Ngành hóa chất từ than đang trải qua mùa đông khắc nghiệt? Ba lựa chọn để phá vỡ tình thế khó khăn

Thread Content

Tác giả/Nguồn: Mạng lưới công nghệ phân đạm và metanol Trung Quốc. Mùa đông khắc nghiệt của ngành hóa chất từ than đã đến; các khoản đầu tư và khả năng sinh lời đều giảm mạnh. Việc kiên trì phát triển một cách tỉ mỉ, kéo dài chuỗi giá trị sản xuất và nâng cao giá trị gia tăng của sản phẩm đã trở thành quan điểm chung trong ngành. Vậy, những con đường để tiến hành một cách chi tiết là gì? Chúng có thể trở thành cứu cánh giúp ngành hóa chất từ than thoát khỏi tình trạng khó khăn hay không? Còn những rào cản hạn chế nào nữa? Tại Diễn đàn Phát triển Tinh chế Hóa dầu than Trung Quốc năm 2016 vừa được tổ chức gần đây, các chuyên gia và học giả trong ngành đã cùng nhau thảo luận về vấn đề này. Các phóng viên của tạp chí “Hóa chất than Trung Quốc” cũng đã tiến hành các cuộc khảo sát và phỏng vấn. Lựa chọn thứ nhất: Mở rộng chuỗi công nghiệp. “Than đá vẫn sẽ tiếp tục là nguồn năng lượng chính của Trung Quốc trong thời gian dài nữa.” Hiện giá dầu thấp và giá than cũng rẻ, vì vậy ngành hóa chất từ than vẫn còn nhiều cơ hội phát triển. Điều quan trọng là phải chọn được những sản phẩm và công nghệ phù hợp. ”Giáo sư Kim Dũng, thành viên Viện Kỹ thuật Trung Quốc và giáo sư tại Đại học Thanh Hoa, cho rằng ngành hóa chất từ than hiện đại vẫn đang ở giai đoạn nâng cấp và thử nghiệm, chưa bước vào giai đoạn công nghiệp hóa. Ví dụ, việc chuyển hóa than thành dầu tiềm ẩn những rủi ro nhất định; hiệu suất sử dụng năng lượng thấp (phương pháp trực tiếp là 50%, phương pháp gián tiếp là 40%); chi phí đầu tư cao, mức tiêu thụ nước lớn, lượng khí carbon dioxide thải ra cũng cao; áp lực từ thuế carbon ngày càng tăng. Kim Dũng cho rằng, con đường và triển vọng của ngành hóa chất từ than nằm ở việc phát triển các sản phẩm hóa chất, đặc biệt là những sản phẩm cao cấp, chứ không phải tập trung vào việc sản xuất nhiên liệu dạng lỏng hoặc khí. Mặc dù công nghiệp hóa thạch hiện đại có thể sản xuất ra “triphenyltrien”, nhưng điều đó không nhất thiết mang lại lợi ích kinh tế cao. Cần phải phát triển theo hướng khác biệt hóa, cá nhân hóa và chuyên sâu hóa, thông qua việc chế biến sâu để nâng cao giá trị gia tăng của sản phẩm. Ví dụ như phát triển sáp đặc biệt, α-olefin, dầu bôi trơn, phenol tinh khiết, v.v ； Polyethylene có cấu trúc hai đỉnh do ethylene tạo ra, polyethylene được xúc tác bởi metallocene, polyethylene có khối lượng phân tử cực cao, nylon 66, cao su butyl brom hóa, v.v ； 95% lượng ankin được sản xuất từ quá trình lọc dầu. Dự kiến đến năm 2020, nhu cầu về PX trên thị trường trong nước sẽ lên tới 12 triệu tấn. Từ benzen có thể chế tạo ra nylon 6; từ xylene có thể chế tạo ra PTA (axit p-toluenic) và PET (polyethylene terephthalate), cùng các sản phẩm polyester khác ； Chế biến sâu methanol để tạo ra DMM3-5 (polymethoxydimethyl ether), dùng làm thành phần pha trộn cho xăng và dầu diesel. Ông Dương Nguyên Nhất, Phó chủ tịch kiêm Tổng thư ký Hội Hóa học Trung Quốc; ông Trương Kế Minh, Phó chủ tịch công ty China Shenhua Energy Co., Ltd.; ông Hạ Cửu Trường, Chủ tịch tập đoàn Shaanxi Yanchang Petroleum Group; cùng ông Thái Duệ, Trợ lý giám đốc Viện Hóa học và Vật lý Đại Liên thuộc Viện Khoa học Trung Quốc, người đồng thời là trưởng phòng Khoa học và Công nghệ – những chuyên gia này cũng cho rằng, để duy trì lợi thế trong