A. 中國的煤制油技術詳情
我國加快煤制油技術產業化
供稿人:陳文龍 供稿時間:2005-4-15
統計資料顯示,2003年我國石油消費量達到2.5億噸,凈進口量達到0.9億噸,進口原油占國內原油消費量的比重達到36%。2004年,我國原油消費量2.9億噸,比上年增長近17%,石油凈進口達到1.4億噸, 石油對外依存度已經接近45%。而2000年進口依存度還僅為29%。我國已成為僅次於美國的世界第二大石油消費國。權威部門的預測數據又顯示,我國石油進口的依存度還將進一步加大。預計到2010年我國的石油總需求量將達到3.5~3.8億噸,石油進口規模將達到1.8~2億噸,進口依存度也將隨之突破50%。2020年,石油的對外依存度有可能接近60%。有關專家認為,一旦石油對外依存度超過60%,整個國家的石油安全、經濟安全、國家安全都面臨很大的挑戰。
相對於石油和天然氣資源而言,我國煤炭資源豐富,已探明煤炭資源占能源資源96%。全國累計探明煤炭保有儲量超過1000億噸。據國土資源部礦產資源儲量司2004年6月發布的統計報告,截至2002年年底,我國探明可直接利用的煤炭儲量1886億噸,按年產19億噸煤炭計算,可以保證開采上百年。
1、煤制油已成為我國解決石油安全的戰略選擇
煤制油是以煤為原料,經過化學加工,生產柴油、汽油、航空煤油等油品和石油化工產品的煤炭潔凈利用技術。發展煤制油技術,用煤作原料來生產合成汽油, 不僅可以逐步減少我國對國際市場石油依賴、緩解我國未來石油資源短缺,確保國家能源安全,而且也能大大減輕煤直接燃燒對環境的嚴重污染。因此, 煤制油已成為我國解決石油安全問題的戰略選擇,也是我國能源戰略調整的重大決策。煤制油工程已被列為「十五」期間國家重點組織實施的12大高技術工程之一,予以攻關研究。原國家經貿委在煤炭工業「十五」規劃中提出,「十五」期間,我國將推進煤炭液化的開發和應用。2004年 6月30日,國務院出台了以煤炭為主體、以節能為原則的《能源中長期發展規劃綱要》,將煤化工列入我國中長期能源發展戰略的發展重點。這標志著我國將重新估價煤炭和煤化工在我國能源的可持續利用中扮演的角色,煤化工在我國迎來了新的市場需求和發展機遇。
2、我國煤液化技術已取得重大突破
上世紀五十年代,我國就開始研究煤制油技術。八十年代起,為了解決石油短缺的問題,加強了煤炭直接液化技術研究,並將煤的液化技術列入國家「863」高科技計劃,組織力量予以重點攻關,取得了重大進展。例如,中國科學院山西煤化所系統地進行了鐵基催化劑費托合成生產汽油的技術開發,並完成了2000噸/年規模的煤基合成汽油工業實驗;在鈷基催化劑合成工藝開發方面,於90年代開始進行了系統的研究與開發工作,並取得階段性結果,開發出3種型號合成柴油鈷基催化劑。針對新型漿態床合成工藝的催化劑、反應器等進行了小型試驗,「十五」期間立項進行1000噸/年級間接液化裝置的開發和試驗,並研製工業級煤基合成油工藝軟體包。又如,煤炭科學研究總院北京煤化所從70年代末開始煤炭直接液化技術研究。先後對27個煤種在0.1噸/日裝置上進行了53次運轉試驗。「九五」期間分別同德國、日本、美國有關部門和公司合作完成了神華、黑龍江依蘭、雲南先鋒建設煤直接液化廠的預可行性研究。建成具有先進水平的煤炭直接液化、油品提質加工、催化劑開發和分析檢驗實驗室,通過大量研究,選出了15種適合於液化的中國煤,液化油收率可達50%以上(無水無灰基煤),並對4個煤種進行了煤直接液化的工藝條件研究;開發了高活性的煤直接液化催化劑;利用國產加氫催化劑,進行了煤液化油的提質加工研究,經加氫精製、加氫裂化和重整等工藝的組合,成功地將煤制油加工成合格的汽油、柴油和航空油。
1997年以來,我國先後引進了德國、美國和日本的煤炭液化技術,對我國不同煤種進行了試驗,分別進行了建設煤炭直接液化示範廠的可行性研究工作。
