煤炭直接液化工艺的研究进展(综述煤直接液化催化剂研究进展)
本文目录一览:
- 1、煤直接液化制油技术不成熟体现在什么地方?
- 2、煤的液化
- 3、煤的液化技术有怎样的发展?
- 4、煤液化技术如何
- 5、煤炭液化技术的发展历史
- 6、中国的煤制油技术详情
煤直接液化制油技术不成熟体现在什么地方?
近日有部分媒体评论说国家将限制煤化工发展,有失偏颇:
———这首先是概念上的错误:煤化工有广义和狭义的区别,广义的煤化工主要包括煤焦化、煤液化、电石法乙炔化工以及以煤气化为基础的化工产品的生产。而以煤气化技术为基础的化工产品的生产就是所谓的狭义煤化工,其主要产品有:合成氨、甲醇、醋酸、甲醛等众多化工产品,加上其衍生产品则有成百上千种,在化学工业中占据重要地位。因此,不分青红皂白,盲目的说限制煤化工,显然有所偏颇。
———煤化工目前出现过热的子行业主要是煤制甲醇和二甲醚领域。如果目前国内规划的煤制甲醇(二甲醚)项目全部投产,将会出现明显的供过于求。但在前期的调研中也注意到,多数煤制甲醇(二甲醚)规划的目的只是地方企业控制煤炭资源的借口,真正开始实施的没那么多。因此,煤制甲醇(二甲醚)有可能过剩,但没有统计数字显示的那么严重。
———在煤制油和煤制烯烃领域,由于国内工业化技术尚不成熟,目前还主要是一个愿景。这是煤化工发展的最终方向之一,但由于目前工业化技术的不成熟,风险较大,也不适宜以此作为投资的理由。
● 已开工煤制油项目应不在限制之列
中金
近日新京报报道了我国将停止在建煤化工和粮食乙醇燃料项目,对于关于停止在建煤化工的报道:
———记者有曲解放大政府官员评论的意思,根据判断政府官员的意思可能是在神华等示范工厂没有顺利投产前,不会再批准新建煤制油项目。
———根据国家发改委工业司于去年10月发布的《煤化工产业中长期发展规划》(征求意见稿,由于部分细节仍有一定争议,正式稿至今尚未发布)的指导思想,煤制油是保障国家石油安全的重要措施,“十一五”期间要抓好技术研发、工程放大和产业化示范工作,重点建设神华集团鄂尔多斯100万吨直接液化示范工程;兖矿集团100万吨间接液化示范工程;山西潞安集团(潞安环能集团)和内蒙古伊泰(伊泰B控股)各产16万吨的间接液化制油项目。该四个项目当时获得国家立项并已经开工建设,国家不可能要求停止。
———其他煤化工项目,包括甲醇和二甲醚等,国家正在制定甲醇汽油和相关替代的标准,今年下半年有望出台,和去年相比没有行业政策上的变化。
———由于煤化工项目为高资源消耗型项目,未来国家对新建项目审批会比较谨慎,但从国家能源安全战略角度,国家应该会发展一定规模来掌握技术和降低进口依存度。
● 高油价促使煤化工步入发展新阶段
天相投资 贾华为 梁铭超
“缺油、少气、富煤”是我国化石能源的基本结构。我国的原油探明储量仅相当于全球石油探明储量的1.34%,按照我国2005年的原油产量1.8亿吨计算,现有原油储量仅能开采12年。相比较而言,我国的煤炭资源可以开采50多年,所以,充分发挥我国煤炭资源的优势是符合我国国情的实现能源多元化的首选。
国家《十一五规划纲要》中明确指出,要发展煤化工,开发煤基液体燃料,有序推进煤炭液化示范工程建设,促进煤炭深度加工转化,并开发大型煤化工成套设备,煤炭液化和气化、煤制烯烃等设备。相关各省在其“十一五”发展规划中把煤化工作为重点发展方向。这将促使煤化工产业进入规范发展的新阶段。
煤及煤化工的发展从技术上主要分为四条发展线路,分别为煤的焦化线路、煤的气化线路、煤液化线路和煤制电石乙炔线路。
煤焦油深加工
焦油深加工产业化的产品有200多种,许多深加工产品具有不可替代性。近年来,在国内钢铁等工业发展的带动下,国内焦炭产业发展迅速,产量不断增加,焦炭产量从2001年的1.2亿吨增长到2005年的2.32亿吨,年复合增长率达到17.9%。预计今后几年仍将保持近5%的年增长。煤焦油是焦炭生产的副产品,随着焦炭产量的增长,煤焦油的产量也相应快速增长。
