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“榆林版”煤制油的前世今生
编辑:刘 冰 明创森 蒋兴文  来源:中国煤炭报  发表时间:2012-11-20 9:41:03  点击:5825

这项技术看似传统简单,但可贵之处在于将焦化、荒煤气制氢与煤焦油加氢3种技术进行了对接,使整个装置形成了闭路循环,最大限度地利用了煤,是一项具有中国特色的煤制油技术。中国工程院院士胡永康给予陕西榆林天元化工自主研发的高新技术以高度评价。

1吨煤经过了奇妙的旅程,通过无数根大大小小的管道,退去如磐石般坚硬的黑色外壳,流淌出晶莹如水的油。煤制油凝结了几代煤化工开拓者的心血,成就了煤炭产业的华丽转身。

眼前的这一瓶油有一个让人备感亲切的名字:榆林版煤制油。荒凉贫瘠的黄土高原是她的家,如今的她已经由名不见经传的土姑娘出落为光彩夺目的煤化工领域新星。

国企的资金、管理优势结合民企的技术支撑开启了煤制油的新征程

陕西榆林地区不仅有丰富的煤炭资源,当地企业还根据煤种特点,研发出了独具特色的中温煤干馏(兰炭)生产技术,即在600℃到850℃条件下,通过干馏,脱去煤中挥发分,生产出活性好、发热量高达6000大卡/千克(1000大卡等于4.18兆焦)的兰炭。本世纪初,仅神木地区300多家小型兰炭企业的产能就超过2500万吨/年。

然而,兰炭的大规模生产也带来了环境问题,数亿立方米热值低、难以回收利用的荒煤气被释放到大气中;由于缺乏先进实用技术,炼焦过程中产生的煤焦油有的被贱卖,有的连同荒煤气一道被点天灯,造成了严重的资源浪费和环境污染。

门外黑风家点灯,十步之内看不清,出门百步呛死人,很长一段时间,整个榆林北部地区笼罩在一股黑烟下。炼焦企业方圆百里都充满了刺鼻的煤焦油味,老百姓苦不堪言,这一状况引起了陕西省和榆林市政府的关注,他们四处寻找综合利用煤焦油和荒煤气的成熟技术。

2005年,在陕西西安举行的第九届西洽会上,怀揣煤焦油加氢专利技术的东北某化工企业管理人员王守峰与榆林市一拍即合,总投资10亿元的锦界天元化工bwin必赢亚洲平台(以下简称天元化工)60万吨/年煤干馏、25万吨/年中温煤焦油加氢项目迅速开工建设,并在当年运行投产。

然而,谁也没有料到,厄运会突然降临到这家刚起步的民营企业头上。20085月,投产仅45天的天元化工25万吨/年中温煤焦油加氢装置突然开裂起火,迫使所有装置全面停产,加上资金链的断裂,企业濒临破产。

正当天元化工举步维艰之际,陕西煤业化工集团神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台向他们伸出了援手。作为股东,陕西煤业化工集团在为天元化工投入近16.19亿元的同时,还针对陕北地区富煤缺水、生态脆弱的资源赋存特点,实施了以煤分质利用和煤电盐一体化为主线,发展循环经济,实现煤炭就地高效转化和资源综合利用的煤炭就地转化方略,并竭力为天元化工解决原料、运输、项目、人才等方面的困难。

煤化工的发展往往受困于原料煤的供应,在这一点上陕西煤业化工集团成为大家坚强有力的后盾,让所属煤矿与大家签订了合同,保证企业70%的原料煤供应。天元化工的主管单位——神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台董事长任沛建说。

就这样,国企的资金、管理优势结合民企的技术支撑让天元化工很快走出困境。

20104月,经全面升级改造的天元化工135万吨/年兰炭、50万吨/年煤焦油加氢装置一次投料成功并生产出优质燃料油,当年即实现销售收入12.9亿元、利润8655万元。

