Thread Content
Автор/источник: Китайская сеть технологий азотных удобрений и метанола. Наступила «зима» в угольной промышленности: инвестиции и рентабельность сильно снизились. Стремление к тонкой настройке развития, удлинению производственной цепочки и повышению добавленной стоимости продукции как способ выхода из сложной ситуации уже стало общепризнанным подходом в отрасли. Итак, каковы варианты более тонкой настройки? Могут ли они стать спасением для угольной химии, помогая ей выйти из трудного положения? Какие ещё существуют ограничения и барьеры? На состоявшемся недавно Форуме по развитию глубокой переработки угля в Китае 2016 года эксперты и ученые отрасли проанализировали эту проблему. Репортеры журнала «Китайская угольная химия» также провели исследования и интервью. Вариант один: расширение промышленной цепочки. «Уголь будет оставаться основным источником первичной энергии в Китае в течение длительного времени». В настоящее время цены на нефть низкие, а цены на уголь также невысоки. У отрасли углехимии по-прежнему есть большие возможности для развития; ключевым моментом является правильный выбор продуктов и технологий. ”Академик Китайской академии инженерных наук, профессор Цинхуаского университета Цзинь Юн заявил, что современная угольная химическая промышленность пока находится на этапе модернизации и демонстрации, а не индустриализации. Например, производство нефти из угля сопряжено с определенными рисками: эффективность использования энергии низкая (50% при прямом методе и 40% при косвенном), требуется большое количество инвестиций, высокий расход воды, значительные объемы выбросов углекислого газа, что усиливает давление со стороны налогов на углерод. Цзинь Юн считает, что путь и надежда угольной химии заключаются в развитии химической продукции, в частности в переходе к высокотехнологичным продуктам, а не в производстве жидкого или газообразного топлива. Даже если современная угольная химия способна производить «трифенилтриен», это не обязательно принесёт хорошую экономическую выгоду. Необходимо двигаться в направлении дифференциации, индивидуализации и повышения качества продукции, повышая её добавленную стоимость за счёт глубокой переработки. Например, разработка специальных восков, α-олефинов, смазочных масел, очищенного фенола и т. д ; Этиленовый расширенный двухпиковый полиэтилен, полиэтилен под действием катализаторов типа металлоцен, полиэтилен с чрезвычайно высокой молекулярной массой, нейлон 66, бромированный бутиловый каучук и т. д ; 95% ароматических углеводородов производится на нефтеперерабатывающих заводах. Ожидается, что к 2020 году на внутреннем рынке возникнет дефицит PX в размере 12 миллионов тонн. Бензол используется для производства нейлона 6, а диметилбензол – для получения таких полиэстерных продуктов, как ПТА (терефталевая кислота) и ПЭТ (полиэтилентерефталат) ; Глубокая переработка метанола для получения DMM3-5 (полиметоксиддиметилового эфира) в качестве компонента для дизельного и бензинового топлива. Заместитель председателя и генеральный секретарь Китайского химического общества Ян Юаньи, вице-президент компании China Shenhua Energy Co., Ltd. Чжан Цзимин, председатель правления группы Shaanxi Yanchang Petroleum Group Хэ Цзючан, помощник директора Даляньского института химической физики Китайской академии наук и руководитель отдела науки и технологий Цай Руй и другие эксперты также считают, что для того, чтобы угольная химия могла сохранить свои преимущества в условиях конкуренции на рынке цен на нефть, необходимо стремиться к более высокому уровню качества, развитию продукции высокого класса и созданию продуктов с уникальными характеристиками. Это является тенденцией развития угольной химии. Во всей промышленной цепочке угольной химии чем дальше находится продукт, тем меньше он подвержен воздействию рыночных факторов. Чжан Цзимин сказал: «Характеристики продукции современной угольной химической промышленности лучше, чем у продукции нефтехимии. Например, содержание примесей в мономерах этилена и пропилена, получаемых из угля, ниже, чем в продуктах нефтепереработки. Прямая гидрогенизация угля более подходит для производства сложной химической продукции, такой как высококачественные смолы, специальные нефтепродукты, премиальные смазочные масла, высококачественный парафин и высококлассные углеродные материалы». ” Как сообщается, группа Shenhua занимается разработкой высококачественной продукции, корректирует структуру продуктов, получаемых в результате прямого сжижения угля, а также разрабатывает специальные масла, смазки среднего и высокого класса, высококачественные углеродные материалы и воски