据不完全统计,目前国内大中型煤焦油加工企业43家,加工能力533万吨/年,其中加工能力10万吨/年以上的企业25家,加工总能力455万吨。现在全国在建煤焦油加工能力425万吨、拟建377万吨,未来几年国内煤焦油加工能力将可能达到1300万吨/年。
与国外焦油加工企业相比,我国焦油加工业存在不小的差距。我国焦油加工企业分散、生产规模小,国外焦油加工企业单套生产装置能力至少20万吨/年,国内普遍在10万吨/年以下;另外,由于我国煤焦油加工企业加工深度普遍很低,10万吨/年规模的焦油加工企业进行二次深加工的不足50%,产品品种仅40种左右,而国外公司以煤焦油加工的产品品种已达140多种。
我国煤焦油深加工产业正面临产业升级,发展趋势是向集中化、规模化、精细化方向发展,大部分的中小焦油加工企业将被产业升级所淘汰。根据国家行业政策,焦油加工单套装置能力要求在10万吨/年以上,这就要求原料供应地至少要有200万吨/年以上的焦炭加工能力。所以,在原料产地建厂、或是有实力焦化企业向煤焦油深加工方向发展是最符合国内产业发展的,也是受国家鼓励的发展方向。另国外部分高技术企业有意进入我国煤焦油行业,据相关资料,日本的JFE在山东、美国KOPPERS公司在唐山将投资30万吨/年的煤焦油加工项目。
煤制合成气线路
(1)甲醇
我国传统的煤化工合成气线路主要是通过合成气制氮肥和部分甲醇下游有机化工产品。随着原油价格高涨,煤化工下游产品甲醇和二甲醚作为首选替代燃料,其地位日益重要。同时,随着甲醇下游产品用途不断扩展,甲醇市场需求量急剧增加。现在,甲醇制醇醚燃料、甲醇制烯烃(替代石化线路)已经成为煤化工发展新阶段的首要发展线路。
受下游需求的强力拉动,国内甲醇消费量从1999年的261.4万吨增长到2005年的666.2万吨,一直保持10%以上的增长率。
我国目前甲醇生产企业甲醇规模主要在5万至20万吨/年,30万吨/年规模以上的很少,但目前在建多个甲醇项目规模均在50万吨/年以上。国外甲醇厂装置能力一般年50万至80万吨,超大规模的已经达到150万至180万吨,技术先进、能耗较低,都建在原料资源产地附近,以天然气为原料的约占80%。
目前,甲醇投资处于狂热状态,有意向的项目总体规模已达2000多万吨,但真正有实质意义进展的在建规模大概500多万吨。大甲醇项目建设周期一般为3年,估计未来两年,国内甲醇生产能力将达到1300万吨以上。
(2)二甲醚
二甲醚(DME)是一种重要的超清洁能源和环境友好产品,被称为“二十一世纪的燃料”。
二甲醚作为二次能源的生产成本,除了技术、规模等因素外,主要取决于甲醇的生产成本。我国目前基本上采用二步法生产二甲醚,新上项目的规模大部分在10万至20万吨/年。
二甲醚的大规模应用领域,主要是替代车用柴油燃料和民用液化石油气,这是一个巨大的潜在市场。
由于二甲醚这种广阔的市场潜力,国内众多有实力的公司看好并计划上马二甲醚项目。除泸天化采用天然气为原料外,其余均采用煤为原料。山东兖州、陕西神府、陕西渭河、河北邢台、新疆、大庆等地也有建设大型甲醇/二甲醚项目的意向。
煤直接液化
煤液化技术在科学上称为煤基液体燃料合成技术,它分为直接液化和间接液化。直接液化是在高温高压下,加氢使煤中的有机物直接转化为液体燃料,再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油。
目前,国际上已开发出的煤加氢液化工艺有10多种,比较有代表性的有德国的IGOR工艺、日本的NEDOL工艺、美国的HTI工艺。三种工艺中,比较成熟可靠的是德国的IGOR工艺,其转化率能达到97%。
