陜煤化集團(tuán)神木富油能源科技有限公司開發(fā)的中低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油技術(shù)，
通過自主開發(fā)的高效催化劑與專有設(shè)備，破解了煤瀝青、膠質(zhì)等難以加氫裂解的世界性難題。
圖為該公司60萬噸/年煤固體熱載體聯(lián)產(chǎn)12萬噸/年FTH工業(yè)化裝置。 （本報記者 陳繼軍 攝）
不久前，記者從陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司獲悉，該公司與哈密市政府合作建設(shè)的新疆伊吾縣淖毛湖工業(yè)園區(qū)1000萬噸/年煤炭分質(zhì)利用暨160萬噸煤焦油輕質(zhì)化項目前期工作已基本就緒，不久將開工建設(shè)。業(yè)內(nèi)專家指出，目前在建的煤制油項目按期實施后，我國將擁有4個不同路徑的百萬噸級煤制油示范裝置，助推我國煤制油產(chǎn)業(yè)化全面提速。那么，我國煤制油項目發(fā)展情況如何？企業(yè)在提高綜合效益、延伸產(chǎn)業(yè)鏈條方面有哪些亮點？記者對此進(jìn)行了采訪。
已掌握四種技術(shù)路徑
富煤貧油少氣的資源稟賦特點，決定了煤制油將成為中國最具發(fā)展前景的現(xiàn)代煤化工之一，并將繼續(xù)得到各方關(guān)注和支持。經(jīng)過多年攻關(guān)，目前我國已經(jīng)掌握了4條不同路徑的煤制油工業(yè)化技術(shù)，分別是：神華集團(tuán)煤直接液化技術(shù)、中科合成油公司漿態(tài)床F-T合成油工藝、陜煤化集團(tuán)的陜煤—榆林版煤制油技術(shù)、中科院山西煤化所等開發(fā)的MTG技術(shù)。
其中，神華煤直接液化技術(shù)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，解決了煤直接液化催化劑、工藝首次工業(yè)放大、超大超厚設(shè)備現(xiàn)場焊接和組裝等諸多難題；2008年建成世界首套百萬噸級工業(yè)化示范裝置——神華鄂爾多斯108萬噸/年工業(yè)化裝置，并于2011年至今實現(xiàn)安全穩(wěn)定高負(fù)荷長周期運(yùn)行。
中科合成油公司漿態(tài)床F-T合成油工藝分別用于伊泰16萬噸/年、潞安16萬噸/年和神華18萬噸/年3套工業(yè)化裝置。目前3套裝置均已經(jīng)實現(xiàn)安全穩(wěn)定長期高效運(yùn)行，所得油品十六烷值高，硫含量等指標(biāo)達(dá)到國Ⅳ質(zhì)量要求，既可作為成品油直接銷售，也可作為優(yōu)質(zhì)油品調(diào)和劑使用。
MTG技術(shù)方面，分別建成了以美國Mobill公司MTG技術(shù)為依托的山西晉煤集團(tuán)10萬噸/年裝置，以中科院山西煤化所MTG技術(shù)為支撐的慶華集團(tuán)10萬噸/年工業(yè)化裝置，以及采用天津大學(xué)與山西煤化所偶合工藝建設(shè)的河北田元化工10萬噸/年工業(yè)化裝置。另外，江蘇煤化工工程研究設(shè)計院在Mobill公司技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的CMTG技術(shù)，以其投資少、能耗低、油品收率高受到投資者青睞。
陜煤—榆林版煤制油技術(shù)，囊括了塊煤干餾中低溫煤焦油加氫制取清潔燃料油、中低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油以及高溫煤焦油加氫制取汽柴油3種技術(shù)，現(xiàn)已建成神木天元化工有限公司50萬噸/年，內(nèi)蒙古慶華10萬噸/年2套中低溫煤焦油延遲焦化加氫制取柴油、石腦油工業(yè)化裝置，神木富油能源科技有限公司12萬噸/年中低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油工業(yè)化裝置，以及黑龍江省七臺河市寶泰隆煤化工公司10萬噸/年高溫煤焦油加氫裂解工業(yè)化裝置。
