煤制油：保障國家能源安全的“殺手锏”

　　“平時能活，急時保供”。這是新時代賦予煤制油產(chǎn)業(yè)的新使命。今年4月以來，《中國化工報》記者先后對我國自主開發(fā)的高溫漿態(tài)床煤間接液化合成油成套技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和升級示范路徑選擇，進(jìn)行了深入的現(xiàn)場調(diào)研。調(diào)研注意到，該技術(shù)在完成百萬噸級商業(yè)示范后，正加快全面進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展的升級示范新階段，將在更高層次上，在關(guān)鍵時刻為保障國家能源安全貢獻(xiàn)力量。

　　建功新時代  煤制油是現(xiàn)代煤化工集大成者

　　中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會副會長傅向升在出席8月22日于太原舉辦的零碳工業(yè)企業(yè)/園區(qū)規(guī)劃與實(shí)施高級研修班時談到，中國的資源稟賦主要是“多煤缺油少氣”。近20年來，我國原油和天然氣對外依存度持續(xù)攀升，“十三五”時期國家從能源安全戰(zhàn)略出發(fā)，立足國情開展了現(xiàn)代煤化工的產(chǎn)業(yè)化示范，重點(diǎn)在西北煤炭資源豐富的地區(qū)布局了四大現(xiàn)代化煤化工示范基地，重點(diǎn)開展了煤制油等產(chǎn)品系列的產(chǎn)業(yè)化升級示范。期間，我國煤制油百萬噸級商業(yè)示范取得了重大進(jìn)展和重要成果。

　　傅向升介紹說，目前我國煤制油已實(shí)現(xiàn)100萬噸/年直接法和400萬噸/年間接法的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，并掌握了100萬噸/年高溫流化床費(fèi)托合成技術(shù)，不僅獲得了清潔的汽油、柴油，還試制成功高密度航空煤油、軍用柴油、火箭煤油等特種合成油品。煤制油系列產(chǎn)品方面，我國通過產(chǎn)業(yè)化升級示范，已掌握核心技術(shù)、催化劑、工程化設(shè)計、核心設(shè)備制造以及智能化控制系統(tǒng)等全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)。

　　傅向升表示，中國煤制油產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)，并成為世界矚目和全球化工同行高度關(guān)注的一個領(lǐng)域。截至2022年年底，我國煤制油投產(chǎn)項目累計完成投資約1280億元，煤制油年總產(chǎn)能823萬噸，年產(chǎn)量732.8萬噸，產(chǎn)能利用率達(dá)89%，比上年提升6.4個百分點(diǎn)，全年營業(yè)收入合計512.8億元，利潤達(dá)到71.7億元。

　　傅向升強(qiáng)調(diào)，“十三五”期間，煤制油產(chǎn)業(yè)通過百萬噸級商業(yè)示范，積累了非常寶貴的工程化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，為我國深化能源革命、強(qiáng)化能源安全戰(zhàn)略以及煤化工與石油化工的互補(bǔ)與協(xié)同發(fā)展積累了經(jīng)驗。

　　據(jù)了解，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所及其轉(zhuǎn)化平臺中科合成油技術(shù)股份有限公司李永旺團(tuán)隊開發(fā)的高溫漿態(tài)床煤間接液化合成油技術(shù)是目前我國煤制油領(lǐng)域應(yīng)用的主流先進(jìn)技術(shù)之一。

