钢化联产述评丨现代煤化工行业即将迎来重大变局！
本周末，煤化工领域两则重磅消息来袭：一则是来自中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室的消息：8月14日，甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置在山西潞安集团煤制油基地实现稳定运行1000小时以上，日产低H2/CO摩尔比产品气高达20多万Nm3，日转化利用CO2高达60吨；另一则新闻同样来自山西：8月14日，中美新能源技术研发(山西)有限公司的闪氢热解提油洁净煤技术中试项目开车仪式在山西朔州举行。据公司董事长杜卫京介绍，该中试项目采用新型煤加氢炼油技术，日处理煤量50吨。
8月19日，潞安集团甲烷二氧化碳重整技术商业化合作研讨会在太原戴斯酒店举行。中科院上海高研院、中合盛公司、赛鼎集团代表参加会议。
在此之前，媒体已经报道了多则现代煤化工重磅消息，其中有获得国家技术发明一等奖颠覆了整个石化界的原创性技术：大连化物所刘中民团队的煤经甲醇制烯烃等。近期的就是西安交大郭烈锦教授带领团队经过20年攻关，研发成功的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”，简称“水煮煤”技术。
榆能集团加快“水煮煤”技术产业化合作步伐
由于水煮煤要产生巨量的CO2气体，因而在欢呼之余，相信业内人士和武安君一样平添了一份担心，担心过量的CO2排放会毁掉这项技术。
然而，这种担心仅仅过了几日就被重磅利好吹散，上海高等研究院“甲烷二氧化碳自热重整制合成气技术”以及之前西南化工研究院承担的国家863计划主题项目“二氧化碳转化为天然气关键技术”，这两项技术为CO2的资源化利用找到了切实可行的途径。
现代煤化工领域基础原材料技术的重大创新以及向轻质化方向发展的新趋势，昭示着我国现代煤化工产业即将迎来重大变局。
CO2资源化首开工业化利用先河
曾几何时，现代煤化工业内有一个始终让人诟病的难题。那就是，在煤制气等环节产生巨量的CO2气体。通常的作法是：捕获后封存。
CO2与CH4是典型的温室气体，又是重要的含碳资源。将CO2与CH4作为碳资源，在一定条件下转化为合成气（CO和H2），也被称之为甲烷二氧化碳重整或者干重整，是业界梦寐以求的目标。相比传统的甲烷蒸汽重整，甲烷二氧化碳重整技术优势十分明显。重大创新点在于对二氧化碳的工业化利用，不再是之前的小打小闹微不足道，而是将二氧化碳作为原料气大量使用。二氧化碳的大量使用，降低能耗的同时，缓解温室气体减排压力，因而受到全世界的广泛关注。
在此之前，上海高等研究院、山西煤化所等科研单位，在CO2加氢制甲醇技术方面均取得重大突破。其中，上海高等研究院与上海华谊集团合作开展二氧化碳加氢制甲醇工业化技术的研发，在完成了近1200小时连续运转单管试验的基础上，2016年6月研发团队与设计部门还完成了10-30万吨/年二氧化碳甲醇技术工艺包的编制，并通过了专家组鉴定，具备了实施规模商业示范应用的条件。
由于现有的CO2转化技术路线，特别容易产生积碳，。抗积碳催化剂和专用反应器被公认为是CO2转化技术工业化的核心难题。正因为如此，国内外相关研发尚未达到工业侧线或示范规模。上海高研院不仅突破了上述难点，而且中试取得成功。上海高研院两项有关CO2资源化工业化应用技术的突破，标志着该院在此领域的研究已经具备了相当的实力，其意义特别重大。
工业化制氢即将成为现实
西安交大郭烈锦教授带领团队经过20年的研发，发明了“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术。 水煮煤技术主要产物是氢气和CO2气体。其中的氢气经过分离提纯可以作为氢气的工业化来源。
不仅是“水煮煤”技术有望成为氢气的重要来源，CO2加甲烷制合成气技术，也可以作为氢气的工业化来源。此前，专家们开出的工业化制氢的方案是再生能源电解水制氢或者是煤制氢。事实上，为降低成本，目前许多大型炼化企业加氢反应运用的就是煤制氢。有了上海高研院的CO2转化技术，煤制氢产生的巨量CO2就有了工业化应用的全新途径。
无水煤化工很快成为可能
闪氢热解提油洁净煤技术是一个从低阶劣质煤中获取高油品收率的煤炭分级分质转化技术，一步法直接转化成油，无需昂贵的催化剂，流程短，基本不耗水。该技术开发出的新型节能环保煤化工工艺新路线，将填补国内外粉煤高压加氢热解技术的空白。其中试装置还将验证新型粉煤加氢高温热解一体化炼油技术的可行性，为后续工业化提供数据。
甲烷二氧化碳重整或者干重整技术，几乎不消耗水，这一点非常重要。内蒙、陕西等煤炭集中产区由于水资源匮乏，许多现代煤化工项目因水而亡。不耗水的煤化工，想起来就让人兴奋，新型煤化工技术使无水煤化工很快成为可能。
现代煤化工技术的集成运用将使钢铁企业等传统产业华丽转身
CO2加甲烷制合成气技术最大的革命性的应用在于，它可以作为氢气的工业化来源，前提是上海高研院的技术实现了H2/CO比例在0.7-2.0范围内灵活调变。于是，我们通过变压吸附技术可以将氢气提纯出来，进一步与CO、CO2反应制取甲醇。一旦全流程打通，那么，钢铁企业高炉、转炉中的尾气、石灰窑中的CO2气体等工业尾气，都将变身为能源化工中的原料，成为资源。
事实上，钢铁企业还有另外一个宝贵的资源，就是高炉显热。利用高炉显热化学法（甲烷）回收制合成气技术 ，也可以解决钢铁企业尾气CO、CO2制甲醇最大的制约因素氢气的来源问题，而且利用高炉显热化学法（甲烷）回收制合成气技术成本更低。据悉国外已有成功先例，鞍山热能研究院也申请了专利，但尚未进入中试环节，亟需国内科研院所进行研究。
高炉显热化学法吸收制合成气专利技术
CO2资源化工业化应用、无水煤化工、工业化制氢，现代煤化工基础原材料领域重大技术创新成果的集成化运用，将促使煤化工从黑变白、从粗变细、从脏变净，成为真正意义上的循环经济，必将产生革命性的影响，并推动整个业界产生巨大的进步；将使钢铁企业华丽转身为钢铁、能源化工联合企业，并促使传统的钢铁企业、煤化工企业等摘掉能耗大户、污染大户、水耗大户的帽子，实现清洁生产。
CO2温室气体成为能源化工的原料，无水煤化工、大规模工业化制氢，其中任何一项成果的工业化应用，都堪称是对传统产业的一次颠覆一次革命。
尽管上述几项现代煤化工技术目前尚处于中试阶段，但我们依然充满了期待。因为，我们已经清晰地听到了现代煤化工领域大变局前的脚步声阵阵！