2001年国家科技部和中国科学院联合启动了“煤变油”项目,计划5至10年内在内蒙古、山西、陕西、云南建设基地。
据相关资料,我国目前已经批准启动的煤变油项目仅有两项,一个是神华集团煤变油项目,另外一个则是宁煤集团的煤变油项目。
神华集团2004年8月在内蒙古鄂尔多斯建设煤直接液化工业化装置,项目建设总规模500万吨/年油品,一期建设规模为320万吨/ 年油品(包括汽油50万吨、柴油215万吨、液化气31万吨、苯和混合二甲苯等24万吨),总投资245亿元,年用煤970万吨。一期工程3条生产线,先建1条,2007年7月建成,运行正常后,再建两条,2010年投产。近日,壳牌欲联手神华进入中国的煤变油领域。
煤直接液化项目是资金密集型、技术密集型项目,投资巨大,面临油价下跌、煤炭紧缺、资源浪费、环境恶化等种种可控与不可控风险,社会争议比较大,煤直接液化(煤制油)线路前景充满变数。
煤制电石线路
该线路就是以煤为原料生产电石,电石与水反应生产乙炔,再由乙炔生产下游产品。我国主要下游产品为生产氯乙烯单体进而生产聚氯乙烯。
近年来,我国电石生产能力递增速度为4%,产量居世界第一位。随着国内PVC价格走高和国际油价的居高不下,电石法生产PVC利润空间增大,带动电石原料需求快速升温。
但电石生产是高能耗、高污染行业。2006年,国家发改委提出了《关于依法加强高耗能高污染PVC项目治理整顿建议》,提出要严格按照国家法规、加大行业整顿力度,促进行业健康发展,使乙烯氧氯化法PVC替代电石法PVC有突破进展。同时,发改委等七部委联合发出《关于加快电石行业结构调整有关意见的通知》,要求:彻底关闭和淘汰1万吨/年以下的电石炉、开放式电石炉、排放不达标电石炉;严控新上电石项目,东部沿海地区禁止新建电石生产项目。
如何解决高能耗、高污染与发展的矛盾是摆在煤化工电石线路面前的一个紧迫问题。
规模化与循环经济是煤化工发展壮大首要途径
煤化工行业是固定投资比较大的行业,规模效益非常显著。与国外同行业相比,我国的煤化工业普遍规模偏小、集中度底。同时煤化工也是资源消耗大、污染相对严重的行业,要减少污染排放、提高资源综合利用率就必须走循环经济之路,把规模化与循环经济结合起来。如我国焦化行业当规模足够时就可以进行焦油深加工,同时回收焦炉气可以生产氮肥或甲醇;煤制甲醇时可以同时回收焦油和硫;生产氮肥过程中可以联产甲醇;生产废热发电、循环水重复利用、三废的集中治理等等这些都需要在一定规模基础上才可以实施,产生经济效益。
● 重点公司点评
云维股份(600725)定向增发做大煤化工产业
国都证券 贺炜
公司的主营业务为纯碱、化肥、聚乙烯醇和醋酸乙烯的生产和销售。其生产能力分别为20万吨纯碱、20万吨氯化铵、2.5万吨聚乙烯醇和3万吨醋酸乙烯。
公司拟非公开发行不超过16500万股,用于收购控股股东云维集团持有的大为焦化54.8%的股权,以及云维集团和云南煤化集团分别持有的大为制焦30.30%和60.61%(合计90.91%)的股权。公司预计,该两项资产2007年1月1日起合并进入公司,预计公司2007年度净利润约为1.60亿元,全面摊薄每股收益约为0.48元/股(按33000万股计算)。
新资产的注入使公司业务覆盖了煤电石化工、煤气化工、煤焦化工等煤化工产业的三大子行业。
本次定向增发完成后,公司将通过大为焦化和大为制焦而间接拥有305万吨焦炭、30万吨甲醇、30万吨煤焦油深加工的生产能力,这些生产能力在未来两年将逐步达产,届时,公司业绩将出现爆发式增长。
公司2006年实现主营业务收入87923万元,收购完成后,公司2007年预计将实现25亿元以上的主营业务收入,2008年至2009年还将保持50%以上的复合增长,从而实现公司在煤化工产业的快速做大做强。