　　中科合成油技術(shù)股份有限公司常務(wù)副總裁楊勇介紹，該技術(shù)歷經(jīng)1997~2000年實(shí)驗室、2000~2008年中試、2009~2018年16萬噸級工業(yè)示范、2013~2018年百萬噸級商業(yè)示范以及2018年至今的500萬噸級以上的升級商業(yè)示范階段。采用該技術(shù)，2016年建成投產(chǎn)全球單體規(guī)模最大的國家能源寧煤400萬噸/年煤間接液化裝置，2017年建成投產(chǎn)內(nèi)蒙古伊泰杭錦旗120萬噸/年煤制精細(xì)化學(xué)品裝置和山西潞安100萬噸/年煤間接液化裝置。這3個百萬噸級煤間接液化裝置經(jīng)歷了國際油價暴跌暴漲的考驗，一直連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，工藝技術(shù)日臻完善。2022年全年，國家能源寧煤煤制油裝置運(yùn)行負(fù)荷達(dá)100%~105%，內(nèi)蒙古伊泰杭錦旗煤制精細(xì)化學(xué)品裝置運(yùn)行負(fù)荷達(dá)110%，山西潞安煤間接液化裝置運(yùn)行負(fù)荷達(dá)90%~100%，利潤也高于全行業(yè)平均水平。這證明我國已完全掌握了成熟可靠、先進(jìn)高效、世界領(lǐng)先的百萬噸級煤炭間接液化工業(yè)技術(shù)，也奠定了我國煤制油產(chǎn)業(yè)的人才、技術(shù)、配套、運(yùn)營等的扎實(shí)基礎(chǔ)，形成了一體化高效運(yùn)行機(jī)制和模式。

　　國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該公司建設(shè)的400萬噸/年煤間接液化裝置與國外同類技術(shù)對比，在各類消耗、能效和產(chǎn)油能力上具有明顯優(yōu)勢。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，2022年產(chǎn)量達(dá)434.78萬噸；噸油品煤耗3.4噸標(biāo)煤、水耗6噸，優(yōu)于國家先進(jìn)值；單位產(chǎn)品綜合能耗2噸標(biāo)煤，能源轉(zhuǎn)化效率43.57%，優(yōu)于國家基準(zhǔn)值；CO總轉(zhuǎn)化率97%，有效氣總轉(zhuǎn)化率達(dá)92%，CH？選擇性小于3wt%，C？+選擇性大于96wt%，CO？選擇性低于16mol%。

　　山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司黨委書記、董事長張衛(wèi)國表示，該公司煤制油項目2022年實(shí)現(xiàn)了“四高一低”的歷史性突破：一“高”即產(chǎn)量高，達(dá)到100.27萬噸；二“高”即售價高，實(shí)現(xiàn)油品均價6653元/噸；三“高”即營業(yè)收入高，突破69.5億元；四“高”即利潤創(chuàng)投產(chǎn)以來新高，比2021年實(shí)際實(shí)現(xiàn)減虧超20億元；一“低”即消耗低，噸油耗標(biāo)煤、電、水均創(chuàng)歷史最優(yōu)，部分指標(biāo)達(dá)到行業(yè)先進(jìn)值。

　　內(nèi)蒙古伊泰化工有限責(zé)任公司董事長劉萬洲介紹，該公司120萬噸/年精細(xì)化學(xué)品項目的噸產(chǎn)品綜合能耗1.98噸標(biāo)煤，其中噸產(chǎn)品煤耗3.48噸標(biāo)煤、水耗5.12噸；能源轉(zhuǎn)化效率43.85%；廢水實(shí)現(xiàn)零排放。

　　整體來看，我國煤制油圓滿并超額完成“十三五”百萬噸級商業(yè)示范任務(wù)。

　　勇闖新賽道  創(chuàng)新是未來發(fā)展最關(guān)鍵因素

　　能源安全，關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的全局。2022年以來，全球疫情跌宕反復(fù)、俄烏沖突不斷升級，給國際能源生產(chǎn)和消費(fèi)帶來了巨大沖擊。站在國家層面，能源安全呼喚煤制油項目，升級版的煤制油產(chǎn)業(yè)將托起中國能源強(qiáng)國夢想。

