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煤化工的黄金十年与煤制油
点击次数:627 发布时间:2016-02-15


煤化工在2003至2013年这10年间有了大发展。

主要表现为:大规模引进壳牌煤气化技术,6年内就签约19个合同23台气化炉。迄今为止,国内外约25种煤气化技术在中国煤化工工程中试验和应用;费托合成技术中试成功,开始建设3个16~18万吨/年煤制油示范工厂;甲醇制烯烃技术中试成功,开始建设60万吨/年的煤制低碳烯烃的示范工厂;引进美国大平原厂的煤制甲烷技术,同时建设3大1小共151亿标方/年煤制天然气的工厂;直接液化技术的引进和改进,开始建设108万吨/年煤直接液化工工厂;草酸酯法制乙二醇技术的开发,开始建设数个20万吨/年的示范工厂。这也被称之为煤化工的黄金10年。在这个过程中,煤制油的发展尤其醒目。

黄金10年

黄金10年前,煤制油处于催化剂科研阶段。

2005年中试装置通过科技部验收;2006年,伊泰集团、潞安集团、神华集团3个煤业集团按照该技术建设16-18万吨/年的煤制油示范工程。

伊泰煤制油项目是国家的9个煤化工示范项目中的一个。该装置采用铁基催化剂浆态床,年产16万吨油品,产品是高十六烷值的柴油、石脑油和液化气,2009年试车,2010年7月通过国家能源局考核,2012年起连续3年达到 安全、稳定、长周期、满负荷运行,产量分别为17.16万吨、18.16万吨、17.95万吨,并且均有盈利。

2002年这一年,兖矿集团加入了F-T合成开发的行列。其鲁南化肥厂0.5万吨/年试验装置连续运行4607小时。2014年国家批准在陕西榆林建设一套110万吨/年的生产装置,2015年试生产负荷达到70%。

由于伊泰合成油16万吨/年示范装置达到“安稳长满”运行,我国的煤制油工业进
入了实质性的发展阶段。目前取得国家发改委和地方批准的费托合成在建的项目有2个(共50万吨/年),进行可行性研究的项目有5个(共650万吨/年),总共产能为1150万吨/年。

目前已经投产的神华煤直接液化项目,设计能力年产油品108万吨,2008年底投入生产, 2013年产量86.6万吨,运行时间315天。项目的后续发展也在进行,计划扩建到300万吨/年。

近期,媒体上热议的分质利用技术,实际上是高含油原煤的提取焦油和加氢工艺。

以甲醇为原料的甲醇制汽油工艺,产品是93号汽油,10万吨/年装置也已经在山西运行成功。

劈头冷水

正在煤化工热火朝天的时候,2014年下半年世界上能源价格发生了重大的变化。原油的价格从高于100美元/桶降到40美元/桶左右。这一盆劈头冷水,使得所有的煤制油项目从盈利转向亏损。即使煤炭集团内部调整原煤的价格,也很勉强地维持生计。许多专家预期油价回升的时间已经过去了,到现在未见动静。煤制油企业似乎在生死线上受煎熬,正寻找未来的道路。

另一个变化是国家对于煤化工项目的环保要求更加严格了。一些环保没有审批的煤化工项目被叫停和罚款。实际上环保的新尺度对所有煤化工项目都是一样的,并非仅仅针对煤制油,目前正在可研的项目被迫等待环保的审批。

寻找出路

每一个煤制油的从业者,没有眼瞪瞪地看着这个行业在黑暗中迷茫。同时,他们从不同的角度给有关企业和管理部门提出了建议。

(1)分体建设
以费托合成为基础的煤制油装置除了目前普遍采用整体装置建设以外,还有一种建设方式,那就是分体装置建设。

分体装置建设是在现有的炼油厂附近、煤矿的坑口、水资源富集的地方,建设煤制粗油和蜡油装置,产品是粗油和蜡油。将这些产品输往炼油厂,用以代替原油。煤制油工厂的特点是煤气化规模很大,炼油规模很小,这个方案是不建炼油装置,克服了小规模炼油的缺点,把炼油的任务交给现有的炼厂。因此,这个办法适合于炼油企业并购煤矿,建设煤制油分体装置,在炼油过程中进行勾兑。

(2)联产有机化工产品

煤制油装置中有甲烷、一氧化碳、氢气等气体,可以用来生产甲醇、丙烯、乙烯等半成品,可以再进一步加工成醇、醛、酸、酯、胺等有机化工产品,提高产品的附加值。生产企业、科研、设计都可以朝多元化方向发展,以增进活力。

(3)科研创新

近年来国内外催化界科学工作者在纳米微粒催化剂的研究方面已取得一些结果,显示了纳米粒子催化剂的优越性。
目前,使用传统催化剂的煤化工工艺正在受到纳米催化剂的冲击。煤制油全流程中使用多种催化剂,有可能在改变催化剂后改变产品结构、大幅度提高转化效率。

(4)控制园区规模

煤制油的企业家盲目追求效益,一心想建设年产500万吨、1000万吨的装置,这不符合化工装置建设的规律。再加上在煤制油装置的附近,实际上是一个煤化工园区,多个大规模煤化工装置在其前前后后。装置越大污染越多,环境容量明显不够。因此,煤化工装置的规模不是越大越好。
中国沿海一些地区,海运便利,可以充分利用国外低价天然气制成的甲醇,发展规模不等的甲醇制汽油,在厂门口加油站上自产自销汽油,完全可以立足。

(5)改变思路,处理污染

煤制油的工厂有污染是肯定的,问题是如何消除污染。

环境治理分为前端治理和终端治理。前端治理就是少污染少治理,终端治理就是先污染后治理。前端治理和终端治理相结合,可以使煤制油的污染降到更低的水平。目前大家关心的是终端治理。例如由于采用鲁奇气化工艺,鲁奇气化的温度低,气化后的气体组成中有害物资多,污染的水难处理。寻求投资低、水质处理好、工艺稳定性强、运行费用低的废水处理工艺,zui大限度地实现污水回用,已经成为煤制油产业发展的迫切需求。目前正在推广的ED离子膜浓缩、结晶分盐就是这类技术。然而,要更好地解决问题,应该采用前端治理,即改变目前的工艺,采用污染较小的工艺。例如在煤气化工序尽量采用气流床气化技术,污染严重的问题也就减轻了。

仍是“朝阳”

我国的基本策略依然为煤炭是主要能源,我国发展煤制油是符合国情的,煤制油是石油化工的补充。因此,自主发展煤制油是从国家战略层面的考虑。
我们期待在“十三五”期间,煤制油、煤制烯烃和煤制气都有一个比较稳健的发展,坚持保护环境,示范先行,科学布局,适度做大。

未来的煤制油在一段时间内依然是朝阳产业!

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