惠生工程:投资大潮起 创新正当时

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惠生工程:投资大潮起 创新正当时

 ——惠生工程(中国)有限公司的煤化工技术路线图

发布时间:2016-01-15        

梳理“十二五”我国石油化工行业的成就,不得不提到现代煤化工:一批示范工程项目陆续建成和投产,我国自主的煤化工技术开始从实验室进入了商业化的阶段,多个煤化工产品规模得到突破……我国的现代煤化工走在了世界的前列。无论是十二五期间形成了投资热潮的甲醇制烯烃(MTO)项目,还是十三五阶段继续鼓励适度发展的煤制乙二醇项目等等,这些项目不仅缓解了我国乙烯、乙二醇等基础原材料长期依赖进口的局面,同时也大力促进了煤化工行业技术的发展和创新突破。

自主创新“杀”入MTO领域

MTO技术包含反应技术和分离技术。在目前已经运行、在建的MTO装置中,有8套采用了惠生工程(中国)有限公司自主创新的MTO烯烃分离技术,包括已经开车投产的惠生(南京)清洁能源有限公司、陕西蒲城清洁能源有限公司和山东阳煤恒通化工有限公司的三套装置。

该项技术进入市场后得到了业内的一致认可。中国石化联合会专家在对该技术进行成果鉴定时表示,惠生工程自主研发的烯烃分离技术达到了国际领先水平,极具市场竞争力,对MTO成套技术的完善起到了重要作用。该技术的成功开发打破了烯烃分离领域国外技术的垄断,降低了对国外技术的依赖,促进了国内甲醇制烯烃行业的发展。

不仅如此,在石油和化学工业规划院编制的《“十二五”期间煤制烯烃升级示范技术方案》(“技术方案”)中,建议采用前脱丙烷-中冷油吸收-预切割流程。而该流程正是惠生工程MTO烯烃分离的核心技术——“预切割+油吸收”技术。

《技术方案》认为,该技术重点解决了MTO反应产物中碳一和碳二分离的问题,首次将非清晰切割的思想引入甲醇制烯烃反应产物的分离过程,在国内外最早提出将油吸收法应用于分离甲醇制烯烃反应产物。

在2015年进行技术成果鉴定时,作为业主,陕西蒲城清洁能源有限公司总经理范立明表示:“惠生工程的MTO分离技术具有流程简单、设备投资少、能耗低、乙烯产品回收率更高等特点,这些优势已在蒲城清洁能源68万吨/年DMTO-II装置中得到了印证。”

正如范立明所说,烯烃产品收率是项目方选择MTO烯烃分离技术的重要参考因素之一。

“针对MTO烯烃分离工艺,我们开发出了MTO油吸收塔降膜换热微分吸收器技术,目的在于确保油吸收过程中产生的热量能够及时移除。该技术可以降低装置投资和占地,提高乙烯回收率,降低能耗,使轻烃回收的技术指标有显著提升。”惠生工程首席科学家李延生介绍说,据悉,MTO分离技术配合降膜冷凝器在山东阳煤恒通化工MTO项目已经得到应用,实际生产运行数据表明,年产30万吨烯烃的MTO装置采用该技术可节省投资150万元,乙烯回收率由99.7%提高至99.9%以上,由此带来的经济效益超过200万元。而这项技术在2015年还通过了中国石油和化工勘察设计协会专有技术认定。

2015年以来,国际油价低位徘徊,一些业内人士对于MTO项目的经济性提出了质疑:如果国际石油价格长期在60美元/桶以下运行,煤炭价格维持现状或略有上扬,MTO就没有竞争力,甚至会因巨大的财务负担导致项目亏损。

李延生认为,尽管油价和烯烃价格下跌,MTO的经济性受到一定挑战,但煤价以及甲醇价格也有所回落,这在一定程度上也降低了MTO路线的成本。同时,充分利用MTO副产品延长产业链对于提升经济性的作用更为明显。将MTO副产品中的C4用于生产丁二烯,C5+再通过OCP生产轻烯烃的工艺路线和通过OCP生产烯烃路线的经济性对比可以发现,将MTO产业链延长生产丁二烯具有更强的竞争力。"

联合优秀合作伙伴拓宽创新路

“正是执著于技术创新和产业链上的逐步持续创新优化,一家工程公司才能在煤化工技术及工程领域立足。惠生工程敏锐地洞察到中国富煤、少气、缺油的资源结构和对装置能效、CO2及污染物排放的要求,更加节能环保的煤清洁高效利用技术将有广阔的应用前景。在2006年公司果断成立了煤化工技术开发部,开始致力于新型煤化工核心技术研究。”惠生工程高级副总裁陈惠梅说。“经过近十年的发展,惠生工程不仅通过自主研发拥有了甲醇制烯烃分离技术、甲醇制烯烃成套技术、煤制甲醇节能降耗技术,以及低温甲醇洗技术优化等;还积极联合业内优秀的合作伙伴共同开展合成气制乙二醇技术、合成气制乙醇技术研究以及煤气化技术、合成气制天然气甲烷化技术开发等。”