высокого класса. Планируется создание производственных баз для выпуска высококачественных полиолефинов на основе угля с целью повышения экономической ценности этих продуктов. Заместитель генерального секретаря Китайской ассоциации нефтехимической промышленности Ху Цяньлин считает, что большинство уже построенных и находящихся в стадии строительства современных проектов в области угольной химии связаны с производством метанола из угля, олефинов из угля, этилэнгликоля из угля и других продуктов. В качестве примера можно привести производство олефинов из угля: наблюдается сильная гомогенизация в области переработки этилена и пропилена. Большая часть полиэтилена и полипропилена производится несколькими крупными производителями, в то время как проекты, связанные с производством высококачественных или специализированных материалов, встречаются крайне редко. Если не решить проблему однородности продукции за счет повышения ее качества и дифференциации, вскоре возникнет хаотичная ситуация из-за избытка производственных мощностей и чрезмерной конкуренции. В области расширения промышленной цепочки Ху Цяньлинь предложил активнее разрабатывать новые сорта полиолефиновых смол, получаемых из угля через метанол, такие как полиэтилен, сополимеризованный с α-олефинами, ULDPE (сверхнизкодавленный полиэтилен), сополимер пропилена и бутилена, расплавляемый полипропилен, полипропилен с высокой степенью кристалличности и т. д ; Параллельно с производством дизельного топлива методом высокотемпературной феррохимической синтезации разрабатываются высокоценные специализированные химические продукты и химикаты, которые трудно получить в нефтехимической промышленности: высокосодержащие а-алкены, сверхтвердые воски, высокосодержащие спирты, наполнители для каучука, PAO (полиа-алкены), основные масла для смазок и другие ; При синтезе полиэстеров из угля также разрабатываются технологические пути получения полигликолевой кислоты, поликарбона и других материалов из угля с использованием диметилоксалата и диметилкарбоната ; Путем глубокой переработки каменноугольного дегтя получают метилфенол и другие высококачественные промежуточные продукты, а также о-фенол, м-фенол, п-фенол, 2,6-дифенол, 2,3,5-трифенол, 2,4,6-трифенол, 2,3,6-трифенол и другие подобные вещества. Вариант два: синергетическая диверсификация. Означает ли усовершенствование угольной химии лишь удлинение промышленной цепочки и развитие продукции нижних этапов? Эксперты дали **отрицательный ответ. “Точечное развитие — это широкое понятие, которое включает не только совершенствование самого продукта, но и разработку высокотехнологичных химических продуктов, премиальных химикатов, новых химических материалов и других продуктов, получаемых в результате глубокой переработки. Кроме того, необходимо учитывать весь жизненный цикл угольной химической промышленности; в таких аспектах, как планирование производства, оптимизация технологий, технологические инновации и контроль за процессами, также следует добиваться высокого уровня качества. ”Ян Юаньи сказал журналистам, что тонкая угольная химия позволяет не только решить проблемы однообразия продуктов традиционной угольной химии, низкой конкурентоспособности и избыточных производственных мощностей, но и повысить эффективность преобразования энергии и уровень комплексного использования ресурсов. “В период «13-й пятилетки» китайская угольная химия сосредоточится на переходе от традиционной угольной химии к современной и высокотехнологичной угольной химии. “У нашей страны относительно большие запасы угля, а производство нефти из угля имеет стратегическое значение. Но сколько же сейчас производится нефти из угля? ”Академик Китайской академии инженерных наук Се Кэчан сказал, что тонкостратифицированное развитие включает два аспекта: дальнейшую переработку угля в энергоресурсы и высококачественные химические вещества. Энергетическая структура Китая должна быть чистой, с низким уровнем выбросов углерода, безопасной и эффективной. Чтобы сократить общее потребление энергии, необходимо постепенно повышать её эффективность использования. Параллельно с развитием новых и возобновляемых источников энергии необходимо уделять должное внимание развитию угольной химии, осуществляя её развитие в умеренных масштабах. Комбинированное производство в угольной химии — это отличный способ: помимо преобразования в топливо, получаются также химические вещества. Необходимо продолжать повышать энергоэффективность и обеспечивать взаимодополняемость ресурсов ; Сокращение выбросов на источнике, заключение в упаковку на конечном этапе ; Энергосбережение в процессе, инновации в технологиях ; Научное