上述煤制油裝置少則連續(xù)運(yùn)行1年，多則運(yùn)行近5年，且通過不斷技術(shù)改造和工藝優(yōu)化，均已實現(xiàn)安穩(wěn)長高運(yùn)行。標(biāo)志著中國完全掌握了四種不同路徑的煤制油工業(yè)化技術(shù)，為我國煤制油產(chǎn)業(yè)化提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
綜合效益日益顯現(xiàn)
更為重要的是，目前煤制油示范項目大多已實現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營，在取得較好經(jīng)濟(jì)效益的同時，此前人們擔(dān)心的耗水多、能耗高、污染重的問題已經(jīng)并將繼續(xù)得到解決。
據(jù)神華鄂爾多斯煤制油分公司副總經(jīng)理謝舜敏介紹，該公司百萬噸級煤直接液化裝置于2011年開始盈利，2012年實現(xiàn)盈利4.5億元，今年上半年實現(xiàn)盈利2.35億元。伊泰集團(tuán)董事長張雙旺此前則公開表示，16萬噸/年煤間接液化項目，噸油品毛利可達(dá)800元。而據(jù)陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司董事長毛世強(qiáng)介紹，其50萬噸/年煤焦油加氫項目自2010年4月投產(chǎn)以來，累計實現(xiàn)利潤超過13億元。慶華10萬噸/年MTG項目，則在投產(chǎn)一年半時間就收回了項目建設(shè)所有投資。
“從工業(yè)化裝置商業(yè)化運(yùn)行情況看，只要國際原油價格超過65美元/桶，煤制油就有利可圖。”煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院原總工程師史士東表示。
除經(jīng)濟(jì)效益可觀外，煤制油的耗水、綜合能耗與污染物排放等此前業(yè)界最擔(dān)心的問題似乎也沒有預(yù)想的嚴(yán)重，且在持續(xù)向好。
據(jù)史士東介紹，神華百萬噸煤制油項目，當(dāng)初設(shè)計噸油品耗水10噸，裝置實現(xiàn)安穩(wěn)長高運(yùn)行后，實際用水量僅為7噸。而據(jù)中國石化工程建設(shè)有限公司項目經(jīng)理蔡宏慶介紹，后期一旦神華所有技改項目完成、環(huán)保設(shè)備高效運(yùn)行，可實現(xiàn)廢水零排放。
神華寧煤集團(tuán)400萬噸/年F-T合成油項目初步設(shè)計為年用水2478萬立方米、年轉(zhuǎn)化煤2036萬噸，這意味著其噸油品耗煤5.02噸、耗水6.12噸，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)甲醇及合成氨的水消耗強(qiáng)度。
“對煤制油項目二氧化碳排放的過分指責(zé)與擔(dān)憂有失公平。”化工專家、陜西省決策咨詢委員會委員胡海峰直言不諱地表示。
胡海峰指出，二氧化碳排放并非煤制油工藝獨(dú)有的問題，而是所有煤化工項目都無法回避的問題。雖然包括尿素、碳酸氫銨等煤化工產(chǎn)品，理論上有固二氧化碳的作用，如每生產(chǎn)1噸尿素和碳酸氫銨，可分別吸收0.67噸和0.56噸二氧化碳。但當(dāng)尿素和碳酸氫銨施撒后同樣會分解成二氧化碳并排放到大氣中，其產(chǎn)品的全生命周期仍要排放二氧化碳。況且，大型煤制油項目副產(chǎn)的二氧化碳，純度高、便于回收利用，既可將其注入地下固化，又可用于油田增壓驅(qū)油或煤田驅(qū)煤層氣，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益雙豐收。從這個層面講，包括煤制油在內(nèi)的大型現(xiàn)代煤化工項目，其排放的二氧化碳更容易“變廢為寶”，對環(huán)境的影響反而比規(guī)模小、布局零散、且無處理回收裝置的傳統(tǒng)煤化工更小一些。