　　傅向升強(qiáng)調(diào)，黨的二十大報告指出，我國發(fā)展進(jìn)入戰(zhàn)略機(jī)遇和風(fēng)險挑戰(zhàn)并存、不確定難預(yù)料因素增多的時期，我們必須增強(qiáng)憂患意識，堅持底線思維，做到居安思危、未雨綢繆。站在新的起點(diǎn)，創(chuàng)新是煤制油未來發(fā)展最關(guān)鍵的因素。下一步，要加大創(chuàng)新力度、強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新，主要聚焦在大型先進(jìn)煤氣化技術(shù)和氣化爐的開發(fā)，高端煤制化學(xué)品、特種油品的研發(fā)，大型化核心反應(yīng)器及其關(guān)鍵儀表、泵閥的技術(shù)攻關(guān)，掌握單臺日處理煤5000噸超大型水煤漿氣化爐、80萬噸/年費(fèi)托合成反應(yīng)器等核心設(shè)備的大型化。

　　傅向升最后強(qiáng)調(diào)，費(fèi)托合成的核心技術(shù)和關(guān)鍵催化劑也需要持續(xù)創(chuàng)新。如果通過反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和關(guān)鍵催化劑及其助催化劑的創(chuàng)新，并熟練掌握不同反應(yīng)條件，可以連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)直鏈烷烴和環(huán)烷烴為主的油品，關(guān)鍵時刻直鏈烷烴可以用作下游烯烴產(chǎn)業(yè)鏈的原料，而環(huán)烷烴可以用作下游芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的原料。如果通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了這樣的設(shè)想，并掌握了連續(xù)穩(wěn)定的核心技術(shù)，不但關(guān)鍵時刻可以保障國家能源安全，而且也可以為拓展下游石化產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造條件。

　　石化聯(lián)合會煤化工專委會副秘書長王秀江認(rèn)為，煤制油企業(yè)未來高質(zhì)量發(fā)展，不僅要練好內(nèi)功，還要繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級示范，延伸產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)新材料、高端化學(xué)品。這樣才能保證特殊的時候供油，平時多供高端化學(xué)品，兼顧經(jīng)濟(jì)性。

　　“平時能活，急時保供”。這是新時代賦予煤制油產(chǎn)業(yè)的新使命。記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煤制油企業(yè)正按照“平急結(jié)合、宜油則油、宜化則化”的總原則，在新的賽道上勇闖新難關(guān)。

　　未來，國家能源寧煤公司將從五方面著手創(chuàng)建世界一流煤化企業(yè)。一是提升煤制油運(yùn)行水平，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)差異化高端化清潔燃料和化工品。二是提升創(chuàng)新能力，加大煤化工關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)。三是提升價值創(chuàng)造，聚焦高端化差異化精細(xì)化，加快推進(jìn)α-烯烴、油蠟、烯烴高端材料、催化劑四條鏈優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。四是貫徹碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略部署，推進(jìn)能源清潔低碳安全高效利用提質(zhì)提效。五是探索新能源制氫與煤制油化工產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展。

　　潞安化工將著力構(gòu)建以“強(qiáng)煤、優(yōu)化、育新”為特征的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，堅持走好高端化、多元化、低碳化路徑，立足構(gòu)建煤制油產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，拓展高端精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域，重點(diǎn)突出Ⅲ類+潤滑油基礎(chǔ)油優(yōu)勢，延伸產(chǎn)品價值鏈，培育和增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。

　　內(nèi)蒙古伊泰化工將圍繞產(chǎn)業(yè)鏈的延鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈，引進(jìn)安德力30萬噸/年烷基苯項目、伊諾2萬噸/年高碳醇項目、天津聯(lián)博20萬噸/年食品級CO？加工項目，形成產(chǎn)業(yè)集群；積極探索合成氣綜合利用制含氧化合物、α-烯烴提取、烷烴裂解、潤滑油基礎(chǔ)油加氫制備以及與風(fēng)光新能源制氫產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳和高質(zhì)量發(fā)展。