cuộc cạnh tranh do sự biến động của giá dầu, ngành hóa chất từ than cần phải phát triển theo hướng tinh vi hơn, cao cấp hơn và có tính đặc thù hơn. Đó chính là xu hướng tất yếu trong sự phát triển của ngành hóa chất từ than. Trong toàn bộ chuỗi công nghiệp hóa dầu từ than, các sản phẩm có mức độ tinh chế cao ở giai đoạn cuối càng ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thị trường. Trương Kế Minh nói: “Các sản phẩm hóa chất từ than đá hiện đại có những ưu điểm vượt trội so với các sản phẩm từ ngành hóa chất dầu mỏ. Ví dụ, hàm lượng tạp chất trong các monome như ethylene và propylene được sản xuất từ than đá thấp hơn so với các sản phẩm từ quá trình phân hủy dầu mỏ. Việc lỏng hóa trực tiếp than đá rất phù hợp để sản xuất các loại nhựa cao cấp, dầu chuyên dụng, chất bôi trơn chất lượng cao, sáp cao cấp, cũng như các vật liệu carbon chất lượng cao – những sản phẩm thuộc ngành hóa chất tinh vi.” ” Theo thông tin được cung cấp, tập đoàn Shenhua đang nỗ lực phát triển các sản phẩm có chất lượng cao, điều chỉnh cơ cấu các sản phẩm được tạo ra từ quá trình lỏng hóa than trực tiếp. Họ cũng đang nghiên cứu và phát triển các loại dầu đặc biệt, dầu bôi trơn chất lượng cao, vật liệu carbon chất lượng cao, cùng các sản phẩm sáp chất lượng cao. Ngoài ra, tập đoàn này còn có kế hoạch xây dựng các cơ sở sản xuất các sản phẩm polyolefin từ than chất lượng cao, nhằm nâng cao giá trị kinh tế của các sản phẩm này. Phó Tổng thư ký Liên đoàn Hóa dầu Trung Quốc, ông Hồ Thiên Lâm, cho rằng hiện nay, hầu hết các dự án công nghiệp hóa dầu từ than đang được xây dựng hoặc đã hoàn thành đều tập trung vào việc chuyển hóa than thành methanol, olefin, ethylene glycol và các sản phẩm tương tự. Lấy việc chuyển hóa than thành các loại olefin làm ví dụ, tình trạng đồng nhất hóa trong các dự án chế biến ethylene và propylene rất nghiêm trọng. Hầu hết các sản phẩm polyethylene và polypropylene đều thuộc về một vài thương hiệu phổ thông; còn các thương hiệu cao cấp hay các loại vật liệu chuyên dụng thì rất ít. Nếu không giải quyết vấn đề sản phẩm bị đồng nhất hóa thông qua việc nâng cao chất lượng và tạo sự khác biệt, thì rất nhanh chóng sẽ xảy ra tình trạng dư thừa công suất sản xuất và cạnh tranh quá mức gây ra sự hỗn loạn. Trong việc mở rộng chuỗi công nghiệp, Hồ Thiên Lâm đề xuất nên phát triển thêm nhiều loại nhựa polyolefin mới từ quá trình chuyển hóa than thành methanol, chẳng hạn như polyethylene được tổng hợp cùng với a-olefin, ULDPE (polyethylene có mật độ siêu thấp), polypropylene được tổng hợp từ propylene và butylene, polypropylene dạng nóng chảy, và polypropylene có mức độ kết tinh cao ； Trong quá trình tổng hợp dầu diesel bằng phương pháp Fertro ở nhiệt độ cao, người ta cũng phát triển các sản phẩm hóa chất công nghệ cao có giá trị gia tăng lớn, như các loại hydrocarbon a-carbon có hàm lượng carbon cao, sáp cực cứng, rượu có hàm lượng carbon cao, chất độn cho cao su, PAO (polya-olefin), dầu gốc dùng để sản xuất dầu bôi trơn, v.v. – những sản phẩm mà ngành hóa dầu khó có thể sản xuất ra được ； Trong quá trình tổng hợp polyme polyester từ than, người ta cũng phát triển các phương pháp chuyển đổi than thành polyglycolic acid, polycarbon, v.v., thông qua việc sử dụng dimethyl oxalate và dimethyl carbonate ； Chế biến sâu nhựa than đá để sản xuất các chất trung gian tinh chế như metyl phenol và các sản phẩm phụ trích