初步估计公司未来三年将分别实现0.483元、1.165元和1.646元的每股收益(基于定向增发完成后的总股本计算),未来三年的净利润复合增长率高达104%。
湖北宜化(000422)煤化工、磷化工和盐化工的结合体
国金证券 蔡目荣
公司是煤化工、磷化工和盐化工的结合体。
煤化工:公司尿素产品产销量继续增长:2006年公司尿素产量82.92万吨(包含贵州宜化尿素产量),预期2007年至2009年公司尿素产量分别为92万、100万和105万吨。公司发展煤化工的优势是采用自主的型煤气化技术,用廉价的粉煤代替了块煤原料。
新建磷肥产能有望逐步释放:2006年10月公司新建84万吨磷复肥项目建成投产,预期2007年至2009年磷酸二铵产量分别为50万、60万和70万吨。公司发展磷化工的优势是公司在湖北得到了省政府的支持,可以获得充足的磷矿资源。
盐化工———新增产能是未来增长点。氯碱和联碱产能下半年投产:2007年10月份公司将会新增10万吨PVC和5万吨烧碱,另外与之配套的20万吨电石项目届时也会建成投产;另外公司另一盐化工项目———60万吨联碱也会在2007年10月份建成投产。新增项目产能将会在2008年为公司业绩增长作出贡献。
预期公司2007年至2009年公司净利润为297.7百万元、391.0百万元和403.9百万元,分别同比增长38.4%、31.4%和3.3%,EPS分别为0.549元、0.721元和0.745元。
开滦股份(600997)煤化工驱动未来三年业绩大增
肖汉平
公司是一家以煤炭业务为主的煤炭开采公司,近几年来,公司通过战略转型进入焦化行业。主要焦化项目包括:迁安中化煤化工有限责任公司,唐山中润煤化工有限公司、唐山考伯斯开滦炭素化工有限公司30 万吨/年煤焦油加工项目。
公司已经形成以煤炭开采、洗选、炼焦、煤化工等上下游业务的较完整的产业链结构,并以炼焦、甲醇和焦油项目的建成投产为契机,搭建能源化工产业间的循环链接平台。
经过前几年的投入,2007年焦炭生产能力达到330万吨,未来两年公司焦炭规模将达到440万吨/年。公司目前正在积极拓展煤化工业务,未来将形成25万吨焦炉煤气制甲醇生产能力和30万吨/年煤焦油深加工项目。预计未来3年煤化工将成为公司利润的主要增长点。2006年公司每股收益0.81元,2007年公司每股收益1.08元,2008 年公司每股收益1.26元,2009年公司每股收益1.58元。未来三年公司业绩将保持高速增长态势。
公司焦炭产量快速增长,但由于行业处于景气复苏过程中,2006年焦化业务对公司业绩没有贡献,但煤炭产量、精煤比例提升、价格上升支撑2006年公司业绩稳步增长。
柳化股份(600423)竞争优势显著的煤化工龙头
东方证券 王晶
柳化股份2006年实现主营业务收入10亿,净利润1.2亿,分别同比增长13.3%和27.3%,公司实现每股收益0.63元,净资产收益率14.2%,每股净资产4.44 元。
公司财务状况正常,部分产品价格上涨及关联交易减少是公司毛利率提高的主要原因。壳牌粉煤气化项目长周期稳定运行仍是公司2007年工作的重点,也将是未来公司核心竞争力的体现和业绩增长的来源。
中国“富煤、贫油、少气”的能源分布格局决定了未来煤化工发展空间巨大,而拥有先进洁净煤炭气化核心技术的公司无疑具有成本、环保等方面的突出优势,将迎来一轮新的增长高峰。
依托壳牌粉煤气化这一高新技术,柳化股份在西南地区的煤化工龙头地位进一步确立。由于西南地区化工企业较少,但市场需求增速较快,柳化股份的地理优势不言而喻。
柳化股份上市以来业绩持续稳定增长,依托壳牌粉煤气化技术,公司未来生产成本下降空间巨大,加上主要商品量产能的扩大,未来2至3年业绩的复合增长率将达到40%以上,高质量、高增长的业绩将得以持续。