понимание угля, его комплексное использование. Председатель компании China Shenhua Coal-to-Oil Chemicals Co., Ltd. Чжан Чуаньцзян считает, что тонкостратифицированное развитие угольной химии отличается от развития продуктов высокотехнологичной химии. Оно также включает в себя аспекты, связанные с региональным планированием, проектированием технологических процессов, разработкой и продажей продуктов, а также с обеспечением безопасности и охраны окружающей среды. Это представляет собой смену способов развития, а также повышение уровня управления и методов управления. Чжан Чуаньцзян заявил, что группа Shenhua делает упор на «уникальные особенности, связанные с углем». Помимо разработки высокодобавленной стоимости продуктов на основе угля, таких как нефть и алкины, компания также стремится к тщательному планированию регионального расположения производственных мощностей, тщательной проработке технологических решений и эффективной продаже продукции. Более тщательное планирование региональной структуры способствует взаимодействию между различными бизнес-сегментами и проектами в области угольной химии, что приводит к формированию промышленных кластеров и обеспечивает взаимодействие сырьевых ресурсов и взаимодополнение продукции ; При разработке технологического пути уделяется пристальное внимание взаимной интеграции и взаимодополнению различных технологий и отраслей, что способствует достижению целей дифференциации продукции, повышения её качества, снижения экологического воздействия и внедрения интеллектуальных решений. Цель состоит в создании современной промышленной системы по производству нефти из угля, которая будет отличаться высокой эффективностью, технологическим превосходством, современными методами управления, высоким уровнем безопасности и соответствием экологическим стандартам. Чжан Чуаньцзян дополнительно пояснил, что при планировании проектов группы Shenhua соблюдаются принципы интегрированного проектирования, дифференцированной структуры, создания специализированных баз и экологически чистого развития. Основываясь на ключевых районах развития в регионе Золотого треугольника, осуществляется координация технологических решений для различных проектов и баз ; В процессе разработки продуктов соблюдается принцип «структура определяет свойства, а уникальные характеристики создают ценность». Постепенно формируется система нефтепродуктов на основе угля от компании Shenhua. Особое внимание уделяется разработке специальных нефтепродуктов на основе угля, производству олефиновых производных с высокой добавленной стоимостью, а также продуктов, получаемых в результате переработки полиолефинов ; Разработка технологий исходит из текущих реалий и с учетом долгосрочной перспективы; посредством совершенствования демонстрационных технологий, пилотного внедрения передовых технологий и разработки фундаментальных технологий предполагается по-настоящему превратить угольно-нефтехимическую промышленность в новый тип отрасли, характеризующейся низким уровнем выбросов углерода, высокой эффективностью, экологичностью и безопасностью. Группа «Яньчан», опираясь на свои уникальные преимущества как обладателя разнообразных ресурсов — угля, нефти и газа, а также на условия для синергетического развития нескольких отраслей, придерживается комплексного использования этих ресурсов. Она обеспечивает оптимальное распределение химических элементов из различных ресурсов, взаимную увязку промышленных установок и интегрированное инновационное развитие технологий. Это позволяет значительно снизить капитальные затраты, уменьшить выбросы загрязняющих веществ, понизить производственные издержки и повысить экономическую эффективность, стремясь создать химическую промышленную цепочку с диверсифицированным сырьевым обеспечением, интегрированными технологиями и высокотехнологичной продукцией. “Ремонт нашего оборудования для производства олефинов из угля только что завершился, что позволило полностью устранить препятствия в производственном процессе. Перед техническим обслуживанием устройство работало непрерывно более 600 дней. ”Сказал генеральный директор компании Shaanxi Yanchang Zhongmei Yulin Energy Chemical Co., Ltd. Ли Вэй. В проекте по производству олефинов из угля данной компании осуществляется комплексное использование угля, нефти и газа в качестве сырья. Был определен оптимальный состав сырья; благодаря инновационному подходу к сочетанию углеводородов достигнут эффект «1+1+1>3». Это стало возможным за счет интеграции процессов угольной, нефтехимической и газохимической промышленности. Прямой эффект заключается в увеличении производства метанола на 300 тысяч тонн в