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 煤制油产业化四种技术路径之路
2014-01-02 | 编辑:enablesite | 【

     不久前,从陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司获悉,该公司与哈密市政府合作建设的新疆伊吾县淖毛湖工业园区1000万吨/年煤炭分质利用暨160万吨煤焦油轻质化项目前期工作已基本就绪,不久将开工建设。业内专家指出,目前在建的煤制油项目按期实施后,我国将拥有4个不同路径的百万吨级煤制油示范装置,助推我国煤制油产业化全面提速。那么,我国煤制油项目发展情况如何?企业在提高综合效益、延伸产业链条方面有哪些亮点?记者对此进行了采访。

  已掌握四种技术路径

  富煤贫油少气的资源禀赋特点,决定了煤制油将成为中国最具发展前景的现代煤化工之一,并将继续得到各方关注和支持。经过多年攻关,目前我国已经掌握了4条不同路径的煤制油工业化技术,分别是:神华集团煤直接液化技术、中科合成油公司浆态床F-T合成油工艺、陕煤化集团的陕煤—榆林版煤制油技术、中科院山西煤化所等开发的MTG技术。

   其中,神华煤直接液化技术拥有完全自主知识产权,解决了煤直接液化催化剂、工艺首次工业放大、超大超厚设备现场焊接和组装等诸多难题;2008年建成世界首套百万吨级工业化示范装置——神华鄂尔多斯108万吨/年工业化装置,并于2011年至今实现安全稳定高负荷长周期运行。

  中科合成油公司浆态床F-T合成油工艺分别用于伊泰16万吨/年、潞安16万吨/年和神华18万吨/3套工业化装置。目前3套装置均已经实现安全稳定长期高效运行,所得油品十六烷值高,硫含量等指标达到国Ⅳ质量要求,既可作为成品油直接销售,也可作为优质油品调和剂使用。

  MTG技术方面,分别建成了以美国Mobill公司MTG技术为依托的山西晋煤集团10万吨/年装置,以中科院山西煤化所MTG技术为支撑的庆华集团10万吨/年工业化装置,以及采用天津大学与山西煤化所偶合工艺建设的河北田元化工10万吨/年工业化装置。另外,江苏煤化工工程研究设计院在Mobill公司技术基础上开发的CMTG技术,以其投资少、能耗低、油品收率高受到投资者青睐。

  陕煤—榆林版煤制油技术,囊括了块煤干馏中低温煤焦油加氢制取清洁燃料油、中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油以及高温煤焦油加氢制取汽柴油3种技术,现已建成神木天元化工有限公司50万吨/年,内蒙古庆华10万吨/2套中低温煤焦油延迟焦化加氢制取柴油、石脑油工业化装置,神木富油能源科技有限公司12万吨/年中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油工业化装置,以及黑龙江省七台河市宝泰隆煤化工公司10万吨/年高温煤焦油加氢裂解工业化装置。

  上述煤制油装置少则连续运行1年,多则运行近5年,且通过不断技术改造和工艺优化,均已实现安稳长高运行。标志着中国完全掌握了四种不同路径的煤制油工业化技术,为我国煤制油产业化提供了强大的技术支撑。

  综合效益日益显现

  更为重要的是,目前煤制油示范项目大多已实现商业化运营,在取得较好经济效益的同时,此前人们担心的耗水多、能耗高、污染重的问题已经并将继续得到解决。

  据神华鄂尔多斯煤制油分公司副总经理谢舜敏介绍,该公司百万吨级煤直接液化装置于2011年开始盈利,2012年实现盈利4.5亿元,今年上半年实现盈利2.35亿元。伊泰集团董事长张双旺此前则公开表示,16万吨/年煤间接液化项目,吨油品毛利可达800元。而据陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司董事长毛世强介绍,其50万吨/年煤焦油加氢项目自20104月投产以来,累计实现利润超过13亿元。庆华10万吨/MTG项目,则在投产一年半时间就收回了项目建设所有投资。

  “从工业化装置商业化运行情况看,只要国际原油价格超过65美元/桶,煤制油就有利可图。”煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院原总工程师史士东表示。

