煤制油产业现状及前景展望

  • 2019-04-12
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煤制油技术路线分为直接液化和间接液化两类,前者是指煤炭在高压、高温、临氢和催化剂等条件下,直接转化为液态产物的工艺技术,后者则是先将煤炭转化为一氧化碳和氢气的混合气体,再用其作为原料催化反应合成液体产物的工艺技术。本文对煤制油产业现状作为简单介绍,分析了发展中遇到的问题,以及未来煤制油产业的发展前景。

摘要:煤制油技术路线分为直接液化和间接液化两类,前者是指煤炭在高压、高温、临氢和催化剂等条件下,直接转化为液态产物的工艺技术,后者则是先将煤炭转化为一氧化碳和氢气的混合气体,再用其作为原料催化反应合成液体产物的工艺技术。本文对煤制油产业现状作为简单介绍,分析了发展中遇到的问题,以及未来煤制油产业的发展前景。

示范项目运行多年,技术领先且设备国产化率高

(1)示范工程稳定运行,技术装备国产化大幅提升。截止 2017 年底,我国已建成间接液化煤制油项目5个、直接液化煤制油项目1个,产能达658万吨,并且均实现了长周期的稳定开工。这些示范工程的成功运营,标志着煤制油技术工艺在我国得到了进一步的验证。同时也积累了大量的工程设计、建设、运行和管理经验,相关的装备生产和制造均取得了重大突破,国产化水平大幅提升。

(2)工艺技术突破多项业界难题,达到世界领先水平。在直接液化煤制油方面主要以神华集团为代表,其自2004年研发出直接液化工艺路线后,先后突破了“煤直接液化核心工艺放大、超大型设备制造和安装、首套工业化示范装置的安全稳定长周期运行”三大世界性技术难题,并实现了污水的接近零排放,到2008年神华的108万吨级煤制油示范工程建成,并与2011年保持长周期的稳定运营,实现了该技术的商业化运行,使我国成为世界上唯一一个百万吨级直接液化煤制油技术的国家,相应的专利已经在美国、俄罗斯、澳大利亚、日本、加拿大、印度和乌克兰等国家获得授权;在煤炭间接液化技术方面,以中科合成油技术有限公司和兖矿集团的技术研发为主,前者研发了高温浆态床F-T高温浆态床合成和油品加工技术,建成了3套16万吨/年煤制油间接液化装置,且神华宁煤的400万吨/年煤制油间接液化项目也采用的该工艺;后者研发了高柴油选择性低温F-T合成技术,在榆林建成了100万吨/年煤制油项目。

(3)煤制油装置关键装备打破垄断,国产化率稳步提高。通过煤制油企业与相关设备的制造商通力合作,部分大型压缩机、空分、阀、泵等关键性的设备已经逐步实现了国产化,如神华的直接煤制油项目采用的进口阀门,比德国进口阀门的28天最长运行时间延长了77天,制造完成的超大型费托合成反应器,结束了国内向国外进口价格昂贵该类设备的历史,成功填补了该领域的空白。

煤制油耗水量大,布局地区缺水且环境容量不足

煤制油项目耗水量大,煤炭资源地水资源供给不足。我国煤炭和水资源呈逆向分布状态,煤炭资源多的地方主要集中在中西部地区,而这些地区水资源普遍不足,如晋陕蒙宁4个省份的煤炭资源保有量占全国总量的67%,但水资源仅占全国总量的3.85%,与其他各类基建化工项目竞争激烈。

国内中西部地区的生态环境容量小,且在早期发展中已布局了较多的焦化和冶金等高载能企业,环境容量指标紧缺,且随着越来越严格的环保标准出台,煤制油项目生存困难,目前已有多个煤制油项目因环评问题而取消停滞,行业面临的环保压力愈来愈大。

特殊油品和清洁油品是煤制油的竞争优势点

煤制油的直接液化和间接液化油品在密度、凝点和十六烷值等方面与传统石油油品有不同之处,与石油路线的产品相比具有一定的市场竞争力。其中,直接液化路线产品具有大比重和高体积比热容、高体积热值、高热安全性,以及低凝点、低芳烃、低硫、低氮的特点,更多供给给军用和航空领域作为特种油品使用;间接液化路线产品具有“十六烷值高、超高清洁性”的特点,是清洁油品和油品调和的重要组分,两类产品与传统石油路线产品相比均有特殊之处,具备一定的竞争力。

自2014年初起我国全面执行的国Ⅳ汽油标准中,硫含量已降至50ppm、执行的国Ⅳ柴油标准中硫含量也已降至50ppm。煤制油油品具有低硫、低氮和无重金属等杂质的优点,是典型的优质清洁燃料,在当前绿色低碳、环保法规愈加严格的大背景下,具有良好的市场需求空间。

结语

煤制油技术路线分为直接液化和间接液化两类,建成的煤制油示范项目已运行多年,技术世界领先且设备国产化率高;但煤制油耗水量大,布局地区缺水且环境容量不足;特殊油品和清洁油品是煤制油产品在未来竞争中的优势所在。


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