國內(nèi)首個煤油共煉項目開車運行在即，此前停留在實驗室的工藝路線之爭，正轉移到這個備受矚目的工業(yè)項目上來。

 

   隨國家能源局政策松動，國內(nèi)正掀起一股總產(chǎn)能達千萬噸級的煤制油熱潮。但煤制油兩大技術路線，煤間接液化制油正在這波熱潮中獲得統(tǒng)治性的地位。目前在建的煤制油新項目中，全部采用煤間接液化技術。

 

   自神華集團于10年前開建百萬噸級煤直接液化項目后，國內(nèi)再未有新上馬的直接液化項目。煤直接液化具有能效高、流程短等優(yōu)點，但受制于較苛刻的反應條件及較高的操作難度，國內(nèi)鮮有企業(yè)敢再嘗試這一技術路線，且由于受到政策制約，目前尚未有第二家企業(yè)獲批準建設煤直接液化項目。

 

   但數(shù)年之前，煤油共煉技術以煤直接液化的改良型技術面目出現(xiàn)，逐漸引起業(yè)內(nèi)的關注。煤油共煉結合了煤直接液化和重油加工兩條技術，降低了煤直接液化的操作難度、且并行加工重油，最終獲得成品油。

 

   目前國內(nèi)首個煤油共煉項目即將開車運行，同時亦有相當數(shù)量的企業(yè)正考慮新建煤油共煉項目。但在理論上具有更高能效、油收率的煤油共煉技術，仍需等待工業(yè)項目實際運行的檢驗。其相關的不同工藝路線，亦有待實踐來證明彼此優(yōu)劣。

 

 

   延長石油煤油共煉項目位于陜西榆林靖邊縣，毗鄰延長所屬的榆林煉油廠。11月11日，項目迎來開車前最后一次內(nèi)部驗收。12日，則是開車前領導小組會議，會上將再一次細致討論項目目前的狀況，并最終確定開車具體日期。

 

 

   該項目占地逾200畝，距榆林煉油廠僅有數(shù)公里遠，項目除利用延長下屬煉化公司（榆煉為煉化公司下屬煉油廠之一）的催化油漿外，還共用榆煉的水、電氣等公用設施。該項目規(guī)劃利用45萬噸油煤漿（目標22.5萬煤，22.5萬噸催化油漿），經(jīng)加氫處理后，生產(chǎn)出逾33萬噸的合格油品（含柴油、石腦油、干氣等），反應后的殘渣進行固化處理。

 

   2011年6月，延長石油與美國KBR公司合作成立了延長石油凱洛格技術公司，進行輕油流化床催化裂化制烯烴、懸浮床煤焦油加氫、煤油共煉等重大科技攻關項目的工程化開發(fā)。事實上，煤油共煉項目正是延長石油與KBR合作的產(chǎn)物。延長石油與KBR合作開發(fā)出具有共有知識產(chǎn)權的煤油共煉技術后，即于2012年投資建設了該項目。

 

   由于共用了榆林煉油廠水、電、氣等公用工程，該項目投資額尚不足20億元。不過據(jù)延長石油總經(jīng)理助理李大鵬透露，如果系列設施全部自建，項目總投資約在25億元，“噸油投資成本在7500元。”

 

   該項目利用榆林當?shù)氐牡碗A煤，研磨成極細的煤粉，與榆煉經(jīng)催化裂化后產(chǎn)生的催化油漿相混合，經(jīng)煤漿泵調(diào)整參數(shù)后，進入懸浮床加氫裝置反應后，再切割餾分進入固定床加氫裝置，最終生產(chǎn)出合格油品。

 

   延長石油曾選送不同煤樣分別在美國休斯敦實驗室和BP（芝加哥）全球實驗室進行了3次累計50余組樣試，煤和渣油的轉化率均超過90%，這一數(shù)據(jù)遠高于煤單獨液化和重油單獨加氫裂化的轉化率；液體收率（含柴油及石腦油）大幅提升至70%以上。

 

   2013年，延長集團還自己投資興建了一套煤油共煉裝置，隸屬于集團下屬的碳氫高效利用技術研究中心。“這個裝置的規(guī)模是日處理1桶油，目的是為了試驗和進一步完善、開發(fā)技術。”李大鵬說。

 

   據(jù)了解，該裝置是以油為基準，逐漸提高煤所占的比例。該研究中心一名人士介紹，裝置運行煤炭所占油煤漿比例最高可達47%，“其中煤占45%比例時，曾平穩(wěn)運行超過了5天。”但考慮到工業(yè)示范項目放大的風險，項目開車運行后，將起自低點逐步提高煤所占比例，“從5%比例開始，最終目標是達到煤與油1:1的比例。”上述人士介紹。

