内蒙古自治区化工产业转型延伸升级和产业集群

作者:澳门最正规网投平台 发布时间:2021-02-07 12:02

  通过总量控制,提质增效,优化配置,扶优扶强。根据国家“严格控制过剩行业新增产能,对符合政策要求的先进工艺改造提升项目应实行等量或减量置换”的产业政策要求,对电石、PVC和烧碱等产能实行总量控制,总体规模保持现有水平。

  继续依法依规淘汰落后产能有序退出,通过采用兼并重组、产能置换和横向联合等方式,引导产能、资源和市场向有实力的企业集中,整合氯碱及电石行业,形成龙头企业,优化产业结构和资源配置,提高集约化程度。在内蒙古自治区形成1~2家百万吨级氯碱化工企业,电石企业减少至20~30家,产业集中度达到国内先进水平。

  促进氯碱化工生产工艺低能耗、低汞(无汞)化改造。推广应用零极距电解槽、氧阴极电解槽、电石炉气化工利用、电石渣制活性氧化钙循环利用、显热余热利用、电石自动化出炉等节能减排先进技术改造提升,解决行业存在的废气、高温余热、废渣利用效率低下的问题,实现节能减排和资源综合利用,达到国内氯碱及电石行业能效先进水平。通过对电石渣和电石炉气高附加值利用示范,形成以节能减排和资源综合利用为重点的绿色电石及氯碱化工循环经济体系。

  目前内蒙古氯碱和电石行业集中度较低,与新疆等国内先进水平差距很大,需要打造一批上下游配套完善的大型企业集团,提高行业整体竞争力和可持续发展能力。因此,应通过采用兼并重组、产能置换和横向联合等方式,实施政府引导、企业自愿、招商引资和市场化运作的产能置换指标交易,引导产能、资源和市场向有实力的企业集中,整合氯碱及电石行业,形成龙头企业,优化产业结构和资源配置,提高集约化程度。在内蒙古自治区形成1~2家百万吨级氯碱化工企业,电石企业减少至20~30家,产业集中度达到国内先进水平。

  鼓励企业与国内行业能效领跑标杆企业对标,采用和推广零极距电解槽、氧阴极电解槽、电石炉气化工利用、电石渣制活性氧化钙循环利用、电石显热余热利用、电石自动化出炉等节能减排先进技术对氯碱和电石行业生产系统进行全方位改造提升,解决行业存在的废气、高温余热、废渣利用效率低下的问题,实现节能减排和资源综合利用,达到国内氯碱及电石行业能效先进水平。通过对电石渣和电石炉气高附加值利用示范,形成以节能减排和资源综合利用为重点的绿色电石及氯碱化工循环经济体系。

  目前,国内外PVC树脂生产分为乙烯法和电石法两种工艺路线。由于特殊的能源结构和乙烯资源配置体制,电石法PVC是我国PVC生产的主流工艺,其产能约占总产能的80%以上。但由于电石法PVC存在汞污染问题,为履行国际汞公约,国家已明确禁止新建使用汞触媒的电石法PVC装置。

  目前,内蒙古氯碱行业PVC生产全部为使用汞触媒的电石法产能。“减量化、无汞化”将是行业汞污染防治必须采取的基本路线,既是加快转型升级的必然要求,也是提高行业安全水平,履行国际汞公约义务的紧迫要求。一方面,可根据国内乙炔—二氯乙烷催化重整法(姜钟法)新工艺、电石法无汞催化剂工业化进展情况,在经济性和可靠性得到一定程度验证后,采用新工艺或无汞催化剂对PVC装置进行无汞化改造,最终实现PVC生产完全无汞化。另一方面,根据国家《现代煤化工产业创新发展布局方案》,现代煤化工与盐化工(氯碱化工)融合发展成为今后国内现代煤化工产业创新发展的任务之一,要求重点发展“结合汞污染防治国际公约要求,在有条件的地区适时实施聚氯乙烯(PVC)原料路线改造”。利用烯烃项目提供的乙烯原料建设乙烯法无汞PVC项目,是国家鼓励的发展方向,项目的建设可以对国内氯碱行业结构调整和减汞、无汞化进程产生一定的示范作用,为国家重金属污染防治和履行国际公约做出贡献,但目前来看,乙烯法聚氯乙烯替代电石法聚氯乙烯仍有系统配套、产品成本等较多现实问题难以解决,可结合技术进步和项目经济性情况,择机发展清洁工艺的乙烯法聚氯乙烯生产。

