更安全、更绿色、更节能聚焦现代煤化工产业发展方向
■ 一帆
经过多年发展，我国煤化工产业逐步趋于成熟，在分散能源与石油化工产品对外依存风险中起到了重要作用，已成为缓解国内煤炭行业过剩产能、保障国家能源安全的重要产业。近年来，随着绿色环保、节能减排的呼声日益高涨，如何实现煤化工行业高速、健康、稳定的发展成为行业内普遍关注的问题。
产业成规模 技术获突破
当前，以煤制油、煤制烯烃、煤制气为主的煤炭深加工示范项目均已打通工艺流程，实现了长周期稳定运行，产业规模得到快速增长，产业布局初步形成。迄今为止，中国已建成1个煤直接液化、6个煤间接液化的项目，总产能678万吨；煤制烯烃已建成10套60万吨级的项目，总产能达646万吨；煤制气项目已建成3套，总产能为31亿立方米。从地域上看，目前我国现代煤化工初步形成了以能源“金三角”和新疆为主要聚集地、云南和贵州等地片状发展的产业布局。
目前我国多项国产化技术在技术路线上实现了重大突破，并成功实现工业化。典型的技术有煤直接液化高效转化工艺（神华集团首创）、高效低温费托合成铁基催化剂、煤经甲醇制烯烃工业性实验、煤油共炼-浆态床加氢技术、万吨级甲醇制丁烯联产丙烯技术、流化床甲醇化制芳烃技术等。这些技术路线的突破使得我国成为世界上煤化工领域掌握关键技术最多、自主创新最活跃、产业化进展最快的国家。
近年来，我国先进煤气化技术及装备自主化水平不断提高：突破了多喷嘴对置式气化、水冷壁水煤浆气化、航天粉煤压气化、SE粉煤气化技术、两段式干煤粉加压气化技术等；多个装备的制造水平创造世界第一，包括世界上单台生产能力最大费托合成的反应器、世界最大高压临氢反应器的焊接和吊装、高温高差压减压阀磨损问题的攻克、大型空分技术的工业化等。
目前，中国煤化工产业的污染物控制技术及水平较过去有明显的提高。以煤制油为例，其污水实现了近零排放，大部分水处理好可回收利用，污水综合回用率达98%。煤制天然气污染物处理技术也取得了较大进步。
五大问题制约发展
生产工艺技术有待进一步完善。“十二五”期间中国煤化工以打通工艺流程、实现安全稳定运行为目的。因此，与传统石油化工行业成熟的工艺系统相比，煤化工在工艺流程和技术集成方面仍有较大的差距。
示范项目建设秩序有待规范。煤炭黄金十年期间，企业将现代煤化工项目作为获取煤炭资源的手段，争相卷入了“跑马圈地”、发展现代煤化工的竞争中。然而，近两年，随着国内煤价、油价的大幅下跌和国家环保对煤化工项目的约束，部分项目被迫停工，大多数企业处于观望或半停滞状态。已核准项目普遍存在批大减小、进度滞后、工程造价超概算等问题。部分省区存在项目争取积极、后续协调不足，已启动的前期工作项目在落实煤炭资源配置、水权置换、排污指标等配套条件方面存在一定困难。
生产管理水平约束。我国现代煤化工的企业大多来自煤炭、电力、传统化工等领域。因此，其建设、运行和管理煤化工这类大型工程的经验有限。一些企业对油气、化学品等能源产品市场和能源项目运营调度规律把握的研究不足，导致经济效益与预期存在一定差距，总体风险控制水平有待提高。
水资源约束。现代煤化工项目一般建在煤矿附近，项目的单位水耗较高，而这些地区大多缺水，主要用水行业为农业，导致当地的煤化工企业用水与农业用水产生了矛盾。随着国家用水控制政策趋严，项目获取水指标难度将会更大。
安全环保约束。现代煤化工工艺及装置复杂，为生产人员带来诸多安全隐患。行业内缺乏煤化工的设计、建设、运行等专有标准规范。此外，煤化工产品的长距离运输也存在一定的安全隐患。西部地区生态环境相对脆弱，缺乏充足的环境容量，部分地区政府要求煤化工项目必须达到零排放。示范初期，由废水引起的环境污染事件多有发生。局部地区对煤化工废渣的处理也不合理。
未来发展遵循六项原则
未来行业发展应当按照“自主创新，升级示范”、“量水而行，绿色发展”、“严控产能、有序推进”、“科学布局、集约发展”、“转换动力，助推转型”、“优势互补，协调发展”六条基本原则，加强煤炭深加工自主创新，强化生态环境保护，加快先进技术产业化，推动重大示范项目建设，将现代煤化工产业培育成为我国现代能源体系的重要组成部分。