　　關(guān)鍵核心技術(shù)的高峰，煤制油人也一直在攀登。

　　據(jù)記者了解，在不斷總結(jié)和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，李永旺團(tuán)隊開發(fā)出費(fèi)托重?zé)N流化裂化芳構(gòu)化(FCA)生產(chǎn)超清潔汽油新技術(shù)。該技術(shù)已完成4000噸/年中試，結(jié)合開發(fā)的費(fèi)托柴油加工和焦油加工生產(chǎn)煤基柴油和航油技術(shù)、費(fèi)托輕烴與甲醇耦合裂解制烯烴(FCO)和超清潔汽油技術(shù)以及C？高端化學(xué)品加工技術(shù)等，形成了煤間接液化合成油的汽油—柴油—液化天然氣(LNG)—化學(xué)品多元產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)方案，即煤高效液化制油品—化學(xué)品動態(tài)聯(lián)產(chǎn)技術(shù)(以下簡稱油化動聯(lián)技術(shù))。這一技術(shù)方案在國家急需時以油為主，平時油化兼顧聯(lián)產(chǎn)，保障煤制油裝置運(yùn)行的可持續(xù)性。

　　正規(guī)劃的油化動聯(lián)技術(shù)項目，是中科合成油聯(lián)合陜西延長石油、陜西榆林能源集團(tuán)等啟動的500萬噸/年油品聯(lián)產(chǎn)100萬噸/年LNG及高端化學(xué)品和碳基新材料的煤炭間接液化綜合一體化升級示范項目。該項目既可生產(chǎn)汽油、柴油、煤基特種油品、LNG等，也可延伸生產(chǎn)乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、1，4-丁二醇(BDO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等系列高端化學(xué)品和新材料。該項目位于陜西榆林煤化工基地，總投資約1000億元，年轉(zhuǎn)化煤炭約3000萬噸，預(yù)計噸產(chǎn)品綜合能耗降至1.52噸標(biāo)煤左右、水耗降至4噸左右，單位產(chǎn)品總煤耗降至3.04噸標(biāo)煤左右，整體能效將提升至49%~51%，單位產(chǎn)品CO？排放量下降至5.52噸左右，相比已運(yùn)行的百萬噸級煤間接液化裝置，CO？排放量將進(jìn)一步降低20%左右。該項目可以在國家急需時將聯(lián)產(chǎn)模式靈活切換到油品生產(chǎn)最大化的模式。

　　當(dāng)前，除油化動聯(lián)技術(shù)外，還有低階煤分級液化合成油技術(shù)和煤制油碳循環(huán)利用技術(shù)，正集聚力量進(jìn)行攻關(guān)。

　　據(jù)記者調(diào)研，針對占全國煤炭資源儲量57%的低階煤利用問題，李永旺團(tuán)隊提出了一種兼具煤直接液化和間接液化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)工藝反應(yīng)條件更為溫和的煤分級液化合成油新工藝。該技術(shù)結(jié)合了液化殘渣氣化和高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝技術(shù)，已形成了新疆哈密200萬噸/年煤分級液化技術(shù)方案，推算整體能效可達(dá)53%~55%。目前新疆等地正在推進(jìn)這一更為先進(jìn)的清潔、高效、低碳化的新一代煤制油技術(shù)。

　　再鑄新輝煌  統(tǒng)籌加快煤制油升級示范步伐

　　中國工程院院士謝克昌認(rèn)為，要穩(wěn)步推進(jìn)煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展，項目建設(shè)只有在規(guī)模條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效能和環(huán)保性能才能得到充分體現(xiàn)；要積極推進(jìn)煤制油產(chǎn)業(yè)大型化、園區(qū)化和基地化發(fā)展，結(jié)合資源稟賦，穩(wěn)步有序推進(jìn)大型煤制油氣基地建設(shè)。

　　王秀江指出，國家對煤制油大型化升級示范的要求，是要提高效率、降低能耗水耗、減少排放等。國家對煤制油的發(fā)展導(dǎo)向，是總量控制，不宜大規(guī)模發(fā)展，但要保留一定的產(chǎn)能，目前是將近千萬噸，未來還有一定空間，要以國家規(guī)劃的五個煤制油氣基地為基準(zhǔn)。