xuất từ nó, cùng với o-phenol, m-phenol, p-phenol, 2,6-diphenol, 2,3,5-triphenol, 2,4,6-triphenol, 2,3,6-triphenol, v.v. Lựa chọn thứ hai: Phát triển đa dạng hóa một cách phối hợp. Việc nâng cao chất lượng sản xuất trong ngành hóa chất từ than chỉ đơn thuần là việc kéo dài chuỗi công nghiệp và phát triển các sản phẩm ở giai đoạn sau thôi sao? Chuyên gia đưa ra câu trả lời là **không**. “Phát triển tinh vi là một khái niệm rộng lớn; không chỉ đơn thuần là việc tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, mà còn bao gồm việc phát triển các sản phẩm hóa chất tinh vi, hóa chất cao cấp, vật liệu mới trong ngành hóa chất. Ngoài ra, cần xem xét toàn bộ vòng đời của ngành công nghiệp hóa chất từ đó, đồng thời cũng cần đạt được mức độ tinh vi và cao cấp trong các khía cạnh như quy hoạch công nghiệp, tối ưu hóa quy trình sản xuất, đổi mới công nghệ, kiểm soát quy trình sản xuất. ”Dương Nguyên Nhất nói với phóng viên rằng, công nghệ hóa chất từ than hiện đại không chỉ có thể giải quyết các vấn đề như sự giống nhau giữa các sản phẩm từ công nghệ hóa chất truyền thống, khả năng cạnh tranh kém, và tình trạng dư thừa công suất sản xuất, mà còn giúp nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng và mức độ sử dụng triệt để các nguồn tài nguyên. “Trong kỳ “13.5”, ngành hóa chất từ than của Trung Quốc sẽ tập trung vào việc chuyển đổi từ mô hình hóa chất từ than truyền thống sang mô hình hóa chất từ than hiện đại và chuyên sâu hơn. “Nước ta có nguồn tài nguyên than khá dồi dào, việc chuyển hóa than thành dầu là một chiến lược quan trọng. Nhưng hiện nay, lượng dầu được sản xuất từ than còn rất ít ”Viện sĩ Học viện Kỹ thuật Trung Quốc, ông Tạ Khắc Xương, cho rằng sự phát triển chuyên sâu bao gồm hai khía cạnh: tiếp tục chuyển hóa than thành năng lượng và các hóa chất chất lượng cao. Cơ cấu năng lượng của Trung Quốc nên là loại năng lượng sạch, ít khí thải carbon, an toàn và hiệu quả. Để giảm tổng mức tiêu thụ năng lượng, cần phải từng bước nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Trong quá trình phát triển các nguồn năng lượng mới và năng lượng tái tạo, cần chú trọng phát triển ngành hóa chất từ than một cách hiệu quả, đồng thời phát triển ngành hóa chất từ than theo mức độ vừa phải. Sản xuất đa sản phẩm từ hóa dầu than là một phương pháp rất tốt; ngoài việc chuyển hóa thành nhiên liệu, người ta còn có thể thu được các hóa chất khác. Cần kiên trì nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, tận dụng sự bổ sung lẫn nhau của các nguồn tài nguyên ； Giảm phát thải ngay từ nguồn, niêm phong ở giai đoạn cuối ； Tiết kiệm năng lượng trong quy trình, đổi mới công nghệ ； Hiểu biết khoa học về than, tận dụng toàn diện. Chủ tịch công ty China Shenhua Coal-to-Oil Chemicals Co., Ltd., ông Zhang Chuanjiang, cho rằng sự phát triển chuyên sâu trong lĩnh vực hóa chất từ than khác với việc phát triển các sản phẩm hóa chất tinh vi. Điều này còn được thể hiện qua nhiều khía cạnh như quy hoạch khu vực, thiết kế các giải pháp công nghệ, việc phát triển và bán hàng các sản phẩm, cũng như các yếu tố liên quan đến an toàn và môi trường. Đó chính là sự thay đổi trong phương thức phát triển, cùng với sự nâng cao về mặt quản lý và trình độ quản lý. Ông Trương Chuyển Giang cho biết, Tập đoàn Thần Hoa chú trọng vào “đặc thù dựa trên than đá”. Bên cạnh việc phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng cao từ than đá như dầu từ than và olefin từ than, tập đoàn này còn chú trọng đến việc lập kế hoạch một cách chi tiết ở cấp độ khu vực, thiết kế các giải pháp công nghệ một cách tỉ mỉ, và quản lý việc bán hàng một cách hiệu quả. Việc sắp xếp các khu vực một cách chi tiết giúp các lĩnh vực kinh doanh khác nhau, cùng các dự án trong ngành hóa chất từ than, có thể phối hợp với nhau. Điều này tạo nên các cụm công nghiệp, từ đó giúp các nguyên liệu được tận dụng tối đa và các sản phẩm có thể bổ sung cho nhau ； Việc thiết kế lộ trình công nghệ được thực hiện một cách tỉ mỉ, với sự chú trọng đến sự kết hợp và bổ sung lẫn nhau giữa các công nghệ khác nhau cũng như các ngành công nghiệp liên quan. Mục tiêu là đạt được sự phát triển mang tính đặc thù, cao cấp, thân thiện với môi trường và thông minh hóa. Nhờ đó, có thể xây dựng được một hệ thống công nghiệp chế biến dầu từ than hiện đại, với hiệu quả kinh tế cao, công nghệ tiên tiến, quy trình quản lý hiệu quả, đồng thời đảm bảo an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường. Ông Trương Chuyển Giang tiếp tục giải thích rằng, kế hoạch phát triển các dự án của tập đoàn Thần Hoa tuân theo nguyên tắc thiết kế tích hợp, bố trí khác biệt hóa, xây dựng dựa trên các cơ sở sản xuất cụ thể, và phát triển một cách thân thiện với môi trường. Các dự án này được triển khai dựa vào khu vực phát triển trọng điểm ở vùng Tam giác Vàng, đồng thời có sự phối hợp chặt chẽ giữa các phương án công nghệ giữa các dự án và các cơ sở sản xuất khác nhau ； Trong quá trình phát triển sản phẩm, chúng tôi tuân theo nguyên tắc “cấu trúc quyết định tính chất, những đặc điểm riêng biệt tạo nên giá trị”. Dần dần, chúng tôi xây dựng được hệ thống các sản phẩm từ than của Shenhua. Chúng tôi tập trung vào việc phát triển các loại dầu từ than có tính chất đặc biệt, các chất dẫn xuất từ olefin có giá trị gia tăng cao, cũng như các sản phẩm từ polyolefin ； Nghiên cứu và phát triển công nghệ cần dựa trên thực tế hiện tại đồng thời lên kế hoạch cho tương lai. Bằng cách hoàn thiện các công nghệ mẫu, triển khai thử nghiệm các công nghệ tiên tiến và nghiên cứu phát triển các công nghệ cơ bản, chúng ta có thể biến ngành công nghiệp chuyển hóa than thành dầu thành một ngành công nghiệp mới với tính hiệu quả cao, thân thiện với môi trường và an toàn. Tập đoàn Dầu khí Trường Giang tận dụng lợi thế độc đáo là sở hữu nhiều loại nguồn tài nguyên như than, dầu mỏ và khí đốt, cùng với cơ sở hạ tầng phát triển đa ngành. Tập đoàn này kiên trì áp dụng phương châm sử dụng toàn diện các nguồn tài nguyên này, sắp xếp một cách hiệu quả các nguyên tố hóa học trong các nguồn tài nguyên đó, kết hợp các thiết bị công nghiệp lại với nhau, đồng thời đổi mới công nghệ sản xuất. Nhờ đó, chi phí đầu tư được giảm đáng kể, lượng chất thải phát thải cũng được giảm bớt, chi phí sản xuất giảm xuống, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế. Mục tiêu của tập đoàn là xây dựng một chuỗi công nghiệp hóa chất với nguồn nguyên liệu đa dạng, công nghệ tích hợp và sản phẩm chất lượng cao. “Việc bảo trì thiết bị sản xuất olefin từ than của chúng tôi vừa hoàn tất, giúp loại bỏ hoàn toàn các rào cản trong quá trình sản xuất. Trước khi bảo trì, thiết bị đã hoạt động liên tục hơn 600 ngày. ”Ông Lý Vĩ, Tổng giám đốc Công ty TNHH Năng lượng và Hóa chất Yulin thuộc Tập đoàn Than Trung Quốc tại Thiểm Tây, nói. Dự án sản