Какой путь в современной угольной химии имеет наибольшие перспективы?

Thread Content

Какой путь в современной угольной химии имеет наибольшие перспективы? Послушаем, что говорит академик Лю Чжунминь, ведущий ученый DMTO. Автор/источник: дата: 2016-05-04. Количество просмотров: 37. Многие эксперты и специалисты делали прогнозы относительно технико-экономических аспектов и перспектив современной угольной химии, но большинство из этих прогнозов было сделано в условиях высоких цен на нефть. К тому же выводы разных экспертов сильно различались. При низких ценах на нефть, какой из современных путей использования угля в промышленности является наиболее конкурентоспособным? Каково направление его развития? Недавно академик Китайской академии инженерных наук, один из первых исследователей технологии DMTO, Лю Чжунмин провел анализ вопросов, связанных с современными способами использования угля, включая производство DMTO на основе угля, производство нефти из угля, производство этиленгликоля из угля, производство природного газа из угля, производство ароматических веществ из угля, а также различные способы целевого использования угля с применением процесса пиролиза. 　　Угольный DMTO — у этой технологии всё ещё большой потенциал для развития. Лю Чжунмин отметил, что после падения цен на нефть различия в затратах, экономической эффективности и конкурентоспособности таких технологических направлений, как угольный DMTO, производство жидкого топлива из угля, производство этиленгликоля из угля, производство природного газа из угля, производство ароматических углеводородов из угля, а также комплексное использование угля с пиролизом в качестве ключевого процесса, стали более заметными. Судя по результатам работы различных установок в 2015 году, угольный DMTO остается весьма конкурентоспособным. Поскольку снижение цен на полипропилен/этилен не происходило синхронно с падением цен на нефть, а при этом цены на нефть снизились значительно, тогда как цены на полиолефины — в меньшей степени, большинство проектов по производству DMTO добились хорошей прибыльности. Учитывая значительный дефицит олефинов в Китае и то, что спрос на них будет продолжать расти, у технологии DMTO по-прежнему есть большие перспективы для развития. 　　На данный момент технология DMTO была лицензирована для использования в 20 установках, обеспечивающих совокупную производственную мощность в 11,26 млн тонн в год; 9 установок уже введены в эксплуатацию, их совокупная производственная мощность составляет 5,2 млн тонн в год. Все эти проекты принесли значительную экономическую и социальную пользу. В частности, в 2015 году, когда международные цены на нефть продолжали снижаться, а прибыль многих проектов в области угольной химии значительно сократилась или даже стала отрицательной, проект DMTO всё же смог добиться неплохой прибыли. Чистая прибыль некоторых заводов по производству олефинов из угля превышает даже 1 миллиард юаней в год. Рынок подтвердил высокую конкурентоспособность технологии DMTO и её промышленных установок, а также их благоприятные перспективы. 　　Экономичность является самым основным и наиболее практичным критерием успеха технологии. Настоящая польза и ценность технологии DMTO заключается не только в её экономической эффективности, но и в том, что она открывает для регионов с богатыми запасами угля альтернативный путь к производству олефинов, не связанный с нефтью. Благодаря этой технологии становится возможным использование разнообразных источников сырья для производства олефинов. Это позволяет отрасли олефинов, ранее ограниченной нехваткой ресурсов, наконец достичь значительного прорыва в своем развитии, а также способствует развитию производства высокотехнологичных химикатов. Именно поэтому, как только появилась технология DMTO, она привлекла большое внимание стран Европы и Америки, а также Японии. Они понимали, что с внедрением современных технологий переработки угля в Китае изменится степень зависимости этой страны от нефтяных ресурсов, а также могут измениться соотношения спроса и предложения на производимую продукцию. Учитывая тот факт, что мировые запасы угля значительно превышают запасы нефти, а его цена ниже, если в других регионах с богатыми запасами угля и газа будет производиться нефтехимия и другие продукты на основе угля или природного газа, то структура энергопоставлений в этих регионах изменится. Это, в свою очередь, может повлиять на глобальную структуру энергетики. 　　