公司2007、2008年的业绩预期分别为0.94元/股和1.38元/股,作为长期竞争优势显著的煤化工龙头,其估值水平远低于市场平均水平。
煤的液化
煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。
(1)煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。
(2)煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料,煤直接液化的操作条件苛刻,对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化,产出的油品芳烃含量高,硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。一般情况下,一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化,主要的原因是由于煤种要求特殊,反应条件较苛刻,大型化设备生产难度较大,使产品成本偏高。
煤直接液化技术研究始于上世纪初的德国,1927年在Leuna建成世界上第一个10万吨/年直接液化厂。1936~1943年间,德国先后建成11套直接液化装置,1944年总生产能力达到400万吨/年,为德国在第二次世界大战中提供了近三分之二的航空燃料和50%的汽车及装甲车用油。第二次世界大战结束,美国、日本、法国、意大利及前苏联等国相继开展了煤直接液化技术研究。50年代后期,中东地区廉价石油的大量开发,使煤直接液化技术的发展处于停滞状态。1973年,爆发石油危机,煤炭液化技术重新活跃起来。德国、美国及日本在原有技术基础上开发出一些煤直接液化新工艺,其中研究工作重点是降低反应条件的苛刻度,从而达到降低液化油生产成本的目的。目前不少国家已经完成了中间放大试验,为建立商业化示范厂奠定了基础。
煤的液化技术有怎样的发展?
据考证煤炭直接液化工艺的研究进展,煤煤炭直接液化工艺的研究进展的液化技术早在20世纪20~30年代就开始发展了。在第二次世界大战期间,德国人就曾使用液化煤代替石油用作军车燃料。战后和平时期,石油市场占了上风。但南非国家依然发展液化煤,1959年建成了第一家商业化液化煤工厂,且产量一直稳步上升,到80年代后期,其全国汽车燃料消耗量的一半,是液化煤。不过,这些都是旧技术,液化效率很低。
近10多年来,一些工业先进国家发展了水煤浆加压气化技术,把水—煤混合燃料提高到一个新水平。美国、日本和德国发展最快,从1975年到1987年间先后建立了3套中试装置、3套工业示范装置和5套商业化装置,其中美、日各一套商业化装置已稳定运行6年以上。这些装置一般每天可处理200~600吨煤,取得很好的效果。法国、奥地利、澳大利亚、英国等国也在积极开发中。
我国自1981年开始也进行了水煤浆的开发研究工作,在添加剂筛选上已获得可喜成果,使水煤浆的浓度已达75%,稳定性也很好,保证一个半月静置中不沉淀,经1500公里长途运输后仍可直接燃烧。1986年1月,作为我国“六五”科技攻关项目通过了国家鉴定,表明水煤浆制备和燃烧技术已达到先进水平。北京造纸一厂作为第一个试用工业应用单位,经两年5次试验证明,经济效益明显。据调查,1986年时,该厂所用燃料油每吨为280元,而水煤浆每吨只需120元,1.8吨水煤浆就可顶替1吨杂油。一年要耗杂油2.2万吨,如改烧水煤浆,每年可节约燃料费103万元。