  加强研发和市场调研开拓工作,与下游的汽车配件、管材、电缆、薄膜等用户及塑料加工工业协会等合作,实施PVC产品差异化战略,发展PVC特种功能型树脂,提高差异化率,满足下游领域对高端PVC专用料和特种树脂的需求。同时,有选择的发展新型管材、高性能门窗型材、环保电缆料、塑料建筑模板、PVC发泡保温板、PVC塑木复合地板等PVC深加工,打造PVC生产及后加工一体化产业集群。

  转变“PVC+烧碱”传统发展方式,采用先进技术延伸拓展产业链,推动下游消费多元化,形成较为完整的化工产业集群,提高综合竞争力和经济效益。以先进节能型电石和氯碱化工为基础,以电石、氯气、氢气和烧碱等为原料,与有机原料、精细化工和氟硅化工等产业发展相结合,延伸拓展产业链,发展氯化高聚物系列、氯化亚砜系列、氟硅系列、氯化芳烃系列、漂白消毒系列、聚乙烯醇下游系列、1,4-丁二醇下游系列等高附加值系列精细化产品以及染料、颜料、农药和医药中间体等精细耗氯产品,实现产业结构由基础原料向新材料和精细化工方向的转型升级。

  现代煤化工方面,结合煤制烯烃、甲醇制烯烃项目建设,可择机探索开展乙烯法聚氯乙烯替代电石法聚氯乙烯技术示范,与现代煤化工产业协同发展。

  氯碱化工和现代煤化工均为内蒙古自治区近年来发展最快、最具竞争优势的产业,但氯碱化工面临履行国际汞公约减汞化、无汞化的挑战,高浓盐水处理和结晶盐处置则是目前现代煤化工产业面临的环保难题。鼓励氯碱化工与现代煤化工产业深度融合,一方面氯碱化工利用现代煤化工提供的原料发展乙烯路线生产PVC树脂,从工艺源头解决汞污染防治问题,打造国际汞公约履约示范基地;另一方面,充分利用现有氯碱化工产业基础及生产经验,将现代煤化工产生的高浓含盐废水或结晶盐经充分处理后用于氯碱化工的烧碱生产,为解决鄂尔多斯现代煤化工产业示范区建设面临的含盐废水处理难题提供解决方案和示范。以汞污染防治和高浓含盐废水处置为纽带,通过氯碱化工与现代煤化工产业深度融合,相互解决各自发展过程中的关键瓶颈问题,实现现代煤化工与氯碱化工协同发展。

  但目前来看,乙烯法聚氯乙烯替代电石法聚氯乙烯仍有较多现实问题难以解决,比如,工艺流程方面,乙烯法和电石法PVC在VCM聚合之前的工序存在根本性差异,采用乙烯法改造后电石发生制乙炔、VCM合成工序的主要设备、控制系统等将完全被淘汰;配套系统方面,电石法PVC一般都配套建设电石、电石渣制水泥和热电联产装置,改造为乙烯法后电石和水泥装置无法利用,热电联产装置运行也将受到很大影响,整个产业链配套体系将进行大幅度调整;从经济角度分析,煤经甲醇制烯烃路线投资高、乙烯成本相对较高,乙烯氧氯化法PVC竞争力和盈利能力不足。综上,可结合技术进步和项目经济性情况,择机发展清洁工艺的乙烯法聚氯乙烯生产。

  在传统煤化工方面,突出焦炉气和电石炉气的深度耦合,适时推进“焦化—焦炉煤气/电石炉气—LNG/甲醇/乙醇”等产业链,为下游化工产业提供具有竞争力的原料资源。

  控制甲醇单一规模扩张,大力推进甲醇延伸加工,提高附加值。结合现代煤化工项目建设,加快发展甲醇下游深加工产业。结合煤制烯烃项目建设,外购部分甲醇作为烯烃的原料就地转化。面向醋酸、甲醛、碳酸二甲酯等方向,延伸发展醋酸乙烯、聚甲醛等有机原料、化工新材料产品。