神華鄂爾多斯煤制油分公司的108萬噸/年煤直接制油直接液化裝置是全球首套煤直接液化工業(yè)化示范裝置自2011年以來實現(xiàn)安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行，并持續(xù)盈利。圖為該公司直接液化裝置。 （本報記者 陳繼軍 攝）
百萬噸級項目建設(shè)提速
基于煤制油日益顯著的經(jīng)濟(jì)效益以及不斷完善的工藝技術(shù)，國家對煤制油項目審批悄然松動，數(shù)個百萬噸級煤制油項目陸續(xù)啟動。
9月28日，總投資550億元的神華寧煤400萬噸/年煤間接液化示范項目在寧東能源化工基地開工建設(shè)。根據(jù)設(shè)計，建成后該項目每年可生產(chǎn)合成油品405.2萬噸，副產(chǎn)硫黃12.8萬噸、混醇7.5萬噸、硫酸銨10.7萬噸。
據(jù)謝舜敏透露，繼成功實施108萬噸煤直接制油項目后，神華鄂爾多斯煤直接制油第二、三條生產(chǎn)線現(xiàn)已進(jìn)行總體設(shè)計，計劃于2018年8月全部建成投產(chǎn)。
據(jù)記者了解，伊泰集團(tuán)不僅正加緊其內(nèi)蒙古基地200萬噸/年費(fèi)托合成油項目的前期工作，還同時在新疆啟動了2套300萬噸/年煤間接制油項目，該公司最終將形成1000萬噸/年煤制油生產(chǎn)能力；兗礦陜西未來能源化工公司110萬噸/年費(fèi)托合成油項目現(xiàn)已步入設(shè)備與管道安裝高峰期，該公司鄂爾多斯340萬噸/年煤間接制油項目也在加緊前期準(zhǔn)備工作；山西潞安集團(tuán)180萬噸/年煤基油品項目正在加緊建設(shè)，最終目標(biāo)將建成540萬噸/年煤制油生產(chǎn)能力；掌握了陜煤—榆林版煤制油核心技術(shù)的陜西煤業(yè)化工集團(tuán)，除正在建設(shè)內(nèi)蒙古建峰、府谷東鑫垣、陜北基泰3個50萬噸煤焦油輕質(zhì)化項目外，還加緊了在新疆哈密160萬噸/年和神木清水園300萬噸/年煤焦油加氫項目前期工作。陜煤化集團(tuán)董事長華煒在接受記者采訪時透露，2016年底前，陜煤化集團(tuán)將利用陜煤—榆林版煤制油技術(shù)，建設(shè)數(shù)個煤分質(zhì)利用基地，形成總規(guī)模1000萬噸/年煤基油品生產(chǎn)能力。
另外，延長石油集團(tuán)斥資17.9億元，采用美國KBR公司懸浮床催化裂化工藝建設(shè)的全球首個煤油共煉項目——靖邊45萬噸/年煤油共煉示范項目將于2014年四季度如期投產(chǎn)。延長石油集團(tuán)董事長沈浩曾向記者表示，延長石油集團(tuán)還將在示范項目成功基礎(chǔ)上，盡快啟動500萬噸/年煤油共煉工業(yè)化項目。
另據(jù)記者了解，延長石油集團(tuán)總投資23.95億元、正在建設(shè)的神木錦界安源化工有限公司50萬噸/年煤焦油加氫項目進(jìn)展順利，將于明年一季度投產(chǎn)。根據(jù)規(guī)劃，該項目先期采用天然氣制氫、VCC催化裂解工藝，后期將采用蘭炭裝置副產(chǎn)的荒煤氣制氫，最終形成300萬噸/年煤焦油加氫產(chǎn)能。
與此同時，甲醇經(jīng)酸性催化劑脫水后生產(chǎn)汽油技術(shù)（MTG）以其廣闊的前景也開始受到投資者青睞。
今年6月，晉煤集團(tuán)化工事業(yè)部副總經(jīng)理李占良在接受記者采訪時透露，晉煤集團(tuán)總投資30億元、占地700畝、年產(chǎn)100萬噸汽油的MTG項目正在實施，建成后將形成87萬噸/年汽油、13萬噸/年LPG、13萬噸/年均四甲苯混合液生產(chǎn)能力。此前，河北田園企業(yè)集團(tuán)斥資2.8億元建設(shè)的10萬噸/年MTG項目，也已經(jīng)開始試生產(chǎn)……
記者粗略統(tǒng)計，目前規(guī)劃及在建的煤制油項目全部實施后，2015年我國煤制油總產(chǎn)能將達(dá)1700萬噸，2020年將突破5200萬噸。
鏈條延伸增強(qiáng)發(fā)展后勁