1.加强安全环保管控
加强重大危险源总体管控，保证现代煤化工项目安全运营。建设危险化学品安全监管综合信息平台，实现信息共享；加强过程安全仪表系统管理工作，提升工艺安全控制水平；建立重大风险源安全监测控制体系，不断完善控制措施。
实行最严格的环境保护标准，努力实现产业绿色发展。项目规划严守生态环境约束，严格环境准入；加强污染防治新技术研发示范，实现清洁生产；加强环境监测，强化环境风险防范。推动碳减排与利用，实现低碳发展。优化工艺系统提高能源利用效率，从源头减少CO2排放；充分考虑现代煤化工项目所产生CO2浓度高、易于捕集，将CO2的资源化利用作为煤化工碳减排的有效途径。
2.做好转型升级示范
具体而言，对于煤的直接液化，需要做好如下的工作：超清洁汽、柴油及军用柴油、高密度航空煤油、火箭煤油等特种油品的持续研发及工业示范；智能化、信息化和数字化控制及管理系统研发；高耐磨耐腐蚀机泵、特种阀门开发及应用；污水处理技术优化及分盐技术示范；液化残渣萃取生产煤基沥青等产品工业示范等。对于煤的间接液化方面，需做好如下工作：保持现有工艺稳定及满负荷运行，同时进行工艺及设备持续优化改进；优化产业结构，延伸产业链，生产超清洁汽油及高品质石蜡、溶剂油、α-烯烃及以上高档润滑油等高附加值产品，进行工业示范；开展高温F-T合成工程化研究及设计等建设前期工作；加强煤直接液化和间接液化技术、低温费托合成和高温费托合成技术集成，实现各自优势互补，进一步提高能效，降低成本。对于煤制化学品方面，需要研发煤制烯烃新技术和催化剂等以提升竞争力；提高煤制乙二醇产品质量和运行负荷；建设百万吨级煤制芳烃示范工程。
3.科学布局严控产能
重点布局能源“金三角”、新疆两大基地，适当建设云贵地区、中东部两个示范点，依托一带一路，形成“2+2+1”的产业布局。在能源“金三角”（鄂尔多斯、榆林、宁东）重点布局煤制油、煤制气、煤制化学品、煤油共炼和低阶煤分质分级利用等。在新疆地区以煤制油气清洁能源产品为主，建立煤基清洁能源生产基地；在云贵地区以煤制烯烃、煤制油品或煤制天然气等为主要方向，建立区域能源化工项目支撑点；在东部地区，试点建设集原油加工、发电、供热、供氢于一体的联合装置。将资源和环境承载力作为产业发展的前提，坚守水资源开发利用控制、水效率控制、水功能区限制纳污等“三条红线”，在水资源许可的地区有控制地建设项目。
4.立足创新放眼高端
积极开展合成气制烯烃、甲醇制芳烃及精细化学品、合成气制乙醇及其他含氧化合物等技术研发；验证新型甲烷化、新一代甲醇制烯烃、高效费托合成等自主技术的可行性，促进成果的快速转化；重点开发大型合成塔及高压设备、大型压缩机及关键泵阀等装备；加强对高浓度有机废水和高浓度盐水等处理技术、固体废物资源化和VOCs污染控制技术的开发及示范。
延伸下游产业链，推动产业向高端化发展。研发高端特种油品、高端清洁燃料、高端精细化学品；发展高温费托合成技术，增加化学品产量；借鉴石化产业的经验，研究发展下游高端化工产品及功能化学品。
5.煤油产品、原料和布局融合发展
实现煤化工与炼油化工产品的协调发展。煤炭间接液化油品具有特低硫、高十六烷值等特点，与柴油调和后可提高柴油十六烷值并降低柴油的硫含量和芳烃含量。煤直接液化生产油品具有环烷基含量高、低凝点、高密度、低粘度指数等特点，可生产航煤、军用油品等特种油品。现代煤化工和炼油化工实现原料互补。炼厂难以处理的重油或石油焦可分别用作直接液化溶剂油、气化原料；间接液化生产的石脑油可作为蒸汽裂解生产烯烃的优质原料。先进煤气化和加氢液化技术，可促进炼油加氢技术发展。独立炼油厂利用煤制氢节约炼厂天然气、轻烃等制氢原料，可促进油品加工成本下降。对于有一定距离的煤化工厂和炼厂，可探讨发展油煤一体化、煤芳一体化、煤化一体化协同布局的可能性。现代煤化工和炼油化工的协调布局。依托西部煤炭资源优势，与石油化工错位布局。探索油、煤、气一体化产业布局，实现“碳氢互补”以及煤油气资源综合利用。