  除经济效益可观外,煤制油的耗水、综合能耗与污染物排放等此前业界最担心的问题似乎也没有预想的严重,且在持续向好。

  据史士东介绍,神华百万吨煤制油项目,当初设计吨油品耗水10吨,装置实现安稳长高运行后,实际用水量仅为7吨。而据中国石化工程建设有限公司项目经理蔡宏庆介绍,后期一旦神华所有技改项目完成、环保设备高效运行,可实现废水零排放。

  神华宁煤集团400万吨/F-T合成油项目初步设计为年用水2478万立方米、年转化煤2036万吨,这意味着其吨油品耗煤5.02吨、耗水6.12吨,这一数据远低于传统甲醇及合成氨的水消耗强度。

  “对煤制油项目二氧化碳排放的过分指责与担忧有失公平。”化工专家、陕西省决策咨询委员会委员胡海峰直言不讳地表示。

  胡海峰指出,二氧化碳排放并非煤制油工艺独有的问题,而是所有煤化工项目都无法回避的问题。虽然包括尿素、碳酸氢铵等煤化工产品,理论上有固二氧化碳的作用,如每生产1吨尿素和碳酸氢铵,可分别吸收0.67吨和0.56吨二氧化碳。但当尿素和碳酸氢铵施撒后同样会分解成二氧化碳并排放到大气中,其产品的全生命周期仍要排放二氧化碳。况且,大型煤制油项目副产的二氧化碳,纯度高、便于回收利用,既可将其注入地下固化,又可用于油田增压驱油或煤田驱煤层气,实现经济与环保效益双丰收。从这个层面讲,包括煤制油在内的大型现代煤化工项目,其排放的二氧化碳更容易“变废为宝”,对环境的影响反而比规模小、布局零散、且无处理回收装置的传统煤化工更小一些。

  百万吨级项目建设提速

  基于煤制油日益显著的经济效益以及不断完善的工艺技术,国家对煤制油项目审批悄然松动,数个百万吨级煤制油项目陆续启动。

  928日,总投资550亿元的神华宁煤400万吨/年煤间接液化示范项目在宁东能源化工基地开工建设。根据设计,建成后该项目每年可生产合成油品405.2万吨,副产硫黄12.8万吨、混醇7.5万吨、硫酸铵10.7万吨。

  据谢舜敏透露,继成功实施108万吨煤直接制油项目后,神华鄂尔多斯煤直接制油第二、三条生产线现已进行总体设计,计划于20188月全部建成投产。

  据了解,伊泰集团不仅正加紧其内蒙古基地200万吨/年费托合成油项目的前期工作,还同时在新疆启动了2300万吨/年煤间接制油项目,该公司最终将形成1000万吨/年煤制油生产能力;兖矿陕西未来能源化工公司110万吨/年费托合成油项目现已步入设备与管道安装高峰期,该公司鄂尔多斯340万吨/年煤间接制油项目也在加紧前期准备工作;山西潞安集团180万吨/年煤基油品项目正在加紧建设,最终目标将建成540万吨/年煤制油生产能力;掌握了陕煤—榆林版煤制油核心技术的陕西煤业化工集团,除正在建设内蒙古建峰、府谷东鑫垣、陕北基泰350万吨煤焦油轻质化项目外,还加紧了在新疆哈密160万吨/年和神木清水园300万吨/年煤焦油加氢项目前期工作。陕煤化集团董事长华炜在接受记者采访时透露,2016年底前,陕煤化集团将利用陕煤—榆林版煤制油技术,建设数个煤分质利用基地,形成总规模1000万吨/年煤基油品生产能力。

  另外,延长石油集团斥资17.9亿元,采用美国KBR公司悬浮床催化裂化工艺建设的全球首个煤油共炼项目——靖边45万吨/年煤油共炼示范项目将于2014年四季度如期投产。延长石油集团董事长沈浩曾向记者表示,延长石油集团还将在示范项目成功基础上,尽快启动500万吨/年煤油共炼工业化项目。

  另据了解,延长石油集团总投资23.95亿元、正在建设的神木锦界安源化工有限公司50万吨/年煤焦油加氢项目进展顺利,将于明年一季度投产。根据规划,该项目先期采用天然气制氢、VCC催化裂解工艺,后期将采用兰炭装置副产的荒煤气制氢,最终形成300万吨/年煤焦油加氢产能。