Этанол из угля: перспективы не хуже, чем у технологии DMTO. Лю Чжунмин подчеркивает, что объективно говоря, перспективы и значимость технологии производства этанола из угля не уступают технологии DMTO. С одной стороны, спрос на этанол в качестве топлива для чистящих машин огромен. Этанол обладает высоким содержанием кислорода, что позволяет повышать октановое число бензина и эффективность его сгорания, а также снижать выбросы таких загрязнителей, как оксид углерода и углеводороды. К тому же он не является токсичным и вредным веществом; он не загрязняет грунтовые воды. Поэтому его широко используют в качестве топлива для автомобилей или в качестве добавки к бензину в Европейском союзе, США, Бразилии и многих других странах. Начиная с 2005 года в некоторых провинциях и городах нашей страны началось внедрение бензина с этиловым спиртом. В настоящее время бензин с этиловым спиртом используется в 11 провинциях и городах. В нашей стране ежегодно потребляется более 100 миллионов тонн бензина. Если использовать бензин с этиловым спиртом, это позволит не только сократить потребление нефти, но и значительно уменьшить воздействие выхлопных газов автомобилей на атмосферу. 　　В настоящее время существует примерно три основных способа производства этанола как внутри страны, так и за рубежом: прямое производство этанола из синтез-газа, получаемого в результате газификации угля; сначала производство метанола из синтез-газа, затем — уксусной кислоты, а последняя подвергается гидрогенизации для получения этанола; наконец, производство этанола путем гидрогенизации эстеров уксусной кислоты. Но на сегодняшний день ни один из этих трех методов ещё не был проверен в условиях крупных промышленных установок. В настоящее время Институт Дахуа совместно с группой компаний Яньчан Нефть разрабатывает новую технологию получения этанола из угля с использованием метанола. С помощью этой технологии планируется построить в Сынпине, провинция Шэньси, первый в мире промышленный завод по производству этанола из угля мощностью 100 тысяч тонн в год. Завод должен быть введен в эксплуатацию в октябре этого года. 　　Кроме того, по сравнению с метанолом, у этанола более разнообразные пути дальнейшей переработки, а добавленная стоимость его производных выше. С его помощью можно производить не только этилен и этилбензол, но также эфиры, кетоны, эстеры и другие спирты, а также множество других крупномасштабных химических веществ и продуктов тонкой химии. Перспективы его применения очень обширны. В частности, если технология производства этилена из этанола сможет быть развита с использованием дешевых методов производства этанола из угля, то энергопотребление при ее реализации будет ниже, технологический процесс — более кратким, а коэффициент преобразования — выше. Это повысит экономическую эффективность и конкурентоспособность такой технологии. Именно из-за благоприятных перспектив производства этанола из угля на протяжении многих лет некоторые развитые страны уделяют внимание этой технологии, надеясь, что наша страна сможет первой добиться технологического прорыва. 　　Этиленгликоль из угля: необходимо преодолеть препятствия на пути к крупномасштабному промышленному производству. Теоретически, наиболее рациональным способом получения этиленгликоля является его синтез из синтез-газа; этот метод имеет большие перспективы для дальнейшего развития. Наша страна первой достигла успехов в промышленном производстве этиленгликоля из угля. Однако технически все еще необходимы дальнейшие прорывы, особенно срочно — преодолеть барьер крупномасштабных индустриальных технологий. В настоящее время производственная мощность одного реактора для производства этилэнгликоля из угля недостаточна; существует разрыв по сравнению с концепцией крупномасштабного химического производства и связанными с этим преимуществами масштабирования, что в определенной степени снижает конкурентоспособность этилэнгликоля, получаемого из угля. Если удастся разработать промышленную технологию и оборудование для производства этиленгликоля из угля с производительностью 500 тысяч тонн в год, перспективы развития этого направления действительно откроются. 　　Кроме того, с технической точки зрения катализаторы требуют дальнейшего совершенствования, в частности, необходимо разработать катализаторы из недрагоценных металлов, а также повысить их стойкость к монооксиду углерода или водороду. 　　