記者了解到，在各地紛紛規(guī)劃并加緊建設(shè)煤制油項目時，那些早期涉足煤制油的企業(yè)，為防止產(chǎn)能過剩，避免同質(zhì)化競爭，紛紛開展延長油品產(chǎn)業(yè)鏈、增加產(chǎn)品附加值等相關(guān)研究和實踐，并取得了可喜成果，從而使煤制油的前景變得更加光明。
“我們公司投資2億多元的2.2萬噸/年精酚項目即將投料試生產(chǎn)，成功后將成為全國最大精酚生產(chǎn)線，每年不僅為公司帶來2億多元的收入，還將大幅減少煤焦油加氫裝置綜合能耗，提升產(chǎn)品競爭力。”毛世強(qiáng)表示。
據(jù)毛世強(qiáng)介紹，中低溫煤焦油中酚含量通常高達(dá)10%~30%。由于高溫高壓及臨氫狀態(tài)下，酚容易與氫離子反應(yīng)生成水，不僅浪費(fèi)寶貴的酚資源，還增加了裝置氫氣消耗，以及裝置中的水循環(huán)量，抬高了整套裝置的綜合能耗。為解決上述問題，天元公司科研人員經(jīng)過不斷努力，開發(fā)了堿萃取提酚技術(shù)。即將煤焦油中的粗酚經(jīng)預(yù)處理工段分餾，然后經(jīng)脫水、粗蒸、精餾、萃取、精制等工序，生產(chǎn)苯酚、鄰甲酚、間/對甲酚、二甲酚等高附加值精酚產(chǎn)品。在大幅降低煤焦油加氫裝置氫氣消耗的同時，每年還可為公司帶來3000萬元以上凈利潤。
不僅如此，天元公司科研人員還開發(fā)了焦油瀝青等重質(zhì)組分生產(chǎn)特炭技術(shù)，正在建設(shè)6000噸/年工業(yè)化試驗裝置。而其正在進(jìn)行工業(yè)化中試的多段式回轉(zhuǎn)爐粉煤熱解試驗一旦取得成功，將徹底擺脫原料塊煤貨緊價揚(yáng)制約，使煤干餾—煤焦油加氫制油項目成本更低、競爭力更強(qiáng)。
記者了解到，于2012年建成全球首套煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油工業(yè)化示范裝置（FTH）的陜煤化集團(tuán)神木富油能源科技有限公司，根據(jù)所獲得油品中富含國內(nèi)石油中短缺的飽和環(huán)烷氫組分這一特點，正在開展FTH裝置尾油生產(chǎn)高級潤滑油、基礎(chǔ)油研究。據(jù)中國石油天然氣集團(tuán)咨詢中心教授級高工門存貴介紹，售價僅5000多元/噸的加氫尾油，稍經(jīng)加工處理，即可變成價格上萬元的高級潤滑油、基礎(chǔ)油。
而據(jù)中國工程院院士陳俊武介紹，神華煤直接液化裝置獲得的油品，更適宜作航空燃料。目前，神華集團(tuán)相關(guān)科研人員正進(jìn)行這方面的攻關(guān)并已經(jīng)取得突破，從而使其油品不僅避免了同質(zhì)化競爭，還大幅拓展了產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，提升了產(chǎn)品附加值。
更令人振奮的是，不久前，中國礦業(yè)大學(xué)教授魏賢勇領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊，不僅從煤焦油中得到了多種高附加值精細(xì)化學(xué)品，還用煤焦油分離得到的精制瀝青，拉出了長達(dá)萬米的長絲碳纖維。
“我國高強(qiáng)度碳纖維全部依賴進(jìn)口，每千克售價高達(dá)幾十萬元。目前，中國礦業(yè)大學(xué)、廣東肇慶順鑫煤化工公司等單位均在開發(fā)煤焦油瀝青生產(chǎn)碳纖維技術(shù)，且取得了重大進(jìn)展。一旦實現(xiàn)工業(yè)化，不僅會終結(jié)中國高強(qiáng)度碳纖維產(chǎn)品依賴進(jìn)口的歷史，也將使煤焦油中原本最不值錢且難以處理的焦油瀝青，變成企業(yè)的最大利潤源，大幅提升相關(guān)企業(yè)盈利能力，促進(jìn)煤制油產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。”廣東肇慶順鑫煤化工有限公司董事長、中國煤炭學(xué)會副會長吳克自豪地對記者說。
晉煤集團(tuán)天溪煤制油分公司凈化裝置區(qū)一角。 （王一 供圖）
