当前煤变油技术的现状和前景分析

当前煤变油技术的现状和前景分析Page2为什么要发展煤变油技术？*国际油价持续上涨，石油资源的紧缺；*我国的资源构成特征：富煤，少油，多气煤炭因其储量大和价格相对稳定，成为中国动力生产的首选燃料。在本世纪前50年内，煤炭在中国一次能源构成中仍将占主导地位。我国每年烧掉的重油约3000万吨，石油资源的短缺仍使煤代油重新提上议事日程，以煤变油己成为我国能源战略的一个重要趋势。Page31.煤制油简介煤制油也称煤液化，是以煤炭为原料生产液体燃料和化工原料的煤化工技术的简称。通常有两种技术路线，直接液化和间接液化。煤炭在相当长一段时间内，仍将在中国的能源体系中占据主导地位。目前，中国已经成为原油进口大国，合理利用中国丰富的煤炭资源，开发煤制油技术，作为石油资源的补充，对于保障中国的能源安全和化工原料来源具有十分重要的战略意义。以煤基甲醇为原料生产汽油的技术既可以列入煤制油的范畴，也可以列入甲醇衍生物的范畴，本文也将对甲醇制汽油的技术经济做详细介绍。2.煤变油技术介绍煤炭油品和石油化工产品化学加工直接液化间接液化干馏液体燃料汽油甲醇－MTG燃料、化工品燃料、化工品Page5煤直接液化技术又称煤加氢液化,是将煤制成煤浆,在高压下,通过催化加氢裂化,同时包括热裂解、溶剂萃取、非催化液化,将煤降解、加氢转化为液体烃类,然后再通过加氢精制等过程,脱除煤中氮、氧、硫等杂原子并提高油的品质。煤直接液化过程包括煤浆制备、反应、分离和加氢提质等单元。煤直接液化的操作条件要求较高,对煤种有严格要求一般是褐煤、长焰煤等年轻煤种。神华的不粘煤、长焰煤和云南先锋的褐煤都是较好的直接液化煤种。直接液化技术Page6消耗与产品质量如下表：原料消耗（t煤∕t产品）水消耗（t原水∕t产品）发动机燃料（%）转化效率（%)3—478558—60含硫辛烷值芳烃烯烃十六烷值汽油0.08%90,93,974035——轻柴油0.2%——————45产品0.0005%100402545—50Page8煤间接液化技术煤的间接液化以煤为原料先经气化制合成气(CO+H2)，再在催化剂的作用下，经F-T合成生成烃类产品和化学品的过程。煤变油技术介绍产品消耗和数量表按技术条件，划分为高温合成（350℃）和低温合成（250℃）；原料消耗（t煤∕t产品）水消耗（t原水∕t产品）发动机燃料（%）转化效率（%)4—610—1260—7540—42含硫辛烷值芳烃烯烃十六烷值轻柴油0.2%——————45产品柴油070煤变油技术介绍10产品高温合成低温合成万t/a％万t/a％石脑油75.830.835.614.4聚丙烯82.933.837.515.3a-烯烃24.39.9－－柴油19.78.0128.152.1汽油10.34.210.34.2LPG13.55.524.510.0其它19.27.89.84.0合计245.7100245.8100Page11甲醇制汽油技术煤制甲醇，再由甲醇制汽油的工艺也可以归到煤制油技术的范畴里。与甲醇掺混汽油相比，甲醇转化生产的汽油经简单加工可以直接使用，也可以作为优质汽油组分调和高清洁汽油（国III标准）。二十多年来，MTG工艺的进步不是很大，没有原则性的突破。80年代的成熟工艺，还没有过时。二步法和一步法原则上差别不大，都可以工业化。因此，现在如果有企业要建立MTG装置，工艺是成熟的。Page123.中国煤制油产品需求分析直接液化煤制油的产品主要是柴油，副产石脑油和LPG。间接液化煤制油（低温法）主要产品是柴油，副产石脑油和LPG；间接液化煤制油（高温法）主要产品是汽油和低碳烯烃。甲醇制汽油的产品主要是汽油，副产LPG和少量燃料气。除高温法间接液化煤制油外，其他三条煤制油路线的示范装置从2009年3季度开始均已有产品向市场销售。我国已建成的5套煤制油示范装置全部达产后将实现约170万吨/年的油品产能，与2010年我国2.46亿吨的成品油表观消费量相比，不足1%。