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煤化工的黃金十年與煤制油
點擊次數:1075 發布時間:2016-02-15


煤化工在2003至2013年這10年間有了大發展。

主要表現為:大規模引進殼牌煤氣化技術,6年內就簽約19個合同23臺氣化爐。迄今為止,國內外約25種煤氣化技術在中國煤化工工程中試驗和應用;費托合成技術中試成功,開始建設3個16~18萬噸/年煤制油示范工廠;甲醇制烯烴技術中試成功,開始建設60萬噸/年的煤制低碳烯烴的示范工廠;引進美國大平原廠的煤制甲烷技術,同時建設3大1小共151億標方/年煤制天然氣的工廠;直接液化技術的引進和改進,開始建設108萬噸/年煤直接液化工工廠;草酸酯法制乙二醇技術的開發,開始建設數個20萬噸/年的示范工廠。這也被稱之為煤化工的黃金10年。在這個過程中,煤制油的發展尤其醒目。

黃金10年

黃金10年前,煤制油處于催化劑科研階段。

2005年中試裝置通過科技部驗收;2006年,伊泰集團、潞安集團、神華集團3個煤業集團按照該技術建設16-18萬噸/年的煤制油示范工程。

伊泰煤制油項目是國家的9個煤化工示范項目中的一個。該裝置采用鐵基催化劑漿態床,年產16萬噸油品,產品是高十六烷值的柴油、石腦油和液化氣,2009年試車,2010年7月通過國家能源局考核,2012年起連續3年達到 安全、穩定、長周期、滿負荷運行,產量分別為17.16萬噸、18.16萬噸、17.95萬噸,并且均有盈利。

2002年這一年,兗礦集團加入了F-T合成開發的行列。其魯南化肥廠0.5萬噸/年試驗裝置連續運行4607小時。2014年國家批準在陜西榆林建設一套110萬噸/年的生產裝置,2015年試生產負荷達到70%。

由于伊泰合成油16萬噸/年示范裝置達到“安穩長滿”運行,我國的煤制油工業進
入了實質性的發展階段。目前取得國家發改委和地方批準的費托合成在建的項目有2個(共50萬噸/年),進行可行性研究的項目有5個(共650萬噸/年),總共產能為1150萬噸/年。

目前已經投產的神華煤直接液化項目,設計能力年產油品108萬噸,2008年底投入生產, 2013年產量86.6萬噸,運行時間315天。項目的后續發展也在進行,計劃擴建到300萬噸/年。

近期,媒體上熱議的分質利用技術,實際上是高含油原煤的提取焦油和加氫工藝。

以甲醇為原料的甲醇制汽油工藝,產品是93號汽油,10萬噸/年裝置也已經在山西運行成功。

劈頭冷水

正在煤化工熱火朝天的時候,2014年下半年世界上能源價格發生了重大的變化。原油的價格從高于100美元/桶降到40美元/桶左右。這一盆劈頭冷水,使得所有的煤制油項目從盈利轉向虧損。即使煤炭集團內部調整原煤的價格,也很勉強地維持生計。許多專家預期油價回升的時間已經過去了,到現在未見動靜。煤制油企業似乎在生死線上受煎熬,正尋找未來的道路。

另一個變化是國家對于煤化工項目的環保要求更加嚴格了。一些環保沒有審批的煤化工項目被叫停和罰款。實際上環保的新尺度對所有煤化工項目都是一樣的,并非僅僅針對煤制油,目前正在可研的項目被迫等待環保的審批。

尋找出路

每一個煤制油的從業者,沒有眼瞪瞪地看著這個行業在黑暗中迷茫。同時,他們從不同的角度給有關企業和管理部門提出了建議。

(1)分體建設
以費托合成為基礎的煤制油裝置除了目前普遍采用整體裝置建設以外,還有一種建設方式,那就是分體裝置建設。

分體裝置建設是在現有的煉油廠附近、煤礦的坑口、水資源富集的地方,建設煤制粗油和蠟油裝置,產品是粗油和蠟油。將這些產品輸往煉油廠,用以代替原油。煤制油工廠的特點是煤氣化規模很大,煉油規模很小,這個方案是不建煉油裝置,克服了小規模煉油的缺點,把煉油的任務交給現有的煉廠。因此,這個辦法適合于煉油企業并購煤礦,建設煤制油分體裝置,在煉油過程中進行勾兌。

(2)聯產有機化工產品

煤制油裝置中有甲烷、一氧化碳、氫氣等氣體,可以用來生產甲醇、丙烯、乙烯等半成品,可以再進一步加工成醇、醛、酸、酯、胺等有機化工產品,提高產品的附加值。生產企業、科研、設計都可以朝多元化方向發展,以增進活力。

(3)科研創新

近年來國內外催化界科學工作者在納米微粒催化劑的研究方面已取得一些結果,顯示了納米粒子催化劑的優越性。
目前,使用傳統催化劑的煤化工工藝正在受到納米催化劑的沖擊。煤制油全流程中使用多種催化劑,有可能在改變催化劑后改變產品結構、大幅度提高轉化效率。

(4)控制園區規模

煤制油的企業家盲目追求效益,一心想建設年產500萬噸、1000萬噸的裝置,這不符合化工裝置建設的規律。再加上在煤制油裝置的附近,實際上是一個煤化工園區,多個大規模煤化工裝置在其前前后后。裝置越大污染越多,環境容量明顯不夠。因此,煤化工裝置的規模不是越大越好。
中國沿海一些地區,海運便利,可以充分利用國外低價天然氣制成的甲醇,發展規模不等的甲醇制汽油,在廠門口加油站上自產自銷汽油,完全可以立足。

(5)改變思路,處理污染

煤制油的工廠有污染是肯定的,問題是如何消除污染。

環境治理分為前端治理和終端治理。前端治理就是少污染少治理,終端治理就是先污染后治理。前端治理和終端治理相結合,可以使煤制油的污染降到更低的水平。目前大家關心的是終端治理。例如由于采用魯奇氣化工藝,魯奇氣化的溫度低,氣化后的氣體組成中有害物資多,污染的水難處理。尋求投資低、水質處理好、工藝穩定性強、運行費用低的廢水處理工藝,zui大限度地實現污水回用,已經成為煤制油產業發展的迫切需求。目前正在推廣的ED離子膜濃縮、結晶分鹽就是這類技術。然而,要更好地解決問題,應該采用前端治理,即改變目前的工藝,采用污染較小的工藝。例如在煤氣化工序盡量采用氣流床氣化技術,污染嚴重的問題也就減輕了。

仍是“朝陽”

我國的基本策略依然為煤炭是主要能源,我國發展煤制油是符合國情的,煤制油是石油化工的補充。因此,自主發展煤制油是從國家戰略層面的考慮。
我們期待在“十三五”期間,煤制油、煤制烯烴和煤制氣都有一個比較穩健的發展,堅持保護環境,示范先行,科學布局,適度做大。

未來的煤制油在一段時間內依然是朝陽產業!

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