  此外,甲醇新能源是现代煤化工产业高质量发展的新方向、新活力、新动能。我国甲醇燃料应用已大幅推广应用,甲醇汽车、甲醇锅炉、甲醇灶具等下游产业快速发展,为甲醇产业注入新的活力。“十四五”期间,内蒙古自治区可进一步探索甲醇燃料产业如何走向正规化、专业化,消除公众认知误区,推进大型甲醇能源基地建设,积极开拓甲醇能源应用领域,构建科学、高效、清洁、安全、现代化的甲醇经济产业体系,加强甲醇汽车、甲醇锅炉、工业及民用燃料领域的规范性,建立完善的甲醇能源体系。

  内蒙古自治区光伏、风电资源均非常丰富,发展“液态阳光”项目也具有较好的条件。目前,中科院大连化物所研发的千吨级“液态阳光”项目已经成功示范,并于2020年10月通过科技成果鉴定。“液态阳光”太阳燃料合成示范项目基于中科院发的两项关键创新技术建设示范,包括高效、低成本、长寿命规模化电催化分解水制氢技术和廉价、高选择性、高稳定性二氧化碳加氢制甲醇催化技术,利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能、并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料,不仅是解决二氧化碳排放的根本途径,也是将间歇分散的太阳能等可再生能源收集储存的一种新的储能技术。

  内蒙古自治区可再生能源条件与“液态阳光”项目具有较高的契合度,随着可再生能源发电成本和电解水制氢成本的进一步降低,通过规模化二氧化碳捕获及资源化利用,可促进可再生能源更大规模发展,对于改善区域生态平衡也具有重大战略意义:一是将电能转化为可储存运输的化学能,提供了高压输电之外的太阳能利用新途径,为解决可再生能源间歇性问题和“弃光、弃风”问题提供出新的策略;二是将二氧化碳作为碳资源转化利用,并解决氢能储存和运输的安全难题,可为进行低碳乃至零碳、清洁的能源革命提供创新技术路线化肥

  严格控制尿素新增产能,除续建项目外,暂缓新建煤制化肥项目。鼓励开发增效肥料、缓(控)释肥、水溶肥、液体肥、中微量元素肥等高效、环保新型肥料。

  内蒙古自治区是国内现代煤化工产业门类最为齐全,发展最为成熟的区域。应认真总结前期产业化示范经验教训,提升系统集成优化水平,推动产业技术升级,同时,深入开展行业对标管理,重点抓好具有发展潜力的优势企业填平补齐、挖潜改造,加强技术创新,优化资源配置,提高安全环保水平。按照生态优先、有序开发、规范发展、总量控制的要求,逐步建成行业标准完善、技术路线完整、产品种类齐全的现代煤化工产业体系。加快推进鄂尔多斯现代煤化工产业示范区建设,发展煤炭深加工精细化学品和合成材料,走高端化精细化路线.1.1.1新一代间接液化技术升级示范

  基于神华宁煤400万吨/年煤制油项目、伊泰杭锦旗120万吨/年煤制化学品项目、山西潞安高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目3个首批百万吨级煤炭间接液化项目的运行情况,结合国内科研单位最新研究成果,开展间接液化制汽油新技术、高端化学品新技术、先进高效费托合成催化剂等工业性示范。新一代的高温浆态床高效费托合成催化剂具有更高的活性、更好的运行稳定性和产物分布,吨催化剂产油能力提高到1500吨。将新一代工艺技术和催化剂,应用于伊泰大路200万吨/年煤炭间接液化示范项目及杭锦旗新规划间接液化项目后续其它项目,实现新一代间接液化工艺的产业示范升级。

  基于神华煤炭直接液化项目一期工程第一条生产线的运行情况,总结第一条线生产经验,开展第二、三条生产线建设和技术示范,优化第一条生产线的各项示范指标,对三条线进行整体统筹,协同建设,弥补先期工程的不足,发挥神华煤炭直接液化三条线规模化、一体化的优势,生产高端特种油品,包括高品质柴油、汽油,军用和航空航天特种燃料等,降低企业的生产成本,提高项目整体经济效益。