 

   據(jù)了解，煤油共煉所采用的煤須為高活躍性、低灰分的煤種，配混油可選擇催化油漿、減壓柴油、煤焦油等。延長煤油共煉項目設計時，即配套采用煉化公司生產(chǎn)的催化油漿。“供給還不夠，還需外購一部分。”李大鵬說。

 

   盡管煤油共煉可選擇多種重油，但目前重油在國內(nèi)普遍均上馬有加工裝置，這限制了煤油共煉所需油的供給。延長下屬煉化公司所供給的催化油漿，為煉廠渣油催化裂化后剩余難以處理的油漿，數(shù)量有限。“催化油漿大約只占煉油規(guī)模的3%左右。”榆煉一位人士介紹。

 

   有鑒于此，對延長石油來說。煤油共煉只是集團試水的第一步，目的在于探索工程化經(jīng)驗，最終目的還在于煤直接液化。“我們在利用自己的試驗裝置開發(fā)煤直接液化技術，如果煤油共煉項目開車后運行順利，下一步將投資百萬噸煤直接液化項目。”李大鵬說。

   改進技術

 

   神華百萬噸煤直接液化項目是世界上首個直接液化工業(yè)項目，去年以來，已實現(xiàn)了長周期平穩(wěn)運行，由于溶劑加氫裝置初始設計過小，目前尚未達到設計產(chǎn)能。據(jù)了解，這一問題將在規(guī)劃中的二、三條直接液化生產(chǎn)線中補足，截至神華煤直接液化項目總產(chǎn)能將達400萬噸（含70萬噸十六烷值改進裝置）。

 

   在一位業(yè)內(nèi)專家看來，以神華直接液化項目為范本，煤直接液化技術上還有不盡合理之處。煤直接液化原理為在高溫高壓下，煤經(jīng)起始油漿進行加氫反應，逐步裂解，形成煤液化粗油，粗油經(jīng)加氫穩(wěn)定后，分離為輕質油和循環(huán)溶劑，輕質油經(jīng)成熟的煉油工藝可進一步精制成汽柴油等。循環(huán)溶劑和煤粉配制成油煤漿后，返回到反應器中，作為供氫溶劑繼續(xù)加氫反應。“煤直接液化的問題在于，返回的循環(huán)溶劑并不足夠，需要再返回一定規(guī)模的柴油餾分。”上述專家認為，柴油餾分直接就可以精制成品油了，再返回進行一遍反應，并不合理。此外，柴油裂化會產(chǎn)生一定量氣體，降低油收率，并造成循環(huán)溶劑的輕質化。

 

   由此，另一種思路應運而生。在利用煤直接液化后產(chǎn)生的循環(huán)溶劑外，在前段再加入一部分外來的油料，補足煤加氫反應所需的溶劑，最終提高整體的能效和油收率，進而也提高經(jīng)濟性，這即是煤油共煉由來，與煤直接液化技術份屬同源。

 

   煤油共煉技術關鍵在于，由于是煤與油漿混合進行加氫反應，煤與油漿的協(xié)調(diào)性是重點，以及輔助煤與油漿進行加氫的催化劑的催化效果。“這需要試驗得到關鍵的參數(shù)，才能協(xié)調(diào)好煤與油漿，進而使煤油共煉項目平穩(wěn)運行。”上述專家解釋。

 

   在該專家看來，將煤直接液化油收率與煤油共煉油收率直接比較并不公平。“煤油共煉的新鮮進料中50%是煤50%本身就是油，而直接液化的新鮮進料100%為煤，所以最后油收率肯定要高。”該專家認為，煤油共煉與煤直接液化的設備與工藝流程大同小異，投資成本也相當，“只是通過煤油共煉，可以省掉一套重油加工裝置的建設，因此經(jīng)濟效益要優(yōu)于煤直接液化”。

 

 

   煤油共煉相對于煤直接液化的另一好處在于，通過利用外部油料，可以降低煤直接液化內(nèi)部溶劑短缺的失衡風險，進而大大提高了裝置操作的平穩(wěn)度，降低了操作難度。

 

   盡管煤油共煉原則上要求反應活潑、低灰分的煤種，與結構主要為多環(huán)芳烴的重質油，但事實上這兩種原料在國內(nèi)均有廣泛的供給。“關鍵在于煤與油的協(xié)同性，以及在催化劑作用下盡可能充分的反應，這需要同時兼顧煤和油料加氫裂化的反應特性和條件，這是最重要的也是最難解決的。”上述專家稱。