　　而各企業(yè)“勇闖新賽道”“平急結(jié)合宜油則油宜化則化”的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)升級示范的新路徑，讓人們看到了未來我國煤制油產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新希望。

　　對于未來煤制油產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方向，專家們主要提出了以下建議。

　　一是加快布局建設(shè)千萬噸級煤制油氣戰(zhàn)略基地。

　　近中期要著力高質(zhì)量、低碳化發(fā)展煤制油氣產(chǎn)業(yè)，加快布局建設(shè)千萬噸級煤制油氣戰(zhàn)略基地，即大型集成、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、可復(fù)制的500萬噸級、1000萬噸級系列煤炭間接液化合成油成套工藝技術(shù)與大型裝備技術(shù)，進(jìn)一步提升煤炭間接液化合成油系統(tǒng)能量利用效率，降低煤耗、水耗、污染物和二氧化碳排放，具備在應(yīng)急狀況下相當(dāng)規(guī)模的煤制油氣產(chǎn)能儲備與釋放能力，起到保障國家能源供給安全的關(guān)鍵作用。

　　二是統(tǒng)籌推進(jìn)加快煤制油升級示范步伐。

　　在產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級示范方面，要加快油化動聯(lián)技術(shù)、低階煤分級液化合成油技術(shù)、煤制油碳循環(huán)利用技術(shù)等的推廣應(yīng)用。

　　在產(chǎn)業(yè)升級示范方面，將煤制油產(chǎn)業(yè)真正上升為國家戰(zhàn)略，推進(jìn)煤制油產(chǎn)業(yè)升級示范。煤制油產(chǎn)業(yè)是技術(shù)高度密集型產(chǎn)業(yè)，需要眾多單位主體的共同參與，組織機(jī)構(gòu)較為龐大，協(xié)調(diào)管理和應(yīng)急預(yù)案存在短板。因此，需探索組建統(tǒng)一高效的產(chǎn)業(yè)實(shí)施主體，鼓勵國有企業(yè)、民營企業(yè)、混改企業(yè)投資煤制油氣產(chǎn)業(yè)。具體以國家能源、中科合成油、潞安化工、伊泰集團(tuán)等班底為基礎(chǔ)，成立全國性、專業(yè)性的中國煤制油公司，將煤制油項目納入國家能源安全儲備體系，從統(tǒng)一規(guī)劃、組織人事、設(shè)計制造、資金政策、體制機(jī)制等方面獲得國家全方位支持，經(jīng)過充分論證，統(tǒng)籌規(guī)劃，選擇最佳的產(chǎn)地、區(qū)域，走區(qū)域融合的道路，走煤—油—化綜合一體化道路，走各種所有制聯(lián)合推進(jìn)之路，推動煤制油產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?、園區(qū)化發(fā)展，多快好省地推進(jìn)煤制油產(chǎn)業(yè)升級示范，以煤制油產(chǎn)業(yè)的不斷現(xiàn)代化，加快推進(jìn)能源安全保障體系現(xiàn)代化。

　　在資源保障方面，煤炭資源的配備是項目實(shí)施的前提?，F(xiàn)階段煤價仍然處于高位，從保障國家能源安全角度出發(fā)，希望國家為新建項目直接配煤，做到煤—油—化一體化，保證項目的持續(xù)競爭力。同時，項目需要配套足量水、土地等資源，使企業(yè)有米可炊，無后顧之憂，一門心思以高端化、多元化、低碳化為方向，搞技術(shù)開發(fā)、項目建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營等。

　　在提前規(guī)劃方面，煤制油氣大型基地建設(shè)與大型項目建設(shè)宜提前規(guī)劃，預(yù)留足夠的煤炭資源，早作部署，考慮設(shè)計方案需要2年周期，項目建設(shè)需要3年周期，在充分論證與提前預(yù)估的基礎(chǔ)上，做好建設(shè)預(yù)案與建設(shè)準(zhǔn)備，以保障應(yīng)急狀態(tài)時的戰(zhàn)略需求。（閆俊榮）

　　轉(zhuǎn)自：中國化工報

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