  甲烷化技术是煤制天然气的关键环节,中科院大连化物所、大唐能源化工研究院、华东理工大学、中国石化、南化公司研究院、上海石油化工研究院、西南化工研究设计院有限公司、中海油气电集团等单位,在煤制天然气甲烷化技术方面做了大量的研究工作,但目前均未开始工业化应用。鉴于鄂尔多斯地区规划在建煤制气规模较大,因此研发具有自主知识产权的甲烷化成套工艺技术,开展10亿立方米/年及以上规模的工业化装置示范,非常必要。

  60万吨/年煤制烯烃已完成工业示范,“十四五”期间重点进行技术升级示范和新工艺路线(煤经合成气一步法制烯烃)工业示范。

  (1)煤基甲醇制烯烃装置大型化、设备国产化升级示范在已有多套60万吨/年煤制烯烃装置设计、建设、运行经验和国内科研单位最新研究成果基础上,开展单套100万吨/年煤基甲醇制烯烃装置的大型化、设备国产化工业升级示范。依托骨干企业、科研院所,完成单套100万吨/年煤制烯烃示范装置建设,其中核心甲醇制烯烃、烯烃分离及聚烯烃等设备实现国产化。

  (2)煤基甲醇制烯烃系统集成升级示范。充分发挥园区煤、电、化一体化园区优势,做好项目直供电、空分电驱、循环水闭式循环、智能空气冷却器、高含盐废水处理、废水制浆、结晶盐综合利用等系统升级示范,降低系统能耗、水耗和污染物排放,实现煤制烯烃整体能效高于44%、单位烯烃产品综合能耗低于2.8吨标煤、耗新鲜水小于16吨目标,完成煤基甲醇制烯烃系统升级示范。

  现代煤化工企业OA、ERP、DCS等信息化和自动化系统硬件基本具备,但智能化水平还有很大的提升空间。通过全厂信息化、自动化和智能化系统的升级示范,降低项目的能耗、水耗、物耗等指标,提高经济性和产品的竞争力。

  先期开展千吨级煤经合成气一步法制烯烃工业试验,在工业试验成功基础上,开发10~30万吨/年合成气一步法制烯烃工业化示范。

  (1)煤制乙二醇技术升级示范。国内现有乙二醇工艺技术与国外技术尚有一定差距,主要体现在产品质量和运行稳定性上,通过新型煤制乙二醇技术的开发,实现能量综合利用、副产品品质提升、污废水处理技术的高产品质量、安稳长满优运行。

  (2)非贵金属催化剂研制。目前使用的催化剂为贵金属催化剂,价格较高。价格便宜、高转化率、长寿命的非贵金属催化剂需要升级示范。

  (3)反应器大型化研发。目前运行的反应器单系列能力为10万吨/年乙二醇,单系列20万吨/年规模的反应器正在研发制造,内件也有改进,因此反应器大型化需要升级示范。

  气化技术是现代煤化工的龙头技术,进一步开发、优化、示范新一代大型气化技术,有利于项目整体效率的提高和后续产品的生产。通过采用不同的技术路线吨大型粉煤气化、催化气化技术、加氢气化技术等气化技术的示范,真正实现煤炭的清洁、高效、综合利用。利用高硫煤气化技术开展现代煤化工产业升级示范,延长现役高硫煤矿井服务年限。

  开展新型费托合成反应器、新型循环换热分离装备、大型循环压缩机、大型等温变换设备、大型甲烷化反应器等重大装备的产业化升级示范,基于首批煤炭间接液化、直接液化、煤制气等项目的运行经验及发现的问题,对大型费托合成反应器、大型循环换热分离装置、大型循环气压缩机等重大装备进行全面优化,形成新一代国产大型化装备,应用于规划项目,有效提高装置效率,降低装置能耗。同时,提高现代煤化工的装备制造总体水平,带动相关产业的发展。