 

   此外，煤油共煉配煤油料選擇石油基油料如煉廠渣油等，相對煤直接液化來說，可解決產(chǎn)品油十六烷值偏低的問題。但如配煤油料選擇煤基油料如煤焦油，產(chǎn)出油品十六烷值仍偏低。有鑒于此，有專家建議，煤油共煉應依托煉廠來建設，一可以解決配煤油料的來源，其次產(chǎn)出的成品油，可以與煉廠煉制出的油品進行調(diào)和，解決十六烷值偏低的問題。“或像神華煤直接液化廠一樣，配套十六烷值改進劑裝置，這個方式投資成本相對要高一些。”

   工藝之爭

 

   延長煤油共煉項目采用的是延長與美國公司KBR合作開發(fā)的技術。目前延長和KBR合作，落地項目除煤油共煉項目外，還有同在榆林，由延長下屬安源化工投資建設的50萬噸煤焦油加氫裝置。

 

   KBR公司技術最早可追溯至上世紀50年代，由德國Veba石油公司開發(fā)出煤直接液化技術，并相繼建立了中試及工業(yè)裝置。2002年英國BP石油公司收購Veba公司，并對這一技術進行改進。此后BP公司與KBR公司合作，借力對方的工程化經(jīng)驗，完善煤油共煉技術并在推廣，隨后加入延長石油集團，三方共有煤油共煉技術知識產(chǎn)權。

 

   但目前在國內(nèi)，除同樣起源Veba公司的個別分支外，國內(nèi)另一家最主要的煤油共煉技術提供商是煤科總院下屬的液化所。上世紀80年代，液化所即開始煤直接液化的研究，并參與到神華直接液化工藝的工程化開發(fā)。此后，現(xiàn)任液化所所長張曉靜與下屬團隊，對直接液化技術進行進一步改進，形成了第二代煤直接液化工藝及衍生的煤油共煉工藝、煤焦油加氫工藝等。

 

   2012年年底，延長石油曾與液化所有過接洽，意在利用液化所自有的日處理煤量0.1噸的煤直接液化實驗裝置，運行并進一步完善KBR煤油共煉技術。最終因費用未能談攏，未能實現(xiàn)合作，此后延長石油自己建設了一套試驗裝置。延長石油一名內(nèi)部人士透露，液化所要價太高，致使未能達成協(xié)議。但在張曉靜看來，液化所煤油共煉技術脫胎于神華煤直接液化技術，背后有神華百萬噸煤直接液化示范裝置的實踐支撐，液化所經(jīng)歷了多年的研究經(jīng)驗，且具備工程化經(jīng)驗，非外來技術可比，因此具備足夠價值支撐更高的價格。

 

   但據(jù)張曉靜透露，更大的原因在于，延長石油早前已經(jīng)與KBR簽署了技術協(xié)議，如果液化所參與合作，將存在外來技術與本土技術的知識產(chǎn)權無法劃分的問題。

 

   張曉靜非常自信，認為液化所的技術是目前煤直接液化最先進的技術（煤油共煉為煤直接液化衍生技術），而且液化所一直在與國外機構合作，目前仍在和俄羅斯科學院石油化學合成研究所 、美國亞申科技等國外公司或研究院進行煤液化、煤油共煉工藝和催化劑技術的合作開發(fā)和優(yōu)化。

 

   但在煤油共煉技術落地方面，KBR先行一步，與延長合作的煤油共煉項目開車在即。液化所目前亦在給國內(nèi)外數(shù)個項目做可行性研究報告，其中就有煤油共煉項目。盡管動作慢于KBR，但液化所并不擔心，其一名內(nèi)部人士稱，對延長煤油共煉項目的設計、工藝均持保留態(tài)度，需觀察其實際運行狀況。

 

   在一名液化所人士看來，與外部的競爭相比，更大的阻力來自體制的制約。液化所隸屬于央企中煤科工集團下屬煤科總院下屬的煤化工分院的下屬研究所，而國有企業(yè)對技術管理均有相應的制度。“目前我們只能做技術許可和工藝包許可，很難實現(xiàn)其他合作方式。”上述人士稱，正是這一體制的制約，液化所的技術工業(yè)化進程推進緩慢。

 

   上述人士認為，要加速推動技術落地，必須改革制度，放寬管制，吸納各方面力量迅速擴大應用，以在競爭中獲得優(yōu)勢地位。“就目前看來，成立一個公司成立一個專門的公司來推廣這些技術是最好的。”該人士稱。