可以把煤炭“化身”液體汽柴油、無(wú)色透明的乙醇、白色晶體顆粒的聚乙烯和聚丙烯，還有乙二醇、丁辛醇等豐富的精細化工產(chǎn)品……
如今，榆林已成為我國西部地區乃至全國重要的能源化工基地。
煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途——車(chē)輛駛入榆神工業(yè)區，醒目的標語(yǔ)映入眼簾。相比4年多前記者第一次來(lái)到這里，園區面貌煥然一新。一片片巨型裝置高聳林立，有球型圓罐、聳立高塔或呈圓柱體的龐然大物，乳白、淺藍等顏色的管廊縱橫，還能看見(jiàn)延長(cháng)石油、陜西煤化、榆林能源等不同企業(yè)的標示。如今，這里已成為西部地區乃至全國重要的能源化工基地。
在榆林，煤炭可以“化身”液體汽柴油、無(wú)色透明的乙醇、白色晶體顆粒的聚乙烯和聚丙烯，還有乙二醇、丁辛醇等豐富的精細化工產(chǎn)品，滾滾烏金走上了清潔高效利用之路。未來(lái)5年，榆林還將舉全力建設世界一流高端能源化工基地?？渴裁醋錾钭黾毭夯ぎa(chǎn)業(yè)?科技創(chuàng )新是背后的最重要推動(dòng)力。
提高綜合能效
熱氣沖天，榆神工業(yè)區一角，工人們頂著(zhù)烈日忙碌。這是50萬(wàn)噸/年煤基乙醇項目建設現場(chǎng)，下個(gè)月，這一全球最大的煤基乙醇工程就將正式投產(chǎn)，解決“煤變酒精”這道世界級難題，靠的是由中科院大連化物所開(kāi)創(chuàng )的具有完全自主知識產(chǎn)權的技術(shù)路線(xiàn)。
“煤炭在我國現代能源體系中具有舉足輕重的地位，但面對‘雙碳’目標，煤炭自身也需要改變，朝著(zhù)清潔化、低碳化方向發(fā)展。”中國工程院院士、中科院大連化物所所長(cháng)劉中民表示，煤基乙醇就是一條清潔高效利用的全新路線(xiàn)，可有效提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能。
除了榆神工業(yè)區，榆林還布局了靖邊、榆橫等多個(gè)園區，側重點(diǎn)雖有不同，目標卻都是為了走好煤炭精深加工之路。“1噸煤，價(jià)高時(shí)賣(mài)到上千元，加工成高碳醇產(chǎn)品，市場(chǎng)均價(jià)在1.5萬(wàn)元/噸左右。早在2019年，全球高碳醇市場(chǎng)需求就達到3500多萬(wàn)噸，我國需求量約有800萬(wàn)噸，但長(cháng)期以來(lái)供應受限。”中科院大連化物所研究員丁云杰告訴記者。
聽(tīng)起來(lái)陌生的高碳醇，與我們日常生活息息相關(guān)，增塑劑、洗滌劑、化妝品等生產(chǎn)均會(huì )用到。由丁云杰團隊開(kāi)發(fā)的鈷基漿態(tài)床費托合成制油與碳化鈷基漿態(tài)床合成氣制高碳醇兩種催化劑及其工藝，通過(guò)與陜西延長(cháng)石油榆林煤化公司合作，在榆林完成了工業(yè)化示范。“這是煤炭高值化、精細化利用的又一項重要進(jìn)展。”該公司總經(jīng)理馮成海稱(chēng)，以高碳醇為原料還能生產(chǎn)高碳α-烯烴和短鏈脂肪酸，分別為VI和V類(lèi)潤滑油基礎油的生產(chǎn)提供原料。同期開(kāi)發(fā)的全球首套炭載鈷基漿態(tài)床合成氣制油工業(yè)示范裝置，現已達產(chǎn)達效，為后續大型商業(yè)化裝置運營(yíng)提供技術(shù)支撐。“沒(méi)有成熟經(jīng)驗可參考，從2016年至今，一邊運行一邊技改，項目終于成功試車(chē)，催化劑性能歷經(jīng)考驗。”
從源頭實(shí)現節能降碳
“全球首套”“全國首個(gè)”……諸如此類(lèi)的詞匯，在榆林煤化工行業(yè)并不少見(jiàn)。背后，折射出煤炭走清潔高效利用之路的堅定與執著(zhù)。
陜西延長(cháng)中煤榆林能源化工有限公司副總經(jīng)理呂春成向記者舉了一個(gè)例子：“我公司打造的填平補齊項目甲醇制烯烴裝置，采用新一代DMTO專(zhuān)用催化劑，為提高乙丙烯收率和裝置經(jīng)濟效益注入新動(dòng)能。去年，乙丙烯產(chǎn)量為69.46萬(wàn)噸，內部測算盈利約12.18億元。煤制甲醇的綜合能耗優(yōu)于行業(yè)標桿值，二氧化碳排放量較同行業(yè)先進(jìn)值減少約60%，污水回用率超過(guò)97%。”