因此近期内煤制油产品对我国的成品油供需影响甚小，但国内成品油的价格将对煤制油项目的经济性产生较大影响。Page13煤制柴油的特点与市场直接液化生产的柴油直接液化煤制油生产的柴油凝点较低，可用于和炼厂生产的凝点较高的柴油调和，生产-35号、-10号等适用于北方地区冬季使用的柴油。但直接液化工艺所生产的柴油缺点是十六烷值较低，仅为42～43，通过加入添加剂可达到45。间接液化（费托合成）生产的柴油目前中国计划建设的间接液化煤制油项目基本都采用低温费托合成技术（LTFT），产品80%左右为费托合成柴油，主要有以下特点。费托合成柴油的主要组分是碳原子数在9到12之间的直链饱和烷烃，烯烃含量较少，硫含量极少，NOx排放低，十六烷值高，是一种高质量的柴油。费托合成柴油密度比柴油小，但低热值比柴油高，在使用时柴油机的供油系统不必作更多改动。费托合成柴油可以和普通柴油做任意比例的互溶做成混合油，这是其他替代燃料目前都不具备的特性。但是费托合成油也有自身的缺点：低温特性差、润滑性能较差以及对浸油弹性体有影响等。Page14煤制柴油的市场前景分析随着中西部开发热潮的掀起，中国经济增长正逐步转向中西部地区。而在地域面积广阔的中西部地区，车用柴油在柴油总消费中所占的比例较高。因此预计中西部地区的柴油消费量将持续增长。我国煤制油生产装置主要分布于陕西、山西、宁夏、内蒙古和新疆地区，这些地区有一定的柴油市场容量，早期的煤制油示范装置生产的柴油将当地就近消费，但煤制油行业达到一定规模后，预计产品将需要销往其他地区。煤制柴油由于其固有的优缺点，预计将侧重于作为常规柴油的优秀调和组分，并受到市场欢迎，销售价格将高于常规柴油。Page15而国际油价持续高涨和中国成品油生产的现状，将使中国成品油价格保持高位，并进而提升煤制油项目的盈利空间。价格方面，国内柴油的成本受国际油价影响巨大，而国内的成品油定价机制使柴油价格处于高位。煤制柴油由于采用自有煤炭资源，具有成本优势。综合分析以上因素，如果煤制柴油能对我国柴油消费的增量实现30%的替代，则全国2014年和2016年煤制柴油的市场潜力将分别为1718万吨和2383万吨。Page16石脑油和LPG直接液化和间接液化煤制油装置都会副产一定比例的石脑油，必须解决石脑油的销售问题。我国目前大多数是炼油化工一体化装置，炼油装置所产石脑油大多数（超过80%）直接作为裂解原料，用于生产乙烯、芳烃类化工产品，市场销售的石脑油所占比例较小。由于我国石脑油消费仍在持续增长，而煤制油所产的石脑油数量较少，因此市场销售将不会有困难，关键在于产量规模和生产及运输成本。LPG也是煤制油的副产品之一，但是所占比例比石脑油更少，产量较小。由于LPG的运输需要压力容器，运输成本较高，因此就近消费比较合理。Page174.煤制油行业政策回顾与展望2006年7月国家发改委发布了“关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展”的通知，要求对于煤炭液化项目，在国家煤炭液化发展规划编制完成前，各级投资主管部门应暂停煤炭液化项目核准。一般不应批准年产规模在300万吨以下的煤制油项目。2006年12月，国家发改委就《煤化工产业中长期发展规划》进行了征求意见工作，但是该规划并未正式出台。2008年6月，工业与信息化部正式挂牌成立，8月，国家能源局正式挂牌成立。根据工业与信息化部公开发布的文件，“炼油、煤制燃料和燃料乙醇的行业管理由国家能源局负责，其他石油化工和煤化工的行业管理由工业和信息化部负责。”明确了煤制油归口国家能源局管理。Page18煤制油行业政策回顾与展望2008年9月，国家发改委发布《关于加强煤制油项目管理有关问题的通知》，要求除神华鄂尔多斯项目和神华宁煤-沙索宁夏项目外，一律停止实施其他煤制油项目。