3.2.1.1 我国发展煤制油产业的必要性
(1)我国能源安全战略的需要
我国是石油消费大国,国内石油资源贫乏,长期石油供应面临严重短缺,对进口石油依赖度越来越大,国家能源安全问题日益突出。
从战略高度看,我国发展煤制油产业事关国家经济和社会发展大局;发展煤制油可以优化我国的能源结构,提高煤炭的使用率,降低石油消费,从而减少对进口石油的依存度;发展煤制油可以增强中国应对国际石油风险的能力,确保中国的能源安全供应。因此,发展煤制油产业的意义重大,事关国计民生。对此,中国工程院院士李大东曾经有过“要从战略高度而不仅仅是从经济利益的角度来看待煤变油”的论述。
近年来,我国原油对外依存度大幅攀升,2017年已经达到68%,见图3-11。我国原油产量近年来持续小幅低速增长,难以满足我国石油消费需求,2017年我国原油产量持续下滑,同比下滑4.1%。2017年全年原油表观消费量为6.10 亿吨,同比增长6.0%,增速较2016年扩大0.5 个百分点,成品油表观消费量3.3 亿吨,同比增长3.5%。2017年中国原油进口量为4.2 亿吨,同比增长10.1%,创出历史记录新高。
能源是支撑中国经济发展的决定性资源。我国原油供不应求的严峻现实为我国能源安全敲响警钟,加之我国原油进口途径单一,大部分进口依赖马六甲海上通道,能源安全受地缘政治影响严重。煤炭资源代替石油产品一定程度上可以缓解我国原油供应不足的问题。如何科学合理使储量丰富的煤炭资源代替石油产品便成为关于国家能源安全和经济发展的重大课题。
图3-11 2011—2017年我国原油对外依存度
2016年12月24日,国家发改委印发《石油发展“十三五”规划》中提出:到2020年,我国石油表观消费量为5.9 亿吨,石油净进口量为3.9 亿吨,其对外依存度为66.1%。“十三五”期间,我国石油产业发展主要目标,如表3-7所示。
表3-7 “十三五”我国石油发展主要目标
(2)发挥我国煤炭资源优势
根据国土资源部发布的《中国矿产资源报告(2017)》数据显示,截至2016年底,我国煤炭预测资源量为38796 亿吨,已探明煤炭资源储量15980 亿吨。全球范围已探明煤炭资源储量占化石能源的55%,而我国煤炭占化石能源比重高达94%。我国能源赋存特点及立足国内的能源战略方针决定了未来较长一段时期内,煤炭仍将是我国重要的基础能源。
传统工艺下,经济发展所需的柴油、汽油、煤油、LPG等产品都是通过石油来提炼的,但利用煤制油技术,将我国丰富的煤炭资源转化为汽油、柴油、煤油、 LPG等产品,可以减少我国对原油的需求量,一定程度上可以缓解石油的供需矛盾。适度发展煤制油,可以有效保障我国能源供应安全,我国丰富的煤炭资源,也为煤制油产业提供了重要的资源保障。利用煤制油技术不仅可以将煤炭转化为汽油、柴油、煤油等,还可以进一步加工成航空煤油、润滑油等高端产品。
3.2.1.2 榆林市煤制油产业现状
(1)产能与规模
截至2017年底,我国已建成煤制油项目34 个,产能共计1232 万吨,主要分布在陕西、宁夏、内蒙古、新疆、山西、贵州、云南等煤炭资源丰富的地区。其中,煤直接制油和间接制油示范项目8 个,合计产能693 万吨;煤油共炼制油项目1 个,产能45 万吨;中低温煤焦油加氢制油项目11 个,合计产能286 万吨;高温煤焦油加氢制油(含蒽油加氢)项目9 个,合计产能138 万吨;甲醇制汽油项目5 个,合计产能70 万吨。
截至2017年底,榆林已建成煤间接液化、煤油共炼、煤焦油加氢等3 种典型煤制油工艺的煤制油项目9 个,总产能达到398 万吨,占全国总产能的32.3%,位列全国第二。其中,煤间接液化制油项目2 个,产能115 万吨;煤油共炼制油项目1 个,产能45 万吨;中低温煤焦油加氢制油项目7 个,产能238 万吨。
近年来,我国煤制油产业得到快速发展,一批拥有自主知识产权的煤制油新技术在榆林得以应用,陕西未来能源化工公司建成全球首套百万吨级煤间接液化制油项目,技术装备水平国际领先;延长集团建成全球首套45 万吨煤油共炼示范项目,开创了煤制油新的技术路线;具有陕西特色的煤焦油加氢制油路线被称为“榆林版煤制油”。这些煤制油项目的建成投产,标志着榆林在煤炭深度转化和落实国家能源替代战略方面走在了全国的前列,其项目见表3-8。
表3-8 榆林市已投产运行的煤制油项目
(2)技术与装备
榆林煤制油企业经过多年积极探索研发,多项关键技术取得重大突破,目前已形成以下3 条成熟的工艺技术路线。
①煤间接液化(费托合成)制油技术。煤间接液化(费托合成)制油技术是目前国内煤制油领域的主流技术。该技术将煤先气化为氢气和一氧化碳(H2+CO)的合成气,再在催化剂作用下,经费托合成生成油品和化学品。该技术具有设备国产化率高、技术成熟、运行稳定、煤种宽泛、油品质量高的特点。(www.zuozong.com)
陕西未来能源公司百万吨级煤间接液化低温费托合成制油项目,核心技术由兖矿集团自主研发,与国内外同类技术相比,吨油品催化剂消耗低、碳转化率高、柴油选择性高、柴油收率高,费托合成反应器是同类直径反应器产能的1.5 倍,操作稳定性好、产能高,为国内之最。项目利用生产尾气(废气)进行燃气轮机发电,实现热电联供。项目具有综合能源利用效率高、吨油品煤耗低、吨标准煤耗水低、水的重复利用率高、吨油品二氧化碳排放量低的特点,各项技术指标达到世界领先水平。