从煤炭质量来看,我国本来适于作水煤浆的高硫烟煤和褐煤很多,这些煤液化后,含硫高,往往起到对液化的反应催化作用,成为液化的良好原料。近几年又发现了陕西神木、黄陵、铜川一带的“黑金带”和“黑金三角”地区蕴藏着大量优质煤,更可为发展水煤浆提供重要原料。我国现有设计烧油的发电机组约7000万千瓦,年烧油量约1100万吨,约占我国年产油量的10%左右。如果全国能将80%的烧油锅炉用水煤浆把油顶替出来,每年可为国家换取外汇15亿美元,其经济效益是十分可观的。
从世界看,从我国看,水煤浆技术的开发,虽仍处于中试阶段,但只要抓紧技术攻关,水煤浆在世界能源结构中必将获得一席之地。
煤液化技术如何
我国从50年代初即开始进行煤炭间接液化技术的研究,曾在锦州进行过4500t/年的煤间接液化试验,后因 发现大庆油田而中止。由于70年代的两次石油危机,以及“富煤少油”的能源结构带来的一系列问题,我国自80年代初又恢复对煤间接液化合成汽油技术的研究,由中科院山西煤化所组织实施。
“七五”期间,山西煤化所开的煤基合成汽油技术被列为国家重点科技攻关项目。1989年在代县化肥厂完成了小型实验。“八五”期间,国家和山西省政府投资2000多万元,在晋城化肥厂建立了年产2000吨汽油的工业试验装置,生产出了90号汽油。在此基础上,提出了年产10万吨合成汽油装置的技术方案。2001年,国家863计划和中科院联合启动了“煤变油”重大科技项目。中科院山西煤化所承担了这一项目的研究,科技部投入资金6000万,省政府投入1000万和本地企业的支持,经过一年多攻关,千吨级浆态床中试平台在2002年9月实现了第一次试运转,并合成出第一批粗油品,低温浆态合成油可以获得约70%的柴油,十六烷值达到70以上,其它产品有LPG(约5%~10%)、含氧化合物等。其核心技术费托合成的催化剂、反应器和工艺工程也取得重大突破。
煤炭液化技术的发展历史
煤直接液化技术是由德国人于1913年发现的,并于二战期间在德国实现了工业化生产。德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产,到1944年,德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。二战后,中东地区大量廉价石油的开发,煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭。
70年代初期,由于世界范围内的石油危机,煤炭液化技术又开始活跃起来。日本、德国、美国等工业发达国家,在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺,其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度,从而达到降低煤液化油生产成本的目的。目前世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺和美国的HTI工艺。这些新直接液化工艺的共同特点是,反应条件与老液化工艺相比大大缓和,压力由40MPa降低至17~30MPa,产油率和油品质量都有较大幅度提高,降低了生产成本。到目前为止,上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t/d级以上大型中间试验,具备了建设大规模液化厂的技术能力。煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术,在技术上是可行的。目前国外没有工业化生产厂的主要原因是,在发达国家由于原料煤价格、设备造价和人工费用偏高等导致生产成本偏高,难以与石油竞争。
中国的煤制油技术详情
我国加快煤制油技术产业化
供稿人:陈文龙 供稿时间:2005-4-15