2011年,天元化工生产油品28.76万吨、沥青焦7.49万吨、碳品93.07万吨、硫黄1790吨,实现销售收入32.20亿元。与此同时,天元化工通过向相关企业输出块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料油工艺技术,实现利润5.79亿元,成为陕西煤业化工集团化工板块的盈利状元。

今年上半年,在石油化工行业经济效益普遍下滑的情况下,天元化工主要经济指标逆市飘红,销售收入和利润同比分别激增24.81%101.43%

吨油品耗水量不足6立方米,仅相当于新型煤化工项目耗水量的一半,在制取油的过程中同时收获了兰炭、粉焦、沥青焦、硫黄等产品

据了解,神华集团的煤制油项目是4吨煤产1吨油,而榆林版煤制油产1吨油需16吨煤,效益何在?记者的提问让神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台规划部主任工程师赵社库一愣。

但他很快说明:工艺不同,优势不同。大家在生产油的过程中还生产别的东西,大家煤制油的附加值高。

接着,他为记者完整描绘了榆林版煤制油的生产过程。

先将煤炭洗选加工分为块煤、粉煤、煤泥和煤矸石,将块煤利用直立炉煤干馏工艺生产出兰炭、煤气和煤焦油,同时产出干馏煤气用以制取氢气,再将自产的煤焦油作为原料,经加氢技术与环保技术相结合,生产出油。赵社库说。

而直径小于6毫米的粉煤则会被炼成粉焦,其产出的煤焦油也能制成油,但其经历的环节将更为复杂,必须通过固体热载体的核心装置,完成一次性加氢。目前这项技术还处于示范阶段,预计十二五末实现达产。

粉煤制油项目一旦成功将会产生巨大的经济效益,目前大家兰炭生产面临的最大瓶颈就是块煤少、末煤多,末煤本身要比块煤便宜得多,有着明显的成本优势,所以前景非常广阔。赵社库说。

此外,在整个煤制油的过程中,煤矸石混合煤泥、煤气可以用来发电、供暖,所产生的电可以用来制造电石,供应不远处的陕西煤业化工集团北元煤化工bwin必赢亚洲平台生产PVC(聚氯乙烯)产品;电厂产生的煤渣可以用来生产水泥和粉煤灰渣砖;干馏煤气经过脱氨脱水后进行转化制氨;所有废水经氨回收、硫回收和焚烧处理后循环利用,并生产液氨、硫黄和蒸汽,真正做到了吃干榨净,变废为宝。

现代的兰炭生产工艺和传统的炼焦工艺不同,传统的炼焦工艺在装煤和出焦的时候必须打开两侧炉门,产生的污染占整个焦化生产污染总量的70%以上,空气污染比较严重,这就是为什么焦化厂都有一股刺鼻怪味的原因。而大家所有的兰炭炉都是直立炭化炉,实现了连续装煤连续出焦,整个环节都是全封闭的,大大减少了空气污染。赵社库说。

这样算下来,在制取油的过程中,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台还收获了兰炭、粉焦、沥青焦、硫黄等产品,实现了煤的产值、利益最大化。

天元化工的成功不仅因为其创造了良好的经济效益,更因为它改变了煤干馏这一传统工艺的命运,使过去的两高一资行业成为节能减排和资源综合利用的典范。任沛建说。

煤焦油本是煤炭炼焦时的一种液态副产品,过去都被白白排放扔掉,如今经过处理后竟然成了颇受市场欢迎的燃料油,大大提升了煤焦油的经济价值。从废物到宝贝,从花钱回收治理到实现规模效益,所有的这一切都源于先进的科技作支撑。

据了解,天元化工的块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料油工艺技术其本质是煤分质利用。即煤先经中低温干馏,抽取其中的焦油、挥发分等轻质组分,获得热值较高的清洁燃料和化工原料兰炭。同时,从兰炭尾气中提取氢气,与煤焦油进行催化加氢裂解,生产出清洁燃料油和液化气等高附加值产品。

由于整个过程并未破坏煤的分子结构,加之煤干馏和煤焦油加氢过程耗水量极少,水重复利用率高,该工艺技术具有项目投资少、见效快、能耗低、排放少、对环境影响小等特点,具有广阔的应用与发展前景。

