1935年，在中國化學家侯德榜的領導下，中國建成了第一座兼產(chǎn)合成氨、硝酸、硫酸和硫酸銨的聯(lián)合企業(yè)南京永利铔廠（1952年更名為永利寧廠）。建國初期，我們的氮肥工業(yè)十分薄弱，1949年的化肥產(chǎn)量僅為6000噸。后來在中央高層的領導下、侯德傍先生的指導下，全國建了1500多個800～5000噸/年以煤為原料生產(chǎn)碳酸氫銨小化肥的裝置。但還不能滿足國內(nèi)糧食生產(chǎn)的需要。

上世紀60年代中期和70年代初期，我們引進了3套重油氣化裝置、13套大氮肥裝置�？梢哉f，氮肥引進技術帶來了諸多好處，是現(xiàn)代煤化工的先導。今天煤化工的發(fā)展遇到了碳排放的問題。那么，能不能從氮肥工業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗中探尋現(xiàn)代煤化工的未來發(fā)展之路呢？

上世紀60年代中期，我國引進意大利蒙特卡帝尼公司重油氣化工藝，國內(nèi)自己設計后續(xù)流程，在山東魯南、陜西興平、甘肅劉家峽建了3套重油氣化裝置，合成氨規(guī)模均為5萬噸／年。上世紀70年代初期，我國引進了13套當時國際上較先進的大氮肥裝置，規(guī)模均為30萬噸/年合成氨，原料是天然氣和輕油。3套重油氣化裝置實際是現(xiàn)代煤化工的先導。因為重油氣化工藝與煤氣化工藝(氣流床)十分類同，后續(xù)整條氮肥生產(chǎn)的工藝路線也十分相似，包含了氣化+空分+變換+凈化+合成+精制等工藝單元。而13套大氮肥裝置的引進，使我們獲得了包括科研、設計、制造、安裝和生產(chǎn)等多方面的經(jīng)驗，給我國化學工業(yè)帶來了全面的技術進步。

我們學會了整個裝置的工藝路線設計、每一個單元操作的工藝設計。從此以后，我們有能力建設國產(chǎn)大氮肥裝置。我們懂得了全套裝置的能量計算，在什么情況下可以采取各種節(jié)能措施。我們掌握了大型高壓設備等的國產(chǎn)化，掌握了全系統(tǒng)的分散系統(tǒng)控制（DCS）。在以后若干年內(nèi)，我們的設計單位和工廠對這13套裝置進行了設計改造，取得了節(jié)能改造的重大成果，使得這類裝置的單位產(chǎn)品噸氨能耗從10百萬大卡降低到8百萬大卡左右。

氮肥工業(yè)與煤化工有很多相通之處。從工藝角度來看，它們都要走碳一路線，要經(jīng)過氣化、變換、凈化和合成這些步驟。大氮肥項目工藝流程涵蓋氣化+變換+凈化+合成+精制，與今天煤化工的基本工藝過程在原則上是一致的。也就是說，這些引進的碳一工藝路線也是現(xiàn)代煤化工的先導。直到現(xiàn)在，這些設計全部應用到我國現(xiàn)代煤化工煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制甲烷等的設計中。

不過，今天氮肥需求已經(jīng)飽和了，氮肥工業(yè)的發(fā)展基本停滯。而煤化工需求還沒有飽和，但遇到了碳排放的問題，阻礙了煤化工的繼續(xù)發(fā)展。

50多年的化工建設經(jīng)驗告訴我們，現(xiàn)代煤化工設計已經(jīng)采用了全部最先進的節(jié)能技術、進行了過程系統(tǒng)優(yōu)化，能效已經(jīng)接近極限。由于煤的品質(zhì)決定了能效的高低，在這條工藝路線上，再大幅提高能效和降低能耗已經(jīng)沒有辦法了。所以，未來現(xiàn)代煤化工的主攻方向應該是排碳，而不是能效。傳統(tǒng)的碳一化工流程設計能量已經(jīng)優(yōu)化，沒有辦法再提高了。要想減少排碳，必須另辟新路。

目前我們首先要研究傳統(tǒng)流程中碳排放多在什么地方。通常，進入合成工序之前的氫氣與一氧化碳的比例是2或者3。這么多的氫氣都是由一氧化碳轉(zhuǎn)化的，并且產(chǎn)生了等量的二氧化碳。所以，全流程中排放的二氧化碳特別多。只有破掉這一工藝，二氧化碳的產(chǎn)生量才能明顯減少。因此，如果將綠氫引入傳統(tǒng)流程中，沒有變換過程，從工廠的整體設計來講，煤氣化的規(guī)�？梢钥s小一半以上、二氧化碳的排放總量可以減少70%以上。

是否還有別的辦法？就要靠大家集思廣益了。路需要大家去走，等著不是出路，光講原則而沒有具體辦法也不是出路，靠細節(jié)之處的節(jié)能小改還不是出路，指望降低雙碳排放標準更不是出路。我們只有不斷創(chuàng)新，提出新的解決辦法，通過多種方法的比較，才能得到一條減少排碳的高效路子。