Ароматические углеводороды из угля: путь термического разложения угля более экономичен. Из-за ограничений, связанных с использованием нейтрального нефтяного фракта в качестве сырья, производство ароматических углеводородов в нашей стране недостаточно. Лю Чжунмин поддерживает производство ароматических углеводородов из угля, но выступает за получение их путем термического разложения угля. Он объяснил, что в угле изначально содержится большое количество веществ с ароматическими кольцевыми структурами. После термического разложения их можно отделить; это будет отличным сырьем для ароматических углеводородов. Таким образом достигается качественное использование угля, а также снижаются затраты на производство ароматических углеводородов. С точки зрения как атомной, так и инвестиционной экономичности это довольно выгодно. 　　Лю Чжунмин выразил несогласие с использованием метанола для производства ароматических углеводородов. Он подчеркнул, что в первую очередь из-за проблем с углеродно-водородным балансом сырья и готовой продукции сложно повысить выход ароматических углеводородов. К тому же получаемая продукция представляет собой смесь ароматических углеводородов; для получения таких продуктов с высокой добавленной стоимостью, как пара-диэтилбензол, требуется дополнительная обработка и сложная процедура разделения и очистки, что вызывает опасения по поводу экономической целесообразности. Конечно, как новый технологический путь, его стоит исследовать, а его экономическая эффективность требует крупномасштабной индустриализации и проверки на рынке. Более идеальным технологическим подходом было бы прямое производство ароматических углеводородов из синтез-газа. 　　Нефть и газ на основе угля: важность технологических резервов. Что касается производства нефти и газа из угля, Лю Чжунмин считает, что с точки зрения энергетической безопасности наличие необходимых технологических резервов и примеров промышленного применения таких технологий имеет огромное значение для нашей страны. Однако в нескольких уже построенных и находящихся в стадии строительства установках для производства природного газа из угля используется зарубежная технология, и не наблюдается существенных технологических прорывов или инноваций; поэтому лучше не следовать прежнему пути импорта, адаптации и освоения технологий. 　　В области производства жидкого топлива из угля наши технологии уже находятся на передовом уровне. Однако при низких ценах на нефть, вероятно, будет трудно обеспечить экономическую конкурентоспособность. Конечно, если производство нефти из угля сможет дополнять деятельность нефтеперерабатывающей промышленности и нефтехимической отрасли, сосредоточившись на производстве высокочистых восков, твердых полимерных восков, масел высокой плотности для использования в авиастроении, а также основных компонентов для производства высококачественных смазочных материалов, которые в нашей стране в недостатке, то это поможет преодолеть недостатки нефтехимической промышленности, и перспективы будут довольно благоприятными. 　　Использование угля с учетом его качества. Следует уделять внимание поэтапному использованию нефти, получаемой в результате пиролиза угля. Лю Чжунмин считает, что концепция использования угля с учетом его качества является отличной, и представляет собой эффективный способ его последовательного и эффективного использования с минимальным воздействием на окружающую среду. Однако из-за сложности процесса термического разложения отечественные исследовательские институты и предприятия сосредоточили свои усилия на этой области, игнорируя более детальную переработку и использование масел, получаемых в результате термического разложения. В настоящее время подавляющее большинство предприятий использует довольно грубые методы переработки пиролизного масла: ценный тар, богатый ароматическими углеводородами, подвергается гидрогенизации без различия по его качеству; в процессе производства дизельного топлива ценные ароматические углеводороды, содержащиеся в бензиновых фракциях, превращаются в недорогостоящий нейтральный нефтяной газ. 　　Он предложил на основе увеличения размеров и интенсификации производства одновременно с выпуском дизельного топлива заниматься также производством бензина с высоким октановым числом или ароматических углеводородов. Это более научно обоснованно как с точки зрения рационального использования ресурсов, так и с точки зрения экономической целесообразности инвестиций.