这项技术看似传统简单,但可贵之处在于将焦化、荒煤气制氢与煤焦油加氢3种技术进行了对接,使整个装置形成了闭路循环,最大限度地利用了煤,是一项具有中国特色的煤制油技术。中国工程院院士胡永康给予陕西榆林天元化工自主研发的高新技术以高度评价。

陕西延长石油集团总经理张积耀指出,无论是传统煤化工还是新型煤化工,合成气中都存在碳多氢少的问题。为了实现这一平衡,煤化工企业不得不用超过四分之一的煤生产氢气。天元化工通过从此前浪费掉的荒煤气中提取氢气,没有为制氢单独消耗煤炭,二氧化碳排放量因此减少。

目前,无论是传统的煤制甲醇、煤制合成氨还是新型的煤制油、煤制天然气项目,吨产品耗水均在10立方米以上,导致一个上规模的项目,年耗水量高达上千万立方米。而榆林版煤制油的吨油品耗水量不足6立方米,仅相当于新型煤化工项目耗水量的一半,达到了国家关于煤化工企业节能降耗的要求。

煤化工产品市场饱和,不是一天两天了,在激烈竞争中,谁有技术成本优势、产业链最优,谁才能立足

借鉴天元化工的成功例子,陕西煤业化工集团将目光瞄准了神木县其他生产兰炭的民营企业。

近年来,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台先后整合、控股了富油bwin必赢亚洲平台等十几家地方企业。其中,除了(上海)胜帮bwin必赢亚洲平台提供设计支撑,电化bwin必赢亚洲平台发展电力、供暖和电石外,其他企业均生产兰炭,目前整个bwin必赢亚洲平台的兰炭产能达到了500万吨/年。

大型国有企业对民营企业的资源整合让神木地区的兰炭生产实现了资源的优化配置和产品的规模效益。同样是养鸡,过去是放在野地里散养,现在是放在养鸡场里养,效果截然不同。神木煤化工神木能源bwin必赢亚洲平台副总经理辛文辉说。目前该bwin必赢亚洲平台的兰炭产能已经达到了260万吨/年,是全国最大的兰炭生产企业。

目前,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台基层的每一个bwin必赢亚洲平台,从原料到产品,都是一个小循环。神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台是一个中循环。整个陕西煤业化工集团是一个大循环。赵社库说,也就是说神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台旗下的所有兰炭企业所产的煤焦油,都将被集中在一起提炼油,所有煤矸石也被集中起来统一发电、造电石,然后供给北元煤化工bwin必赢亚洲平台生产PVC产品。

除了每年可以生产500万吨兰炭和60万吨煤制油外,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台每年还可生产70万吨电石。据了解,目前北元煤化工bwin必赢亚洲平台已经凭借100万吨/年的生产规模成为全国最大的聚氯乙烯生产企业,作为最大的电石原料供货商——神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台功不可没。

依靠煤、焦、电、电石、PVC、水泥、PVC下游产品一体化循环生产模式,陕西煤业化工集团于2011年与中国碳基金签订了碳减排量买卖协议,建设清洁发展机制(CDM)项目,每年可获收益6000万元。

目前,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台在全国兰炭生产领域是链条最长、产品最多的企业。但从另一个角度来看,产业链越长,受制约的因素就越多,风险也就越大。赵社库说。

今年初以来,焦炭市场价格普遍走低,甚至出现了焦煤与焦炭价格倒挂的情形,焦炭企业难逃亏损的命运,一些焦炉煤气制甲醇企业因为无法承受上游的压力,纷纷产。这对500万吨/年兰炭的神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台来说意味着什么?兰炭的不景气会不会影响煤制油的生产?