②煤油共炼制油技术。延长集团在榆林靖边建成首个45 万吨/年煤油共炼制油示范项目。该技术采用炼油厂渣油与煤进行混合,制成油煤浆,然后在专用催化剂作用下,通过加氢合成反应共炼,制取柴油和石脑油。该技术经中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定认为:该技术创新性强,总体处于世界领先水平。
③煤焦油加氢制油技术。中低温煤焦油加氢制油技术,是榆林市兰炭企业通过多年探索开发的具有地方特色的国内独创的煤制油技术,被称为“榆林版煤制油技术”。该技术是将煤焦油改质生成柴油馏分、石脑油及液化石油气等产品,具有投资低、水耗少、能耗低、排放低等特点。
陕煤化集团天元公司50 万吨煤焦油加氢制油项目,经中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定认为:该项目研发的煤焦油延迟焦化、轻质焦化油加氢技术达到国内领先水平,项目投产以来运行稳定,取得良好经济效益。陕煤化集团神木富油公司全馏分加氢工艺(FTH)产品收率达到98.3%,解决了煤焦油中沥青质、胶质难以加氢转化的世界性难题,经中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定认为:该技术“系世界首创,居领先水平”,该公司12 万吨煤焦油加氢制油项目投产以来,运行安全平稳,经济效益良好。
3.2.1.3 发展目标
以创新发展为主题,以推动榆林煤制油产业转型升级为主线,以做大总量、调优结构、延伸融合、集聚集约发展为主攻方向,坚定不移做优做强榆林煤制油产业,遵循向高端精细化产业延伸,“以化为主、油化并举”的发展思路。在煤制油产业发展过程中要坚持“稳中求进”的总基调,实现榆林煤制油产业的“超越式”发展。
煤制油产业应强化创新对煤制油产业发展的支撑作用,围绕产业链部署创新链,围绕创新链延伸产业链,激发政产学研用各类创新主体的活力,瞄准煤制油产业发展的新技术、新业态、新模式,着力突破重点领域、关键环节和核心技术等制约“瓶颈”,抢占未来煤制油产业发展制高点。
根据2017年陕西省工信厅发布的《陕西省原材料工业“十三五”发展规划(2016—2020)》,提出陕西省煤制油产业发展目标如下:
①产业链规模:2020年,煤制油产业链总产值达到500 亿元,是2015年产值50 亿元的10 倍,年均增长58.5%,其中上游煤制燃料油产值400 亿元,下游深加工产业链产品产值100 亿元。
②产品链规模:到2020年,上游煤制油品产能力争达到800 万吨,是2015年340 万吨的2.4 倍,年均增长18.7%,可转化煤炭约5000 万吨,用水需求约5000万吨。中下游以煤制油生产过程中的产品、中间产物、副产物为原料,生产产业链高附加值精细有机化工产品产能达到100 万吨。
陕西煤制油产业发展的主要区域在榆林,因此该发展目标主要针对榆林煤制油产业链、产品链规模进行统筹布局。
3.2.1.4 重点项目
在保持榆林市现有煤制油产能优势的基础上,加快推进多个煤制油重点项目建设,继续保持煤制油产业的全国产能领先优势,为煤制油下游高端精细化学品产业的发展提供优质原料保障。
榆林“十三五”期间煤制油产业规划建设重点项目有:
①陕西未来能源榆林煤间接液化一期后续工程400 万吨/年煤间接液化项目,将采用上海兖矿能源科技研发有限公司自主开发的大型高温与低温费托合成多联产技术,装置包括:200 万吨/年高温费托合成示范装置及200 万吨/年低温费托合成联产装置。该项目总投资估算为777.58 亿元。该项目已列入国家发改委、能源局《能源发展“十三五”规划》煤炭深加工建设重点项目和国家能源局《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》示范项目。
②陕煤集团神木富油能源科技有限公司50 万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目,总投资23 亿元,占地420 亩,建成后年可实现销售收入38 亿元,年均利税14.3 亿元。该项目入选国家发改委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》工业化示范项目和国家能源局《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》示范项目。
③陕煤集团神木天元化工公司660 万吨粉煤资源洁净化分质利用制66 万吨焦油加氢制油项目,总投资为62.6 亿元,建成后年可实现销售收入36 亿元,利税10 亿元。
④陕西精益化工有限公司煤焦油深加工多联产综合利用项目,总投资47 亿元,煤焦油加氢装置规模为50 万吨/年,项目建成后可实现销售收入34.2 亿元,利税总额11.6 亿元。该项目已列入工信部、国家开发银行绿色信贷项目。
⑤榆林红石化工有限公司6 万吨/年煤基合成蜡项目,位于榆林高新区精细化工园区,总投资1 亿元,该项目对煤间接制油产业重质烷烃馏分进一步深加工,生产高附加值的费托洁净蜡和特种蜡产品,预计年实现产值4 亿元,利税1 亿元。
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