甲醇:技术升级该从何处破题

   2013-03-05 中国化工报刘敬彩

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  众所周知,甲醇行业是传统的耗能、耗水行业。近日,由石油和化学工业规划院编制完成的《重点化工行业节能减排规划研究》(下称报告)指出,无烟煤制甲醇产品单位能耗高达1830千克标煤/吨(2011年平均能耗水平,估算值,下同);烟煤、褐煤制甲醇产品单位消耗为1958千克标煤/吨;焦炉气制甲醇产品单位能耗为1733千克标煤/吨;天然气制甲醇转化单位产品能耗为1293千克标煤/吨。


  报告中另外一组数据指数则显示,2015年,国内甲醇年产能将维持在5500万吨左右,需求量将达到4355万吨左右。因此,随着产能、产量的增加,“十二五”期间,我国甲醇行业的节能减排必将是一项十分艰巨的任务。那么,当前我国甲醇行业节能减排现状如何?又存在哪些问题?应从哪些方面去努力?专家们又有哪些好的建议?


  原料不同,路径有别—— 能耗差异大


  不同原料路线生产的甲醇产品在能源消耗水平方面有较大的差异。我国生产甲醇的原料一直以煤炭为主、天然气为辅,但近年来焦炉气作为资源综合利用得到广泛重视,焦炉气甲醇产能迅速增长。2011年,我国甲醇原料结构中,煤、焦炭占66%,天然气占19%,焦炉气占15%。


  根据报告中关于2011年国内甲醇行业综合能耗水平分布情况分析,甲醇生产原料路线选择与能耗消耗水平有很大关系。我国采用天然气原料制甲醇的能耗最低,但因国内天然气甲醇装置受技术水平和装置规模的限制,能耗水平在1200~1365千克标煤/吨的产能占天然气制甲醇产能的62%;而仅30%的产能能耗水平在1020~1200千克标煤/吨。


  其次综合能耗较低的是焦炉气制甲醇。虽然焦炉气甲醇原料禀赋特征与天然气相似,但原料气组成复杂、处理困难,其综合能耗水平比天然气制甲醇高。2011年,能耗水平在1500~1650千克标煤/吨的产能占焦炉气制甲醇产能的65%;一般能耗水平在1650~1750千克标煤/吨占焦炉气制甲醇产能的30%;而落后产能的能耗水平大于1750千克标煤/吨,占焦炉气制甲醇产能比重的5%。


  而以煤为原料制甲醇能耗就相对较高。其中,以非无烟煤制甲醇的能耗最高,先进产能能耗水平在1650~1850千克标煤/吨,占非无烟煤制甲醇产能的45%,一般产能能耗水平在1850~2000千克标煤/吨,占非无烟煤制甲醇产能的43%;而落后产能能耗水平大于2000千克标煤/吨,占非无烟煤甲醇产能的12%。以无烟煤为原料,先进产能能耗水平在1500~1700千克标煤/吨,占无烟煤制甲醇产能的35%;一般产能能耗水平在1700~1900千克标煤/吨,占无烟煤制甲醇产能的50%;落后产能能耗水平要大于1900千克标煤/吨,占无烟煤制甲醇产能的15%。


  此外,CO2和“三废”排放量也与原料路线的选择关系密切。根据报告中关于2011年国内甲醇行业CO2排放分布情况分析,采用天然气制甲醇的先进产能CO2排放量为0.40~0.60吨CO2/吨甲醇;采用非无烟煤制甲醇先进产能单位产品CO2排放量为3.4~3.8吨CO2/吨甲醇;以无烟煤制甲醇先进产能CO2排放量为3.8~4.0吨CO2/吨甲醇;采用焦炉气制甲醇先进产能CO2排放量为1.45~1.55吨CO2/吨甲醇。


  在“三废”排放量方面,煤制甲醇即使采用洁净煤技术和先进的环保处理设施,其大气和水体污染物排放量仍然远远高于天然气甲醇。


  工艺路线的选择与能源消耗水平也有密切联系。据了解,我国煤制甲醇生产工艺主要分为固定层、流化床、气流床气化,其中国内以固定层为代表的甲醇装置,同类企业之中由于技术、装备水平差异以及废气、废水综合利用方案的差别,能耗水平相差较大,综合能耗在50~80吉焦;而气流床甲醇装置基本为近年来新建,综合能耗水平差别不大,普遍在50~60吉焦之间。


  工艺落后,质量欠佳—— 装备水平低


  “十一五”期间,通过原料路线调整、技术升级改造、末端治理水平提升等措施,我国甲醇行业在一定程度上推进了节能减排的成效。


  从报告中可以看出,2011年我国甲醇行业生产单位产品平均水耗15.2立方米/吨,较2006年的平均单耗下降约18%;生产单位产品COD 、NH3-N、SO2、NOx排放量分别为277克/吨、85克/吨、1.3千克/吨、2.0千克/吨,较2006年生产单位产品排放量分别下降约33%、28%、17%、17%。


  “但是,由于天然气制甲醇产量在行业中所占比重不断降低,而耗能水平较高的煤制甲醇和焦炉气甲醇产量比重不断提升,导致行业整体的节能压力非常大。”石油和化学工业规划院高级工程师龚华俊表示。据他介绍,我国甲醇行业在节能减排方面仍还存在一些问题。


  一是产能扩张过快,产业发展质量欠佳。


  据了解,2003年以来,随着国际原油价格持续高位震荡以及国内原油对外依存度的不断攀升,刺激了国内甲醇燃料替代石油战略的消费预期,导致甲醇发展出现过热态势,部分企业用效率低下的技术,不断扩大产能,使得产业发展质量欠佳。


  二是污染防治能力建设滞后。


  我国甲醇整体布局较为分散,即使是甲醇产能较大的河南、山东、山西和陕西等省份,甲醇企业的布局也不是非常集中,很多县市级地区都建有大小不一的甲醇生产装置,其中部分采用固定床工艺生产甲醇的企业不仅能耗高,而且生产废水处理困难,排放量大。


  三是技术装备水平低。


  技术和装备水平较低,主要表现在两个方面:一是生产技术装备水平低,落后生产技术在甲醇行业中任占较大比重,能源利用效率较低;二是污染物控制技术落后,烟气脱硫脱氮处理率、污水深度处理与回用率普遍偏低。此外,环保管理水平也相对比较落后。


  尽管国内甲醇行业对环境保护工作十分重视,但由于没有组织机构和人员保证,很多企业实际上没有环保管理机构或是其设置不能适应加强环保工作的需要,造成一些企业环境管理水平低,污染治理工程不完善,污染控制能力差,有机废水和氨氮废水超标排放严重。


  技术创新,废物利用——

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