2004年9月,神華集團聯合上海電氣集團、上海華誼集團共同出資組建了神華煤制油研究中心有限公司,初步建成了煤制油中試裝置(PDU)。該裝置擬在實驗室的基礎上放大60倍進行試驗。同年12月16日,神華集團煤直接液化關鍵技術獲的突破,日處理6噸煤的中試裝置在上海中試基地一次性投煤成功,並獲得實驗油品。據神華集團稱:「煤直接液化的工藝流程業已打通,神華煤制油向實現產業化邁出了關鍵一步。」「神華煤直接液化中試」也列入上海市「科教興市項目」計劃。目前,神華已開發出具有自主知識產權的「中國神華煤直接液化工藝」,並初步形成了煤液化技術創新體系,在上海成立了煤制油研究中心,為建設大型生產裝置提供技術支撐。
3、大型煤制油項目已經啟動
2004年8月25日,由我國最大的煤炭能源企業神華集團承擔的我國第一個煤炭直接液化項目在內蒙古鄂爾多斯正式開工建設,並計劃在2007年建成第一條500萬噸的生產線,生產各種油品320萬噸。到2010年,該項目產量提升到每年500萬噸;到2015年,產量增加到1500萬噸;2020年,產量達到2000萬噸。
此外,2004年9月28日,神華集團有限責任公司和寧夏煤業集團有限責任公司以及南非SASOL合成燃料國際股份有限責任公司三方正式簽署了《中國煤炭間接液化項目可行性研究第一階段合作諒解備忘錄》文本。內容包括合作方式、間接液化項目的產品結構、工藝技術路線選擇、風險評估、產品的市場分析及營銷以及三方合作的組織機構等。這標志著利用SASOL公司專有技術在中國建設煤炭間接液化項目的中南合作進入實質性階段。神華集團與寧夏煤業集團將分別在陝西和寧夏與SASOL公司合作建設兩座煤炭間接液化工廠,兩個工廠的首期建設規模均為年產油品300萬噸,總投資分別約為300億元。
山東最大的煤炭企業——兗礦集團坑口煤炭液化項目也正在緊張運作中。該項目是兗礦集團煤化工新基地項目之一,將採用俄羅斯煤直接加氫液化技術,項目每年計劃處理高硫煤500萬噸;而魯能集團則確立了煤電化、煤液化、煤電冶一體化開發思路,將分三期建設煤電液化項目,建成後可達到年產960萬噸成品油的規模,每期油品生產能力320萬噸/年。
又如,我國產煤大省——山西省已經將「煤變油」列入省級發展規劃,並計劃在今後5~10年內,依託自己的煤炭資源優勢,藉助產業化部門的加盟,通過國家投資和社會融資方式,在朔州和大同幾個大煤田之間建成一個以百萬噸煤基合成油為核心的、多聯產特大型企業集團,並初步計劃在煤都大同附近建設一個「煤變油」的大基地。
除內蒙古、陝西、雲南、山東外、安徽、黑龍江、河南,甚至在新疆和貴州,都在籌劃大小不等的「煤變油」項目。
據了解,國家發改委正在考慮將「煤變油」列入「十一五規劃」,並把包括「煤變油」在內的煤轉化與西氣東輸一起列為今年我國的10大重點工程,希望在「十五」沖刺階段在煤轉化和發展替代能源方面邁出實質性步伐。
4、上海主動為煤制油產業化提供裝備支撐
上海市政府對神華集團煤液化項目十分關注,要求上海電氣(集團)總公司充分發揮上海工業和科技的整體優勢,積極參與煤液化項目重大裝備的研製,實現煤液化裝置大型、特大型壓力容器和關鍵設備的國內製造。目前,上海市已將煤制油成套裝備列入「上海優先發展先進製造業行動方案」重點培育和發展的新興產業,有關大型煤液化裝置關鍵設備技術攻關和設備製造已經開始設計試制。與此同時,煤制油裝備配套用關鍵新材料也在攻關開發。2005年將研製成功加氫反應器、換熱器、泵、機、閥等主要設備,並形成一定的生產能力,開始承接中、小項目的設備成套和工程總承包,實現年銷售收入5~10億元。到2007年擁有主要關鍵設備製造能力和自主知識產權,形成煤液化裝備的製造、銷售、安裝、調試和工程成套能力,實現年銷售收入20~30億元。到2010年實現年銷售收入60~80億元,基本建成煤液化裝備製造基地,以滿足國內外大中小型煤液化項目對設備的市場需要。