2009年5月18日，国务院办公厅下发《石化产业调整和振兴规划细则》，明确要求要稳步开展煤化工示范。细则所指的规划期为2009-2011年。细则提出了六大规划目标，其中第五条提到要实现千万吨级以上炼油、百万吨级乙烯、大型粉煤制合成氨等成套技术装备实现本地化，煤制油、烯烃、乙二醇等示范工程建成投产。细则还提出要稳步开展煤化工示范。Page19煤制油企业标准目前我国煤制合成柴油和合成石脑油均没有国家标准和行业标准。为了保证煤制油企业的正常生产和相关部门对这类产品的检验和验收，内蒙古石油化学工业检验测试所和内蒙古伊泰煤制油有限责任公司经过一年多的反复试验和验证，并参照相关技术标准制定了《F-T合成柴油》、《F-T合成石脑油》企业标准。评审专家认为，这两项标准符合企业生产实际，填补了内蒙古乃至我国煤制油品标准的空白。该标准的制定实施，也为今后制定煤制油行业标准和国家标准奠定了基础。Page205.中国煤制油项目列表Page21Page226.结论与建议煤制油对我国能源安全意义重大我国原油进口依存度即将超过50%，并且进口原油占据油品消费的比重将继续上升，对原油进口渠道的掌控仍显不足。因此无论国际原油价格如何，煤制油的经济性如何，开展重点煤制油项目的工业化示范，完善我国煤制油的多种技术储备，都对保障我国能源安全具有重要意义。Page23煤制油的经济性值得期待经济规模的煤制油项目投资巨大，百万吨级的煤制油示范项目总投资超过100亿元人民币，算上试车费用等估计超过150亿元人民币，使得煤制油项目能否盈利引起质疑。但是亚化咨询认为，煤制油的经济性值得期待。此前曾有公开报道称煤制油的经济性与30-40美元/桶的原油价格相当，目前国际油价已经回升到100美元/桶左右，并且长期来看，随着经济的复苏，油价上涨的趋势不可避免。我国煤制油项目的经济性如何，待示范项目进行一段时间的商业运行，相关数据齐全后便可见分晓。Page24煤制油的环保问题不容忽视我国的煤制油项目都对废水的处理非常重视，神华直接液化项目更是提出了废水零排放，兖矿间接液化项目也采取了大量的措施以尽量减少水耗。但是煤制油项目的二氧化碳排放巨大，同时煤制油项目的工艺气体二氧化碳纯度很高，为实现CCS提供了有利条件。在我国就二氧化碳减排方面承担着国际社会越来越大的压力的今天，煤制油项目的二氧化碳处理将成为发展煤制油循环经济的重要环节。Page257.专家为发展煤制油产业提出建议有关专家指出，尽管我国发展煤制油产业已有技术和市场需求，但仍要科学、稳步推进，避免一哄而起。第一，煤制油产业尽管已有近８０年的发展历程，但对我国而言仍是全新产业，当前我国大量缺乏技术、运营等方面的经验和人才，科研机构必须做好支持工作，建议国家予以科研、人才培养方面的支持。第二，严格落实国家限批的规定，先做好示范，示范项目的规模也应先小后大。据介绍，十几万吨的工业装置投入小，一次试车的花费在２０００万至３０００万元，企业有消化能力。百万吨级装置投入高达上百亿元，一次试车花费就多达两三亿元，如有闪失则损失巨大。例如，如果首条生产线失败，伊泰集团总体上约损失６亿至７亿元，金额较大，一般企业很可能大伤元气。Page26第三，测算显示，当前３００万吨是煤间接液化制油项目的经济规模。目前，示范项目的后续规划规模都在百万吨以上，其中伊泰集团为５００万吨、潞安矿业集团５２０万吨，徐州矿业集团等企业规划的项目都为３００万吨。随着技术、生产经验的积累，煤制油由产业示范向大规模产业化过渡后，小企业无法生存。第四，煤制油项目耗煤量大，低煤价是赖以发展的基础。首批示范项目都位于依托大型煤炭企业兴建，处在大煤田的核心地带。因此，今后规划产业发展时仍需坚持坑口原则，实行煤、油联产，煤炭至少应能满足制油项目３０年至５０年的需求，以最大可能地降低成本，提高抵御市场风险能力。特别需要提出的是，在非煤炭富集区不宜建设同类项目。谢谢观赏