延長(cháng)石油集團科技部部長(cháng)王軍峰打開(kāi)手機里的一張照片，只見(jiàn)一輪明月懸掛夜空，下方的試驗裝置熠熠生輝。時(shí)隔2年多，他仍清楚記得當時(shí)情景。
“這是2019年9月13日中秋節那晚，全球首套煤經(jīng)合成氣制低碳烯烴千噸級全流程工業(yè)試驗裝置投料試車(chē)的關(guān)鍵日子。你看，凌晨1點(diǎn)56分拍的。包信和院士、潘秀蓮研究員帶著(zhù)團隊成員認真嚴謹把控每個(gè)細節，大伙兒一起值守到深夜?？吹皆鹿鈨A瀉的瞬間，就覺(jué)得我們要成功了。”
事實(shí)上，這條成功之路已經(jīng)走了十多年。“我們身上穿的衣服、手上拿的礦泉水瓶，很多生活中常見(jiàn)物品的生產(chǎn)都離不開(kāi)含碳資源。在我國，含碳最多的資源就是煤。2007年，我們團隊便提出以煤為原料，由合成氣直接轉化制烯烴的構想。”中國科學(xué)院大連化物所研究員潘秀蓮坦言，傳統用以制烯烴的費托合成路線(xiàn)已有百年歷史，改變意味著(zhù)重重考驗。
“我國煤炭資源分布多的地方，往往又是水資源稀缺地，榆林就是一個(gè)典型。從源頭改變才有可能降低水耗、能耗，把二氧化碳排放降到最低。”潘秀蓮表示，利用納米限域催化新概念，創(chuàng )立OXZEO®催化劑和催化體系，實(shí)現合成氣一步直接轉化制低碳烯烴，為煤炭高效清潔節水轉化提供了一條全新路線(xiàn)?；谠摯呋w系建設的全球首套千噸級工業(yè)試驗裝置，進(jìn)一步驗證了路線(xiàn)的先進(jìn)性和可行性，下一步計劃按30-60萬(wàn)噸規模實(shí)施產(chǎn)業(yè)化放大。
清潔高效利用之路越走越寬
項目積少成多，煤炭清潔高效利用之路越走越寬。在劉中民看來(lái)，榆林肩負著(zhù)更多重任。
“依靠資源優(yōu)勢，榆林已構建了以煤油氣鹽開(kāi)發(fā)為基礎，電力、化工、載能工業(yè)為主導的較為完善的能源工業(yè)體系。要充分挖掘資源潛力，通過(guò)多能互補讓產(chǎn)值升上去、排放降下來(lái)。”劉中民表示，以煤炭清潔高效利用為代表，榆林可作為化石資源富集區低碳化發(fā)展的代表，待取得一定經(jīng)驗后，用相應技術(shù)、理念、模式等為同類(lèi)地區提供參考。
為此，加強科技創(chuàng )新被視為最緊迫的任務(wù)。“榆林有‘中國科威特’之稱(chēng)，煤、氣、油、鹽及可再生能源資源聚集，優(yōu)勢更加突出。再加上當地有產(chǎn)業(yè)轉型需求，我們一拍即合。”榆林中科潔凈能源創(chuàng )新研究院執行院長(cháng)任曉光介紹，以高碳城市的低碳化發(fā)展為目標，該院為榆林打造世界一流高端能源化工基地、創(chuàng )建能源革命創(chuàng )新示范區提供了科技支撐，解決能源安全和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。由中科院大連化物所與該院聯(lián)合設立的煤化工下游產(chǎn)品“高端化、多元化、低碳化”技術(shù)開(kāi)發(fā)專(zhuān)項基金，將用于突破下游高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)的核心技術(shù)。
另?yè)芰质形Ｎ?、市政府副市長(cháng)楊向喜介紹，該市已編制《落實(shí)高端化、多元化、低碳化發(fā)展要求建設國家級能源化工基地(榆林)實(shí)施方案(2022-2030年)》，將全力打造世界級煤化工示范基地。“依托榆林發(fā)展煤化工的成本、規模等優(yōu)勢，加快代表產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向的國能大型煤基可降解材料基地項目、陜煤國內最大電解液生產(chǎn)基地項目、延長(cháng)中科500萬(wàn)噸煤制油項目、中煤二期國家煤化工行業(yè)碳排放評價(jià)試點(diǎn)示范項目等一批全產(chǎn)業(yè)鏈項目落地，探索開(kāi)辟煤化工轉型升級新路徑，推動(dòng)榆林發(fā)展從資源優(yōu)勢轉為經(jīng)濟優(yōu)勢，進(jìn)而轉向創(chuàng )新優(yōu)勢。”