xuất olefin từ than của công ty này tận dụng triệt để các nguồn nguyên liệu như khí than, dầu mỏ và khí tự nhiên. Công ty đã xác định được tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tối ưu, từ đó tạo ra sự bổ sung lẫn nhau giữa các chất hydrocarbon. Bằng cách kết hợp công nghệ hóa chất từ than, dầu mỏ và khí tự nhiên, công ty đã đạt được hiệu quả “1+1+1>3”. Đóng góp trực tiếp là tăng sản lượng methanol 300.000 tấn mỗi năm; chi phí sản xuất methanol hoàn chỉnh chưa đến 1.300 nhân dân tệ. Hơn nữa, hiệu suất chuyển đổi năng lượng tăng thêm 16,88 điểm phần trăm; tỷ lệ sử dụng nguồn carbon cũng tăng thêm 17,71 điểm phần trăm. Mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị sản phẩm giảm 15,5%. Hàng năm, có thể tiết kiệm được ít nhất 10,8 triệu tấn nước và giảm lượng khí carbon dioxide thải ra khoảng 2,82 triệu tấn. Tương tự, dự án sử dụng toàn diện các nguồn tài nguyên than, khí đốt và dầu mỏ của Công ty Cổ phần Năng lượng Hóa chất Yan’an thuộc Tập đoàn Dầu khí Trung Quốc cũng đang được triển khai một cách tích cực. Ngoài các sản phẩm từ polyolefin, dự án này còn bổ sung thêm cao su EPDM, butanol, 2-PH (2-propylheptanol) và các chất khác. Ngoài ra, dự án mẫu chuyển đổi than thành ethanol với công suất 100.000 tấn/năm của Công ty Dầu khí Trường Xuân sắp được hoàn thành và bắt đầu vận hành thử nghiệm ； Đồng thời, cũng có kế hoạch phát triển các dự án như sản xuất ethylene glycol từ than, PX, polyester, cũng như nghiên cứu chế tạo các hóa chất cao cấp từ nhựa than. Nhà máy sản xuất methanol với công suất 1,8 triệu tấn/năm và nhà máy sản xuất polyolefin với công suất 600 nghìn tấn/năm của Công ty Trung Mỏ Thiểm Tây Yulin Năng Lượng Hóa Chất đã bắt đầu hoạt động kể từ tháng 7 năm 2014. Cho đến nay, các nhà máy này đã hoạt động ổn định liên tục trong 26 tháng, mang lại lợi nhuận tổng cộng 1,244 tỷ nhân dân tệ. Đây là thành tích tốt nhất mà các dự án hóa chất dựa trên than tương tự ở Trung Quốc từng đạt được. “Chúng tôi đang thực hiện quá trình chuyển đổi và nâng cấp ngành hóa chất từ than thành các sản phẩm có giá trị cao hơn. Biện pháp then chốt hiện nay là tối ưu hóa việc sử dụng các sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình chuyển đổi methanol thành olefin. ”Phó tổng giám đốc của Công ty Năng lượng và Hóa chất Trung Mỏ Thiểm Tây – Yulin, ông Châu Vĩnh Đào, cho biết rằng vì sản phẩm cuối cùng là polyolefin, nên việc mua monome butene-1 cần thiết cho quá trình sản xuất gặp nhiều khó khăn tại các khu vực xung quanh Yulin, đồng thời giá thành của monome này cũng khá cao. Do đó, công ty đã chọn phương án công nghệ kết hợp giữa MTBE (methyl tert-butyl ether) và quá trình chuyển đổi butene-1 thành olefin (OCU). Phương án này giúp sản xuất MTBE, butene-1 và propylene dùng trong ngành polymer hóa; từ đó tăng sản lượng propylene lên 70.000 tấn mỗi năm. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sử dụng monome mà còn giải quyết được vấn đề về nguồn cung cấp monome butene-1. Phương án này mang lại lợi ích kinh tế khoảng 150 triệu nhân dân tệ. Hồ Thiên Lâm cho rằng, sự phát triển chuyên sâu của ngành hóa chất từ than đá có nghĩa là các doanh nghiệp trong lĩnh vực này cần tham gia sâu hơn vào ngành công nghiệp hóa chất. Khuyến nghị rằng các doanh nghiệp công nghiệp hóa than nên tích cực tìm cách phát triển các sản phẩm ở giai đoạn sau chế biến theo hướng cao cấp, độc đáo và có