统计资料显示,2003年我国石油消费量达到2.5亿吨,净进口量达到0.9亿吨,进口原油占国内原油消费量的比重达到36%。2004年,我国原油消费量2.9亿吨,比上年增长近17%,石油净进口达到1.4亿吨, 石油对外依存度已经接近45%。而2000年进口依存度还仅为29%。我国已成为仅次于美国的世界第二大石油消费国。权威部门的预测数据又显示,我国石油进口的依存度还将进一步加大。预计到2010年我国的石油总需求量将达到3.5~3.8亿吨,石油进口规模将达到1.8~2亿吨,进口依存度也将随之突破50%。2020年,石油的对外依存度有可能接近60%。有关专家认为,一旦石油对外依存度超过60%,整个国家的石油安全、经济安全、国家安全都面临很大的挑战。
相对于石油和天然气资源而言,我国煤炭资源丰富,已探明煤炭资源占能源资源96%。全国累计探明煤炭保有储量超过1000亿吨。据国土资源部矿产资源储量司2004年6月发布的统计报告,截至2002年年底,我国探明可直接利用的煤炭储量1886亿吨,按年产19亿吨煤炭计算,可以保证开采上百年。
1、煤制油已成为我国解决石油安全的战略选择
煤制油是以煤为原料,经过化学加工,生产柴油、汽油、航空煤油等油品和石油化工产品的煤炭洁净利用技术。发展煤制油技术,用煤作原料来生产合成汽油, 不仅可以逐步减少我国对国际市场石油依赖、缓解我国未来石油资源短缺,确保国家能源安全,而且也能大大减轻煤直接燃烧对环境的严重污染。因此, 煤制油已成为我国解决石油安全问题的战略选择,也是我国能源战略调整的重大决策。煤制油工程已被列为“十五”期间国家重点组织实施的12大高技术工程之一,予以攻关研究。原国家经贸委在煤炭工业“十五”规划中提出,“十五”期间,我国将推进煤炭液化的开发和应用。2004年 6月30日,国务院出台了以煤炭为主体、以节能为原则的《能源中长期发展规划纲要》,将煤化工列入我国中长期能源发展战略的发展重点。这标志着我国将重新估价煤炭和煤化工在我国能源的可持续利用中扮演的角色,煤化工在我国迎来了新的市场需求和发展机遇。
2、我国煤液化技术已取得重大突破
上世纪五十年代,我国就开始研究煤制油技术。八十年代起,为了解决石油短缺的问题,加强了煤炭直接液化技术研究,并将煤的液化技术列入国家“863”高科技计划,组织力量予以重点攻关,取得了重大进展。例如,中国科学院山西煤化所系统地进行了铁基催化剂费托合成生产汽油的技术开发,并完成了2000吨/年规模的煤基合成汽油工业实验;在钴基催化剂合成工艺开发方面,于90年代开始进行了系统的研究与开发工作,并取得阶段性结果,开发出3种型号合成柴油钴基催化剂。针对新型浆态床合成工艺的催化剂、反应器等进行了小型试验,“十五”期间立项进行1000吨/年级间接液化装置的开发和试验,并研制工业级煤基合成油工艺软件包。又如,煤炭科学研究总院北京煤化所从70年代末开始煤炭直接液化技术研究。先后对27个煤种在0.1吨/日装置上进行了53次运转试验。“九五”期间分别同德国、日本、美国有关部门和公司合作完成了神华、黑龙江依兰、云南先锋建设煤直接液化厂的预可行性研究。建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工、催化剂开发和分析检验实验室,通过大量研究,选出了15种适合于液化的中国煤,液化油收率可达50%以上(无水无灰基煤),并对4个煤种进行了煤直接液化的工艺条件研究;开发了高活性的煤直接液化催化剂;利用国产加氢催化剂,进行了煤液化油的提质加工研究,经加氢精制、加氢裂化和重整等工艺的组合,成功地将煤制油加工成合格的汽油、柴油和航空油。
1997年以来,我国先后引进了德国、美国和日本的煤炭液化技术,对我国不同煤种进行了试验,分别进行了建设煤炭直接液化示范厂的可行性研究工作。