год; полная себестоимость метанола составляет менее 1300 юаней. Кроме того, эффективность преобразования энергии повысилась на 16,88 процентных пунктов, эффективность использования углеродных ресурсов — на 17,71 процентного пункта; средний уровень энергопотребления на единицу продукции снизился на 15,5%. Ежегодно экономится не менее 10,8 миллионов тонн воды, а также сокращается выбросы углекислого газа на 2,82 миллиона тонн. Аналогичным образом, проект по комплексному использованию угольных, нефтяных и газовых ресурсов компании Yanchuan Energy Chemical Co., Ltd. также находится в стадии активной реализации. Помимо продуктов на основе полиолефинов, в этот проект также включены этилпропиленовый каучук, бутанол, 2-PH (2-пропилгептанол) и другие вещества. Кроме того, в скором времени будет завершено строительство пилотного проекта компании Юаньчан Нефть по производству этанола из угля в количестве 100 тысяч тонн в год с использованием метанола ; В то же время планируются проекты по производству этиленгликоля из угля, PX, полиэстера, а также по разработке высокотехнологичной химической продукции на основе глубокой переработки дегтя. С момента ввода в эксплуатацию в июле 2014 года установки по производству 1,8 млн тонн метанола в год и 600 тыс. тонн полиолефинов в год на предприятии «Чжунмэй Шэньси Юйлинь Энерджи энд Химикалз», общая продолжительность его стабильной работы составила уже 26 месяцев подряд. За этот период компания получила прибыль в размере 1,244 млрд юаней, что является лучшим показателем среди аналогичных угольно-химических проектов в Китае. “Мы осуществляем трансформацию и модернизацию отрасли высокотехнологичной угольной химии; в настоящее время ключевым направлением является максимально эффективное использование карбоновых четвертичных соединений, образующихся в процессе производства олефинов из метанола. ”Помощник генерального директора компании China Coal Shaanxi Yulin Energy Chemical Co., Ltd. Чжоу Юнтао пояснил, что поскольку конечным продуктом являются полиолефины, получение необходимого для производства мономера бутена-1 в районе Юлина представляет сложности, а его цена высока. Поэтому была выбрана технология преобразования MTBE (метилтрет-бутилового эфира) и бутена-1 в олефины (OCU). С помощью этой технологии будет производиться MTBE, бутен-1 и пропилен высокого качества для полимеризации. Это позволит увеличить годовой объем производства пропилена на 70 тысяч тонн, снизить расход олефинов, а также решить проблему поставок мономера бутена-1. Это принесет компании экономию в размере 150 миллионов юаней. Ху Цяньлинь считает, что углехимическая индустрия должна развиваться в направлении повышения степени переработки, а это означает, что предприятия углехимии должны глубже вовлекаться в химическую промышленность. Рекомендуется, чтобы предприятия угольной химии в области проектирования и применения конечной продукции активно стремились к высокотехнологичному, дифференцированному и уникальному подходу, избегая таким образом конкуренции на основе однородности продукции. Кроме того, необходимо уделять большое внимание влиянию новых правил, касающихся использования ресурсов, безопасности и охраны окружающей среды, на развитие отрасли. Следует систематически внедрять новые технологии, направленные на охрану окружающей среды, чтобы преодолеть технические трудности, связанные с использованием водных ресурсов и сбросом сточных вод в процессе производства угольной химии. Это поможет ускорить развитие этой отрасли и способствовать её здоровому развитию. Вариант третий: еще одно технологическое прорыв. «У нас произошел значительный прорыв в разработанной нами технологии комплексной переработки угля с получением каменноугольного тара и синтез-газа (CCSI). Промышленный экспериментальный аппарат мощностью в десять тысяч тонн смог работать непрерывно в течение 144 часов; при этом удельный выход каменноугольного тара составил 16,23%.» ”Ли Дапэн, ведущий эксперт по угольной химии в группе компаний Shaanxi Yanchang Petroleum Group и директор центра углеводородов, рассказал журналистам, что технология CCSI позволяет не только извлекать катал, но и использовать получаемый при этом сырой синтез-газ для производства электроэнергии. Благодаря интеграции этой технологии с технологиями зеленого производства электроэнергии формируется новая модель многопрофильного производства, сочетающая чистую и эффективную переработку угля, глубокую переработку угольного катала и производство зеленой электроэнергии. В середине сентября промышленный экспериментальный проект по технологии быстрого пиролиза с использованием газа из порошкообразного угля и