tính chất riêng biệt, nhằm tránh sự cạnh tranh giữa các doanh nghiệp trong cùng lĩnh vực. Đồng thời, các doanh nghiệp này cần chú trọng đến tác động của các chính sách mới liên quan đến nguồn tài nguyên, an toàn và môi trường đối với ngành công nghiệp này. Cần áp dụng các công nghệ xanh một cách có hệ thống, giải quyết những khó khăn liên quan đến việc sử dụng nguồn nước và xử lý nước thải trong quá trình sản xuất công nghiệp hóa than. Như vậy, mới có thể thúc đẩy sự phát triển lành mạnh của ngành công nghiệp này. Lựa chọn thứ ba: Những bước đột phá về mặt công nghệ. “Công nghệ tổng hợp dầu mỏ từ than và tạo khí tổng hợp do chúng tôi tự nghiên cứu đã đạt được những bước tiến quan trọng. Thiết bị thí nghiệm quy mô hàng vạn tấn vừa hoạt động ổn định trong 144 giờ liên tục, với tỷ lệ sản xuất dầu mỏ từ than đạt 16,23%. ”Lý Đại Bằng, chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực hóa dầu từ than của Tập đoàn Dầu khí Yáncháng ở tỉnh Thiểm Tây, kiêm giám đốc Trung tâm Hydrocarbon, cho biết rằng công nghệ CCSI không chỉ giúp chiết xuất nhựa than mà còn cho phép sử dụng khí tổng hợp thô thu được để phát điện. Khi kết hợp với các công nghệ phát điện xanh, điều này tạo nên một mô hình sản xuất tích hợp mới, trong đó than được chuyển hóa một cách sạch và hiệu quả, nhựa than được chế biến sâu hơn, và đồng thời tạo ra điện năng từ nguồn xanh. Vào giữa tháng 9, dự án thử nghiệm công nghệ phân hủy nhanh bằng chất mang nhiệt từ khí gas bột cấp thấp (SM-SP), được phát triển thông qua sự hợp tác giữa Công ty Công nghệ Hóa chất Shanghai Shengbang thuộc Tập đoàn Shaanxi Coal & Chemical và Công ty Năng lượng & Hóa chất Qianyuan ở vùng Shaanxi Bắc, đã vượt qua cuộc đánh giá về các thành tựu khoa học kỹ thuật. Thiết bị thử nghiệm công nghệ này có khả năng xử lý 20.000 tấn/năm. Sau hơn một năm thử nghiệm, và sau khi được kiểm định tại chỗ bởi Liên đoàn Dầu khí Trung Quốc, kết quả cho thấy hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt 80,97%, còn tỷ lệ sản xuất nhựa than là 17,11%. Đầu tháng 8, công nghệ tạo khí tổng hợp bằng vòi phun bốn kênh dùng để đốt cháy dầu mỏ, do Viện Nghiên cứu Hóa chất Tây Bắc phát triển, đã được áp dụng thành công trong quá trình thử nghiệm tại Công ty Năng lượng và Hóa chất Yulin thuộc Tập đoàn Trung Quốc. Nhờ công nghệ này, hàm lượng các thành phần có ích trong khí tổng hợp tăng lên 5%, lượng oxy tiêu thụ giảm 7%, và hiệu suất sử dụng năng lượng tăng hơn 6%. Mặc dù công nghệ hóa chất từ than của nước ta liên tục đạt được những bước tiến quan trọng, với sự phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực như chuyển hóa than thành khí, chuyển hóa than thành dầu lỏng, sản xuất olefin từ methanol, sản xuất các hợp chất thơm từ methanol, sản xuất ethylene glycol từ khí tổng hợp, và sản xuất ethanol từ khí tổng hợp, nhưng hiện nay phần lớn các công nghệ hóa chất từ than vẫn còn ở giai đoạn thử nghiệm và nâng cấp. Các quy trình sản xuất vẫn cần được cải thiện và tối ưu hóa thêm; đồng thời, một số nghiên cứu công nghệ vẫn chưa được áp dụng vào thực tế sản xuất. Việc phát triển các sản phẩm từ công nghiệp hóa thạch chủ yếu tập trung vào việc chuyển đổi năng lượng sơ cấp; trong khi đó, việc phát triển các sản phẩm ở giai đoạn sau vẫn chưa đạt được mức độ như trong ngành hóa dầu. Rất nhiều sản phẩm hóa chất tinh chế và vật liệu hóa học mới vẫn phải nhập khẩu, điều này khiến cho