中国石油和化学工业联合会煤化工专业委员会秘书长胡迁林指出,“煤气化是龙头技术,发展的好坏对整个煤化工产业的发展至关重要。”对煤化工已有明确进军方向的惠生工程也关注到了煤气化领域,“惠生与壳牌合作在惠生(南京)清洁能源有限公司共同建设下行水激冷气化装置,以推动下行水激冷气化技术的商业化应用。”据李延生介绍,该技术能够使装置设计更加紧凑,投资更节省;它采用粉煤进料,具有煤种适用范围广的特点;并且多烧嘴布置使其更便于大型化。目前,该技术已有两套实现商业化。

而乙二醇的巨大缺口也促使2015石化产业发展大会现代煤化工发展论坛定下了 “十三五”期间,煤制乙二醇可适度发展的基调。

天津大学(“天大”)是国内最早从事合成乙二醇技术的研究单位之一,从1987年至今,期间进行了持续的基础开发和扎实的逐级工程放大,受到国家十一五科技攻关和十二五“863”重点项目的支持。目前,在合成乙二醇技术方面已取得21项国内专利授权和3项PCT国际专利授权。

2011年,惠生工程开始与天津大学合作进行合成乙二醇工艺包的优化及工程设计工作,并与天津大学合作成立了天津大学-惠生能源化工联合研发中心。

2015年6月,惠生工程与贵州鑫新化工集团有限公司(“鑫新”)、天津大学签订了合成气制乙二醇战略合作协议,三方共同推进完全自主知识产权的合成气制乙二醇成套技术商业化。

除此以外,惠生工程还与Amec foster wheeler、科莱恩(Clariant)合作共同开展了煤制天然气(VESTA SNG)技术研究。该技术中试装置已于2014年建成,目前三方正在共同开展中试研究和工艺优化,并将在中国和印尼共同推动该技术的市场化,共同授权建设使用VESTA SNG 技术的甲烷化装置。

横向合作为惠生工程的技术创新拓宽了道路。

节能降耗是煤化工技术创新的重要方向

水资源和环境制约一直是现代煤化工的发展瓶颈,环保部在日前还印发了《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行)》,明确现代煤化工项目应优先选择在水资源相对丰富、环境容量较好的地区布局。“我们也考虑到环境因素,针对下行水激冷气化技术,配套开发了初步水处理技术,可以满足气化工艺对排放渣水的初步处理、灰水回用及细灰脱除的要求。”李延生介绍说,该技术在惠生(南京)清洁能源股份有限公司1000吨/天下行水激冷粉煤气化装置上成功应用,不仅提高了装置运行的稳定性,同时降低了装置投资,减少了占地面积。而这项技术也同样出现在中国石油和化工勘察设计协会2015年认定的专有技术名单上。

而惠生工程与天大、鑫新联合开发的合成气制乙二醇成套技术采用了天津大学高效节能精馏技术,“不仅可以保证产品质量,确保超过95%的聚酯级乙二醇收率,并且还拥有低能耗与高收率的显著优势,能够实现单系列30万吨乙二醇规模,降低乙二醇主装置投资10%。通过采用草酸酯吸收冷凝一体化及硝酸还原补充亚酯工艺降低能耗及辅料消耗;而硝酸催化还原技术则使得二次再生塔釜排液硝酸浓度低于0.2%,大幅降低硝酸及碱的消耗。”李延生对该技术很有信心。

催化剂是合成气制乙二醇技术的命脉。天津大学化工学院院长马新宾表示,与其他合成气制乙二醇工艺相比,天津大学合成气制乙二醇工艺采用更加高效的催化剂,可大幅降低草酸酯合成过程的循环气量及加氢过程的氢酯比,而催化剂费用在整个乙二醇成本中<120元/吨乙二醇。

“作为目前国内拥有最多自有煤化工技术的工程公司之一,惠生工程的煤化工核心技术覆盖从煤气化、净化到煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙醇、煤制天然气等现代煤化工全产业链的核心技术。并且凭借自主研发的节能降耗技术和节水优化分析服务,公司可提供符合能源利用战略的全套技术解决方案。作为一家工程公司能够涉足这些领域,与公司将技术创新作为发展战略关系密切。”陈惠梅介绍。

惠生工程自1998年起就建立了技术研发实验室,并陆续建成8000平米实验室和占地约200亩的中试基地。“十二五”期间,惠生工程在技术创新上的投入比“十一五”增长了50%多。截至2015年12月,惠生工程累计授权专利达59项,自有及合作的成套核心技术11项。

石油和化学工业规划院副总工程师刘延伟认为,“十三五”时期是我国现代煤化工由产业化示范向产业化发展的过渡时期,也是提高全行业技术水平和经济效益的关键时期,创新是这一时期产业发展的关键。

“坚持技术创新是惠生工程的发展战略之一,过去是,现在是,将来也是。惠生工程在未来将在已有技术持续保持领先的基础上,进一步致力于能源清洁利用前沿新技术、减少碳排放、耗水及污染的工业环保新技术研究。”陈惠梅说。