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《中国煤化工》
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创新是破解煤制油困局关键
作者:文|刘永 | 来源:国家煤化工网 | 时间:2016-07-21

笔者认为,在低油价形势下,除了呼吁国家给予税收优惠、油品消费税减免、产品补贴等必要政策支持,提高项目工程设计和集成优化能力,降低产品生产成本等措施外,破解煤制油产业生存和发展困局的关键是通过创新提升竞争力。

第一是产品方案的创新。我国现有和在建的煤制油项目产品均以石脑油、柴油、汽油、液化石油气等燃料型产品为主,受国家无差别统一定价和有关税费的影响,在目前油价条件下,根本无法与传统石化产品竞争。反观国际煤制油巨头南非沙索尔公司既生产汽油、柴油、液化石油气等油品燃料,也生产多达200多种的基础化学品和功能性化学品,2015年获得利润16.9亿美元,以多元化的产品战略减轻了低油价的冲击。费托合成的粗油品以正构烷烃为主,在合成过程中脱除了有害杂质,具有无硫、无氮、无杂环烃和无金属元素等优质特性,可以生产常规难以获得的高附加值产品,如高纯度正构烷烃、润滑油基础油、食品医药级白油及溶剂油、高熔点蜡等精细化学品,进一步可延伸到更多精细化、高端化的终端产品。此外,费托合成水相副产物中的醇、醛、酮、酸等含氧化合物,也可通过蒸馏、萃取等分离提纯工艺形成高附加值副产品。国外公司如南非沙索尔、荷兰壳牌、美国雪佛龙已开展多年的研究,在世界范围内申请了多项专利,部分费托深加工产品已有规模化生产装置运行,无论在技术还是产业化方面均处于垄断地位。当然,国内煤制油企业也开展了相关的技术研发,并取得了一些突破。如山西潞安集团已研发投产高熔点费托蜡、无芳烃溶剂油、精蜡化学品、高粘度润滑油基础油(PAO)及高档润滑油等多系列产品;神华集团联合空军后勤部研发成功了性能优异的煤基喷气燃料。

第二是生产工艺的创新。现有运行及在建的百万吨级煤制油项目多数采用煤间接液化生产油品,核心是费托合成技术,根据采用的催化剂、反应器形式和反应条件的不同,已发展出多种工艺。虽然我国已全面掌握了以浆态床反应器、铁基催化剂和配套工艺流程为核心的成套费托合成技术,但距离国外技术仍有一定的提升空间。国内煤制油示范项目以中低温费托合成技术为主,南非沙索尔公司主要采用的高温费托合成技术在我国还没有工业化应用。相比于低温费托合成,高温费托合成工艺产品更加多样化,可以获得较多的烯烃、含氧化合物等化学品。在催化剂方面,采用钴基催化剂的费托合成反应具有低甲烷选择性、高重质烃选择性以及高稳定性等特点,产品以直链饱和重质烃为主,适宜生产润滑油基础油、重质蜡高品质化学品。目前国际上钴基费托合成技术的工业化装置规模已达到300万吨/年以上,单器产能大致在1520万吨。我国也已经开展钴基费托合成的研究。山西潞安集团和中科院山西煤化所合作建设10万吨级的钴基固定床费托合成精细化学品项目已于2014年投产,一期产能6万吨,但与国外技术相比,在反应器、反应工艺的优化以及粗产品的后续加工方面还存在差距。此外,基于费托反应还可适当考虑发展一些以多碳数α-烯烃(双键在分子链端部的单烯烃)、重质精蜡等特种或专用化学品为主的10万吨级以下的小规模项目。

第三是行业耦合的创新。煤制油与其他行业如铝镁冶炼、石油化工、日用化工、生物化工等之间具有容易耦合的条件,可考虑进行横向融合与原料互补,实现特色创新,使煤炭和其他相关资源的利用价值和效益提升到更高水平。如煤制油项目可以将富集高浓度的二氧化碳作为碳源,与铝镁行业排放的尾气结合,生产甲醇、碳酸酯等化工产品;与其他产业如钢铁、焦化、化肥的弛放气结合,重整合成一氧化碳和氢气,继续返回反应器生产费托产品,减少大气污染和碳排放,远期利用微藻固碳技术将二氧化碳转化为高附加值的油品、化学品或先进材料,实现碳的循环利用;与石油化工联合,可与常规炼制油品混配生产优质清洁燃料,利用费托蜡接枝改性生产塑料助剂;与日用化工联合,可生产高级化妆品及日用化工产品;与生物化工联合,生产十二碳二元酸、戊二胺等长链二元酸系列产品。

(来源:《中国煤化工》杂志2016年第4期  作者单位为中国科学院山西煤炭化学研究所信息战略与工程咨询中心

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