  与此同时,甲醇经酸性催化剂脱水后生产汽油技术(MTG)以其广阔的前景也开始受到投资者青睐。

  今年6月,晋煤集团化工事业部副总经理李占良在接受记者采访时透露,晋煤集团总投资30亿元、占地700亩、年产100万吨汽油的MTG项目正在实施,建成后将形成87万吨/年汽油、13万吨/LPG13万吨/年均四甲苯混合液生产能力。此前,河北田园企业集团斥资2.8亿元建设的10万吨/MTG项目,也已经开始试生产……

  粗略统计,目前规划及在建的煤制油项目全部实施后,2015年我国煤制油总产能将达1700万吨,2020年将突破5200万吨。

  链条延伸增强发展后劲

  了解到在各地纷纷规划并加紧建设煤制油项目时,那些早期涉足煤制油的企业,为防止产能过剩,避免同质化竞争,纷纷开展延长油品产业链、增加产品附加值等相关研究和实践,并取得了可喜成果,从而使煤制油的前景变得更加光明。

  “我们公司投资2亿多元的2.2万吨/年精酚项目即将投料试生产,成功后将成为全国最大精酚生产线,每年不仅为公司带来2亿多元的收入,还将大幅减少煤焦油加氢装置综合能耗,提升产品竞争力。”毛世强表示。

  据毛世强介绍,中低温煤焦油中酚含量通常高达10%~30%。由于高温高压及临氢状态下,酚容易与氢离子反应生成水,不仅浪费宝贵的酚资源,还增加了装置氢气消耗,以及装置中的水循环量,抬高了整套装置的综合能耗。为解决上述问题,天元公司科研人员经过不断努力,开发了碱萃取提酚技术。即将煤焦油中的粗酚经预处理工段分馏,然后经脱水、粗蒸、精馏、萃取、精制等工序,生产苯酚、邻甲酚、间/对甲酚、二甲酚等高附加值精酚产品。在大幅降低煤焦油加氢装置氢气消耗的同时,每年还可为公司带来3000万元以上净利润。

  不仅如此,天元公司科研人员还开发了焦油沥青等重质组分生产特炭技术,正在建设6000/年工业化试验装置。而其正在进行工业化中试的多段式回转炉粉煤热解试验一旦取得成功,将彻底摆脱原料块煤货紧价扬制约,使煤干馏—煤焦油加氢制油项目成本更低、竞争力更强。

  了解到于2012年建成全球首套煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油工业化示范装置(FTH)的陕煤化集团神木富油能源科技有限公司,根据所获得油品中富含国内石油中短缺的饱和环烷氢组分这一特点,正在开展FTH装置尾油生产高级润滑油、基础油研究。据中国石油天然气集团咨询中心教授级高工门存贵介绍,售价仅5000多元/吨的加氢尾油,稍经加工处理,即可变成价格上万元的高级润滑油、基础油。

  而据中国工程院院士陈俊武介绍,神华煤直接液化装置获得的油品,更适宜作航空燃料。目前,神华集团相关科研人员正进行这方面的攻关并已经取得突破,从而使其油品不仅避免了同质化竞争,还大幅拓展了产品应用领域,提升了产品附加值。

  更令人振奋的是,不久前,中国矿业大学教授魏贤勇领衔的科研团队,不仅从煤焦油中得到了多种高附加值精细化学品,还用煤焦油分离得到的精制沥青,拉出了长达万米的长丝碳纤维。

“我国高强度碳纤维全部依赖进口,每千克售价高达几十万元。目前,中国矿业大学、广东肇庆顺鑫煤化工公司等单位均在开发煤焦油沥青生产碳纤维技术,且取得了重大进展。一旦实现工业化,不仅会终结中国高强度碳纤维产品依赖进口的历史,也将使煤焦油中原本最不值钱且难以处理的焦油沥青,变成企业的最大利润源,大幅提升相关企业盈利能力,促进煤制油产业更好更快地发展。”广东肇庆顺鑫煤化工有限公司董事长、中国煤炭学会副会长吴克自豪地说。

 
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