hiệu quả kinh tế của công nghiệp hóa thạch không cao, và công nghiệp này dễ bị ảnh hưởng bởi những biến động về giá dầu. Ví dụ, nếu xét về tỷ lệ tự cung tự cấp các sản phẩm thiết yếu của Trung Quốc từ năm 2015, thì tỷ lệ tự cung PX là 52%, nhựa polyme amide là 41%, polyolefin cao cấp là 38%, ethylene glycol là 33,1%. Trong khi đó, tỷ lệ tự cung polycarbonate và sợi carbon chỉ lần lượt là 27% và 29%. Một số loại polymer cao cấp (bao gồm các monome dùng để tổng hợp polymer), polyester cao cấp, sợi có hiệu suất cao, cùng các hóa chất chuyên dụng khác đều thiếu công nghệ sản xuất cốt lõi. “Việc nâng cao mức độ tinh xảo trong ngành hóa chất từ than là xu hướng phát triển, nhưng các doanh nghiệp muốn tham gia vào lĩnh vực này vẫn gặp phải một số khó khăn thực tế. Ngành hóa chất từ than bị hạn chế bởi tình trạng khan hiếm nguồn nước, đồng thời phải đối mặt với áp lực lớn về việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường ； Trang thiết bị kỹ thuật cũng là rào cản, hệ thống tiêu chuẩn ngành vẫn chưa được hoàn thiện; tất cả những điều này đều là những khó khăn trong việc phát triển ngành hóa chất từ than một cách hiệu quả. ”Hồ Thiên Lâm thừa nhận rằng hầu hết các doanh nghiệp hóa chất từ than ở trong nước đều thiếu kinh nghiệm trong lĩnh vực hóa chất, và họ rất cần sự hỗ trợ về các công nghệ sản xuất liên quan. Đồng thời, nhóm các hóa chất có nguồn gốc từ than, được tạo ra nhờ sự phát triển chuyên sâu trong lĩnh vực hóa chất từ than, cũng là một thị trường khá mới mẻ đối với các doanh nghiệp. Ngoài ra, hầu hết các hóa chất được sản xuất từ than đều không có tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng; đây là những vấn đề cần được quan tâm trong quá trình phát triển ngành hóa chất từ than một cách toàn diện hơn. Với sự xuất hiện của thuế carbon và hệ thống giao dịch khí thải carbon, việc giảm phát thải carbon trở nên cấp bách. “Trên thế giới vẫn chưa có phương pháp lý tưởng nào để lưu trữ và sử dụng khí carbon dioxide một cách hiệu quả; phương pháp chuyển đổi carbon dioxide thành methanol cũng không hợp lý. ”Giáo sư Chu Weiqun thuộc Đại học Sơn Đông nói với phóng viên. Công nghệ giảm khí thải carbon có thể được chia thành 3 loại: “công nghệ không phát thải carbon” nhằm kiểm soát ngay từ nguồn gốc, “công nghệ giảm lượng carbon phát thải” nhằm kiểm soát trong quá trình sản xuất, và “công nghệ loại bỏ carbon” nhằm kiểm soát ở giai đoạn cuối. Quá trình sản xuất hóa chất từ than thải ra lượng khí carbon dioxide rất lớn; việc thu gom, lưu trữ và sử dụng khí này thường không mang lại hiệu quả bằng chi phí bỏ ra. Do đó, trong quá trình sản xuất, cần hạn chế tối đa việc thải khí carbon dioxide ra môi trường; thực chất, đây chính là cách tốt nhất để lưu giữ và sử dụng khí carbon dioxide. Chu Weiqun đề nghị sử dụng một phần khí hydro để phản ứng với khí nitơ tạo thành amoniac. Amoniac, cùng với khí carbon dioxide, sẽ tạo ra sản phẩm rắn ổn định có hàm lượng carbon dioxide cao nhất, đó chính là triazinol. Phần khí hydro còn lại có thể được sử dụng để tạo điện. Để sản xuất 1 tấn sản phẩm triazinol, cần tiêu thụ 1 tấn khí carbon dioxide. Triazinol có thể được chuyển hóa tiếp thành triazinamine, nhựa triazinol, chất kết nối triazinol, các sản phẩm clor hóa của triazinol, v.v. Ví dụ, với những nhà máy có khả năng sản xuất 300.000 tấn amoniac tổng hợp và 520.000 tấn urê mỗi năm, thì có thể xây dựng thêm