твердого теплоносителя в двухцикловой системе, разработанный совместно компанией Shanghai Shengbang Chemical Technology Co., Ltd., входящей в группу Shaanxi Coal and Chemical Industry Group, и компанией Shaanbei Qianyuan Energy and Chemical Co., Ltd., прошел оценку с точки зрения научно-технических достижений. Установка для промышленного применения этой технологии мощностью 20 тысяч тонн в год проходила испытания в течение более года; после калибровки на месте со стороны Китайской ассоциации нефтехимической промышленности были получены следующие результаты: эффективность преобразования энергии составила 80,97%, а выход дегтя — 17,11%. В начале августа технология производства синтез-газа с использованием четырехканального форсунка для совместной газификации керосина и угля, разработанная Северо-Западным научно-исследовательским институтом химической промышленности, успешно прошла испытания при первом запуске на предприятии «Яньчан Чжунмэй Юйлинь Энерджи Кемикал» в провинции Шэньси. В результате этого содержание полезных компонентов в синтез-газе увеличилось на 5 процентных пунктов, расход кислорода снизился на 7%, а эффективность использования энергии возросла более чем на 6%. Несмотря на постоянные значительные прорывы в технологиях угольной химии в нашей стране, а также на значительный прогресс в таких областях, как газификация угля, ликвидация угля, производство олефинов из метанола, производство ароматических веществ из метанола, производство этиленгликоля из синтез-газа и производство этанола из синтез-газа, большинство современных технологий угольной химии пока находятся на стадии демонстрации и совершенствования. В основных технологических процессах все еще есть возможности для улучшений. Кроме того, некоторые исследования в области технологий не связаны с их практическим применением. Разработка продукции угольной химии в основном сосредоточена на преобразовании первичных энергоносителей; развитие продукции на последующих этапах пока значительно отстает от уровня нефтехимической промышленности. Большое количество продуктов тонкой химии и новых химических материалов по-прежнему импортируется, что является главной причиной низкой экономической эффективности угольной химии и её чувствительности к колебаниям цен на нефть. Например, с точки зрения уровня самообеспеченности Китая в 2015 году по основным продуктам, в отсутствии которых возникает дефицит, показатели самообеспеченности ПХ составляли 52%, полиамидных инженерных пластмасс — 41%, высококачественных полиолефинов — 38%, этилэнгликоля — 33,1%. В то же время показатели самообеспеченности поликарбонатом и углеродными волокнами составляли соответственно лишь 27% и 29%. У нас также отсутствуют ключевые технологии производства некоторых высококачественных полимеров (включая мономеры для их синтеза), высококачественных полиэстеров, высокопроизводительных волокон, а также специализированных химикатов, производимых на основе угля. “Дальнейшая усовершенствованность угольной химии является тенденцией развития, однако компаниям, желающим принять в ней участие, все еще приходится сталкиваться с рядом практических трудностей. Промышленность угольной химии ограничена нехваткой водных ресурсов, а также подвержена сильному давлению в отношении экологических стандартов выбросов ; Техническое оборудование также является фактором, ограничивающим развитие, а система отраслевых стандартов ещё не сформирована — всё это представляет сложности для дальнейшего совершенствования угольной химии. ”Ху Цяньлинь открыто признал, что большинство отечественных предприятий углехимической промышленности не обладают достаточным техническим опытом в химической сфере и остро нуждаются в поддержке в виде соответствующих производственных технологий. В то же время рынок химикатов на угольной основе, возникший в результате более тщательного развития угольной химии, также является относительно незнакомым для предприятий. Кроме того, для большинства химических продуктов на основе угля отсутствуют соответствующие стандарты качества; это проблемы, на которые необходимо обратить внимание при дальнейшем развитии глубокой переработки угля. С наступлением эры углеродного налога и торговли квотами на выбросы углерода сокращение выбросов становится крайне необходимым. “В мире пока не существует сколько-нибудь идеального технологического пути химического захвата и использования диоксида углерода; путь преобразования диоксида углерода в метанол также является нерациональным. ”Сказал профессор Шаньдунского университета Чжу Вэйцюнь журналистам. Технологии с низким уровнем выбросов углерода можно разделить на 3 категории: «технологии