2004年9月,神华集团联合上海电气集团、上海华谊集团共同出资组建了神华煤制油研究中心有限公司,初步建成了煤制油中试装置(PDU)。该装置拟在实验室的基础上放大60倍进行试验。同年12月16日,神华集团煤直接液化关键技术获的突破,日处理6吨煤的中试装置在上海中试基地一次性投煤成功,并获得实验油品。据神华集团称:“煤直接液化的工艺流程业已打通,神华煤制油向实现产业化迈出了关键一步。”“神华煤直接液化中试”也列入上海市“科教兴市项目”计划。目前,神华已开发出具有自主知识产权的“中国神华煤直接液化工艺”,并初步形成了煤液化技术创新体系,在上海成立了煤制油研究中心,为建设大型生产装置提供技术支撑。
3、大型煤制油项目已经启动
2004年8月25日,由我国最大的煤炭能源企业神华集团承担的我国第一个煤炭直接液化项目在内蒙古鄂尔多斯正式开工建设,并计划在2007年建成第一条500万吨的生产线,生产各种油品320万吨。到2010年,该项目产量提升到每年500万吨;到2015年,产量增加到1500万吨;2020年,产量达到2000万吨。
此外,2004年9月28日,神华集团有限责任公司和宁夏煤业集团有限责任公司以及南非SASOL合成燃料国际股份有限责任公司三方正式签署了《中国煤炭间接液化项目可行性研究第一阶段合作谅解备忘录》文本。内容包括合作方式、间接液化项目的产品结构、工艺技术路线选择、风险评估、产品的市场分析及营销以及三方合作的组织机构等。这标志着利用SASOL公司专有技术在中国建设煤炭间接液化项目的中南合作进入实质性阶段。神华集团与宁夏煤业集团将分别在陕西和宁夏与SASOL公司合作建设两座煤炭间接液化工厂,两个工厂的首期建设规模均为年产油品300万吨,总投资分别约为300亿元。
山东最大的煤炭企业——兖矿集团坑口煤炭液化项目也正在紧张运作中。该项目是兖矿集团煤化工新基地项目之一,将采用俄罗斯煤直接加氢液化技术,项目每年计划处理高硫煤500万吨;而鲁能集团则确立了煤电化、煤液化、煤电冶一体化开发思路,将分三期建设煤电液化项目,建成后可达到年产960万吨成品油的规模,每期油品生产能力320万吨/年。
又如,我国产煤大省——山西省已经将“煤变油”列入省级发展规划,并计划在今后5~10年内,依托自己的煤炭资源优势,借助产业化部门的加盟,通过国家投资和社会融资方式,在朔州和大同几个大煤田之间建成一个以百万吨煤基合成油为核心的、多联产特大型企业集团,并初步计划在煤都大同附近建设一个“煤变油”的大基地。
除内蒙古、陕西、云南、山东外、安徽、黑龙江、河南,甚至在新疆和贵州,都在筹划大小不等的“煤变油”项目。
据了解,国家发改委正在考虑将“煤变油”列入“十一五规划”,并把包括“煤变油”在内的煤转化与西气东输一起列为今年我国的10大重点工程,希望在“十五”冲刺阶段在煤转化和发展替代能源方面迈出实质性步伐。
4、上海主动为煤制油产业化提供装备支撑
上海市政府对神华集团煤液化项目十分关注,要求上海电气(集团)总公司充分发挥上海工业和科技的整体优势,积极参与煤液化项目重大装备的研制,实现煤液化装置大型、特大型压力容器和关键设备的国内制造。目前,上海市已将煤制油成套装备列入“上海优先发展先进制造业行动方案”重点培育和发展的新兴产业,有关大型煤液化装置关键设备技术攻关和设备制造已经开始设计试制。与此同时,煤制油装备配套用关键新材料也在攻关开发。2005年将研制成功加氢反应器、换热器、泵、机、阀等主要设备,并形成一定的生产能力,开始承接中、小项目的设备成套和工程总承包,实现年销售收入5~10亿元。到2007年拥有主要关键设备制造能力和自主知识产权,形成煤液化装备的制造、销售、安装、调试和工程成套能力,实现年销售收入20~30亿元。到2010年实现年销售收入60~80亿元,基本建成煤液化装备制造基地,以满足国内外大中小型煤液化项目对设备的市场需要。