nhà máy sản xuất triazinol với công suất 660.000 tấn mỗi năm; đồng thời, nhà máy này còn có thể giúp giảm lượng khí carbon dioxide thải ra khoảng 160.000 tấn mỗi năm. “Sự phát triển chuyên sâu của ngành hóa chất từ than đá đã đặt ra những thách thức cho công nghệ chuyển hóa than thành khí. ”Giáo sư Trần Tuyết Lý thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Đông Hoa cho biết, việc mở rộng quy mô sản xuất khí hóa thạch là xu hướng và định hướng chung. Việc mở rộng khả năng sử dụng các nguyên liệu khác nhau là yêu cầu cơ bản và điều kiện cần thiết. Việc đạt được mức phát thải gần bằng không là mục tiêu mà chúng ta luôn hướng tới, đồng thời cũng là yêu cầu bắt buộc. Việc tăng kích thước có thể giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư, thông qua việc tiết kiệm năng lượng và giảm mức tiêu hao năng lượng một cách hiệu quả. Nhưng cũng tồn tại những thách thức kỹ thuật như làm thế nào để tăng cường quá trình xảy ra phản ứng trong các điều kiện cực đoan, cũng như việc tách các chất phản ứng phức tạp; tất cả những điều này đều cần được nghiên cứu và cải tiến liên tục. “Than đá có thể được coi là một vật liệu polyme tự nhiên trong không gian 3D. Ngoài việc chuyển hóa than thành khí và các sản phẩm chế biến sâu, một hướng phát triển tốt khác là sử dụng nhựa than và nhựa đen từ than để tạo ra các vật liệu carbon có giá trị gia tăng cao. Thông qua công nghệ “cắt tỉa phân tử”, người ta có thể tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau bằng cách điều chỉnh trạng thái kết tủa của các nguyên tử carbon. Nhưng thành phần của than rất phức tạp, việc chuyển nó thành vật liệu carbon không phải là chuyện dễ dàng. ”Phó giám đốc Viện Năng lượng thuộc Đại học Kỹ thuật Dalian, ông Qiu Jieshan, cho biết rằng viện này dựa vào công nghệ sợi carbon từ nhựa than do chính mình phát triển, đang hợp tác với một doanh nghiệp để xây dựng thiết bị thí nghiệm quy mô công nghiệp tại Zhangjiagang, với khả năng xử lý 300 tấn nhựa than mỗi năm, nhằm sản xuất 30 tấn sợi carbon từ nhựa than. Dự kiến thiết bị này sẽ được hoàn thành và đưa vào hoạt động vào cuối năm nay. “Nước ta đã đạt được những thành tựu đáng chú ý trong lĩnh vực hóa chất từ than, một số công nghệ của chúng ta còn tiên tiến hơn so với thế giới, tuy nhiên vẫn còn nhiều tiềm năng để phát triển. Công nghiệp hóa thạch cần sự đổi mới công nghệ hơn bao giờ hết, nhằm thúc đẩy sự phát triển bền vững và xanh. ”Cai Rui nói rằng, Viện Hóa học Dalian đang nỗ lực phát triển các công nghệ liên quan đến việc chuyển hóa than thành các hóa chất thế hệ mới. Các nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các chất xúc tác hiệu quả để chuyển hóa than thành hóa chất, cũng như các phương pháp sản xuất công nghiệp. Ngoài ra, viện còn nỗ lực vượt qua những kỹ thuật hiện có như công nghệ chuyển hóa metanol thành olefin thế hệ thứ ba (DMTO-III), công nghệ chuyển hóa metanol thành propylene (DMTP), công nghệ chuyển hóa metanol thành ethanol thông qua quá trình carbonyl hóa, công nghệ chuyển hóa metanol (hoặc toluene) thành PX kèm theo việc sản xuất olefin, công nghệ chuyển hóa metanol và naphtha thành olefin, công nghệ chuyển hóa khí tổng hợp thành các alcol bậc cao, và công nghệ chuyển hóa than thành polymethoxydimethyl ether. Đồng thời, viện cũng đang tìm kiếm các phương pháp để chuyển hóa khí tổng hợp thành olefin hoặc ethanol trong một bước duy nhất.