без углерода» для контроля на этапе производства, «технологии сокращения выбросов углерода» для контроля в процессе производства и «технологии удаления углерода» для контроля на заключительном этапе. В процессе производства угольной химии выделяется большое количество углекислого газа, и его попытки захвата, хранения или использования часто оказываются нецелесообразными. Поэтому на производстве следует по возможности удерживать углекислый газ внутри продукта, не выпуская его в процессе производства; на самом деле это и является наилучшим способом хранения и использования углекислого газа. Чжу Вэйцюнь предлагает преобразовать часть водорода вместе с сопутствующим азотом в аммиак. При определенных технологических условиях аммиак вступает в реакцию с углекислым газом, в результате чего образуется стабильный твердый продукт — триазинол, содержащий максимальное количество углекислого газа. Оставшийся водород может быть использован для производства электроэнергии. Для производства 1 тонны продукта триазинол требуется 1 тонна углекислого газа. Триазинол может быть дальше преобразован в триазинамин, смолы на основе триазинола, кросс-лингирующие агенты на основе триазинола, хлорированные продукты триазинола и т. д. Например, на предприятии с годовым объемом производства 300 тысяч тонн синтетического аммиака и 520 тысяч тонн мочевины можно построить завод по производству триазинола с годовым объемом производства 660 тысяч тонн; кроме того, такой завод сможет ежегодно поглощать 160 тысяч тонн углекислого газа. “Точечное развитие угольной химии ставит перед технологией газификации угля новые вызовы. ”Профессор Восточно-Китайского университета науки и технологий Чэнь Сюэли сказала, что масштабирование процесса газификации является тенденцией и направлением развития; расширение спектра сырья, пригодного для использования, — это внутренняя необходимость и условие для успешной реализации этого процесса. Достижение практически нулевых уровней выбросов остается постоянной целью и неизбежным требованием. Увеличение размеров позволяет значительно снизить инвестиции за счет высокой эффективности в области экономии энергии и снижения расходов. Но существуют и технические сложности, такие как способы усиления процесса в экстремальных условиях и разделение сложных реагентов, которые требуют постоянных усилий для решения и совершенствования. “Уголь можно рассматривать как природный полимерный материал в трехмерном пространстве. Помимо глубокой переработки угля путем газификации, ещё одним хорошим направлением является использование каменноугольного тара и каменноугольной смолы для создания функциональных углеродных материалов с высокой добавленной стоимостью. С помощью технологии «молекулярной обработки» можно синтезировать различные материалы за счёт изменения состояния осадка углеродных атомов. Однако состав угля очень сложен, и превратить его в углеродный материал не так-то просто. ”Заместитель директора Института энергетики Даляньского технологического университета Цюй Цзешань сообщил корреспонденту, что институт, опираясь на самостоятельно разработанную технологию получения угольно-битумных углеродных волокон, в сотрудничестве с **неким предприятием реализует в Чжанцзягане промышленный испытательный комплекс по переработке 300 тонн каменноугольной смолы в год с целью производства 30 тонн угольно-битумных углеродных волокон. Ожидается, что он будет введен в эксплуатацию к концу года. “Наша страна уже добилась значительных успехов в области угольной химии; некоторые технологии здесь находятся на передовом уровне в мире. Однако все еще существует большой потенциал для дальнейшего развития. Угольная химия более чем когда-либо нуждается в технологических инновациях для обеспечения устойчивого зеленого развития. ”Цай Руй сообщил, что Институт химической физики им. Ланьчжоу в Даляне ведет технические разработки в области производства химических веществ из угля нового поколения, занимается созданием эффективных катализаторов для такого производства, их масштабированием и промышленным применением. В частности, осуществляются работы по освоению третьего поколения технологии получения олефинов из метанола (DMTO-III), технологии получения пропилена из метанола (DMTP), карбонилирования диметилового эфира с метанолом для получения этанола, совместного производства ПХТ и олефинов из метанола (толуола), получения олефинов путем комбинирования метанола и нефтяного сырья, синтеза высших первичных спиртов из синтез-газа, а также производства полиметоксидиметилового эфира из угля. Кроме того, исследуются технологии одностадийного получения олефинов и этанола из синтез-газа.