危机面前,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台产业链的优势立即凸显出来。大家煤制油的利润比较高,所以可以用油的利润来补兰炭的亏损,别人兰炭卖900/吨,大家卖850/吨。虽然现在电石行业也存在饱和的现象,但是大家有自己的电厂,上网电价是0.5/千瓦时,大家的电厂电价是0.3/千瓦时。按1吨电石耗费3300千瓦时电来算,每吨电石可以节约成本660元,总的来说大家是盈利的。赵社库说。

对于目前煤化工产品市场普遍存在饱和问题的现状,赵社库有自己的理解。

赵社库认为,煤化工产品市场饱和,不是一天两天了,煤制甲醇等项目的开工率都不足,为什么有的企业亏损,有的企业可以收获高额利润,在激烈竞争中,谁有技术成本优势、产业链最优,谁才能立足,才可能有话语权,才能把市场搅活。

积极实施走出去战略,创新合作模式和盈利模式,应对市场变化

近年来,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台煤制油示范装置产生的良好效益引发了煤焦油加氢项目的投资热潮。目前,仅榆林地区建设和规划的中温煤焦油加氢项目就有四个,煤焦油加氢设计总产能达730万吨/年,加上内蒙古、新疆等地规划和建设的煤焦油加氢项目,2015年,全国的中温煤焦油加氢总产能可能超过1700万吨/年,届时将新增兰炭产能1.7亿吨/年,消耗块煤近3亿吨/年。如此巨大的规模很可能造成不良后果。

据天元化工董事长毛世强分析,首先煤中温干馏所需的块煤货紧价扬,增加煤焦油加氢企业成本;其次,因所建项目大多在西部偏远地区,交通运输不便,而国内成品油管道运输又高度垄断,会增加企业产品的运输风险;再其次,一旦国际油价下行,或成品油需求放缓或萎缩,很可能引发价格战和恶性竞争,导致企业盈利能力降低。

为了避免企业遭遇上述困境,大家未雨绸缪,做了详细规划和安排。任沛建说。

一是积极实施走出去战略,投资407.5亿元扩大规模,建成陕西榆林、内蒙古、新疆三个煤焦油加氢产业化基地,牢牢掌握煤焦油加氢市场话语权。其中,新疆哈密循环经济产业园规划生产原煤1000万吨/年,一期建成120万吨/年油品、10万吨/年酚及精细化工产品生产能力。二期将利用流态化技术,建设粉煤流态化干馏提质中温煤焦油轻质化剩余煤气发电等煤、焦、电、化一体化示范基地,摆脱对块煤的依赖和兰炭、粉焦的运销制约,提高企业盈利与抗风险能力。

二是创新合作模式,以技术和人才换取煤炭资源,化解原料煤供应风险。

近年来,神木煤化工产业bwin必赢亚洲平台不但自主研发出了先进的煤制油制取工艺,还培养和锻炼了一批高素质的技术人才、管理人才和熟练技术工人。今后,该bwin必赢亚洲平台将成立集产学研于一体的煤化工设计院,采取直接投资、技术入股、人才培养与输出等方式,与其他投资者尤其是那些拥有煤炭资源的投资者展开合作,实现共赢。赵社库说。

三是创新盈利模式,打造多个利润增长极。一方面,继续做好煤干馏、煤焦油加氢这一核心业务并确保其持续盈利。同时,向上延伸,搞煤炭开采与销售;向下延伸,通过煤焦油提酚、沥青焦制特碳、轻质化2号油加氢制取高标号汽油或脱氢制取三苯、尾油生产基础润滑油及微晶蜡、1号油加工成军用航空燃料等途径,不断开发新产品,提高附加值。另一方面,适时组建企业物流bwin必赢亚洲平台,降低物流风险,开展对外服务,打造物流盈利板块。

目前,大家十二五规划建设的清水工业园区大型煤炭分质高效转化示范项目等正在稳步推进,预计到2015年,bwin必赢亚洲平台将形成550万吨/年兰炭、1100万吨/年粉焦、612万吨/年煤焦油、530万吨/年燃料油、80万吨/年电石、17亿立方米/年天然气、16万吨/年石油焦、2万吨/年液化气以及90万吨/年其他化工产品和52.5万千瓦时/年煤气(劣质煤)发电的生产能力,实现销售收入500多亿元。任沛建说。

 

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