  现代煤化工项目体量大,单体项目水耗巨大,而我国水资源短缺,内蒙古自治区更是水资源匮乏地区,为实现该地区的可持续发展,需充分考虑节水措施。新一代节水技术包括:工艺水预处理新技术(煤气化污水处理、费托合成水处理等)、闭式循环冷却水新技术、废水回用新技术、煤炭内水回收和浓盐水回收新技术等,在未来的工程项目中对以上技术进行集成优化,发挥合力,减少水的蒸发损失和排放,实现高效节水,这对于水资源匮乏的内蒙古自治区的煤炭转化持续性具有十分现实的意义。此外,应推进现有企业和园区开展以节水为重点内容的绿色高质量转型升级和循环化改造,促进企业间串联用水、分质用水,一水多用和循环利用。新建企业和园区要统筹供排水、水处理及循环利用设施建设,推动企业间的用水系统集成优化。

  随着新环保法以及大气污染、水污染、土壤污染等专项行动计划的实施,煤化工产业的污染控制要求将更加严格,项目获得用水、用能、环境指标的难度加大。污染物排放要求和排放总量控制,环境保护标准将越来越严格。重点开展高浓盐水纯化和结晶盐分离与应用技术、酸性气治理和VOCs治理、先进高效的酚氨回收技术、二氧化碳综合利用技术等技术示范,并加强各单项技术的优化集成。

  我国高硫煤现已探明储量约为六百多亿吨,约占总煤储量的百分之八左右,在内蒙古自治区煤炭资源中,劣质高硫煤也占一定比例。此种煤在使用过程中会因有害杂质燃烧产生出大量的污染环境的含硫物质的有毒物质,大量的有毒物质排放到空气中将以酸雨、雾霾等形式污染环境,因此,科学有效的利用好高硫煤资源对于我国经济绿色发展和环境保护意义重大。通过现代煤化工转化,煤中的硫分全部得到回收并作为硫资源产品,传统直接燃煤的含硫和高挥发分逃逸等问题得到了很好的解决,拓展了低品质煤资源的清洁高效利用。

  现代煤化工前端生产过程主要有煤气化、变换净化和合成三大部分组成。CO变换技术是将煤化工生产过程中气化产生富余的CO,在催化剂的作用下与H2O(水蒸汽)发生变换反应制取H2的重要技术。由于该过程要消耗大量的水蒸汽,因此,采用低水/气(CO)比耐硫变换新工艺,可以显著降低蒸汽的消耗和外排冷凝液的量,节能效果显著。但是,在劣质高硫煤的开发使用过程中,当原料气中H2S等组分含量高而水/气又低时,受化学平衡的影响,不仅有机硫转化率降低,还会有新的硫化物副产物如硫醇和硫醚等生成;并且硫醇等硫化物的生成与反应温度密切相关,温度越低越有利于硫醇类物质生成。工业装置运行数据也表明,在某些工业装置的低变反应器的出口检测到微量的甲硫醇等物质。不仅影响了节能型低水气比变换工艺的推广使用,而且也因为硫醇类硫化物在低温条件下生成,影响等温变换技术的开发和应用,已成为目前困扰和制约煤化工生产并亟待解决的重要问题。

  “低水/气(CO)比有机硫转化型耐硫变换催化剂”,解决了高CO和高硫煤原料气在低水/气(CO)比和低温条件下易生成甲硫醇和硫醚等有机含硫化合物的技术难题,使高硫煤原料气在低水气比变换工艺下实施成为可能,使得粉煤气化高CO和H2S原料气在低水气比工艺条件下应用成为可能,保障了节能型低水/气(CO)比等新变换工艺的实施,拓宽了原料煤的选择范围。

  该类型催化剂已经在山西潞安百万吨煤制油装置的第二变换炉整炉工业应用。工业数据表明:催化剂变换活性好,床层压差小,运行情况稳定;期间装置采用高硫煤运数月,期间变换装置出口均未检测到硫醇和硫醚类副产物生成,后续工段没有受到硫醇等副产物的影响。催化剂不仅具有优良的低温活性和活性稳定性,还具有良好的有机硫转化活性,同时能够降低甲硫醇有机硫副产物的生成。

  因此,可根据煤质煤种情况,在内蒙古自治区利用高硫煤气化技术开展现代煤化工产业升级示范,拓宽煤化工原料煤的选择范围,开展适应高硫煤原料气的变换净化单元催化剂的推广应用。

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