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悬浮床技术为煤化工解大忧

发布者:公司企划部  发布时间:2016-07-28  浏览次数:

文︱记者 李闻芝

 

6月20日,记者从北京三聚环保新材料股份有限公司获悉,我国首套自主研发的超级悬浮床工业示范装置自今年2月份开车以来已经安全平稳运行了4个多月,创造了炼油工业史上一个新的世界纪录。

 

这让石化行业的人感到无比的欣喜和兴奋,也让深陷困局中的中国煤化工行业看到了新的希望。悬浮床工业装置的平稳连续运行,将使煤焦油的高效清洁利用成为现实。

 

煤焦油急需破局之剑

 

粗放式的煤炭利用方式不仅造成了极大的资源浪费,同时也带来了严重的环境污染,成为中国经济发展中无法承受之重。有数据显示,大气污染物中70%以上的硫化物、氮化物、颗粒物排放是煤炭直接燃烧产生的。随着改善大气环境的呼声越来越高以及环境法规日益严格,粗放式的煤炭利用已经走到了尽头。

 

目前,我国煤炭清洁利用有两条主要路径,一条是煤制油、煤制甲醇、煤制烯烃等现代煤化工路线。由于受困于高能耗、高排放以及水资源与煤资源逆向分布的影响,这些项目进展并不顺利。持续的低油价也让已经上马的煤化工项目陷入了进退维谷的两难境地。

 

另一条路径是国家大力倡导的煤炭分质利用。煤炭经过提质后,一部分变成了清洁燃料焦炭可直接用于发电,另一部分则变成煤焦油。分质利用很好地解决了燃煤电厂和燃煤锅炉污染物排放问题,可剩下的大量煤焦油仍需要加工处理。

 

煤焦油的化学成分极为复杂,这个特性决定了其加工利用的难度,但同时这也是它的价值所在。按照“宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳”的原则,煤化工一个重要的发展方向就是与石油化工形成差异化的互补关系,尽可能多生产难以从石油基原料获得的芳烃资源,特别是两环以上的杂环芳烃几乎全部要来自煤焦油。这些高附加值的芳烃原料作为医药、农药、染料及合成纤维的中间体具有不可替代性。比如百姓所熟知的PX(对二甲苯)就是芳烃的典型代表。PX是矿泉水瓶和涤纶面料最主要的原材料。目前,我国芳烃供给量严重不足,2015年需求量1852万吨,其中有一半需要从国外进口。

 

但目前我国现有的加工技术无法做到对煤焦油的深加工,大量煤焦油被作为燃料进行粗放燃烧,既浪费了宝贵的资源,又增加了污染物排放。

由此看来,无论是煤化工的发展,还是解决大气污染问题以及弥补石化原料的不足,都急需一把破局之剑,为煤焦油的清洁高效利用打开一扇天窗。

 

悬浮床技术优势突出

 

有业内人士表示,已安全平稳运行4个多月的超级悬浮床工业示范装置,一旦实现大规模产业化,会给我国煤炭利用和煤化工生产格局带来革命性变革。煤炭清洁高效利用、煤化工的缺水之困以及国家能源战略安全之危等一系列的能源困局都将迎刃而解。

 

超级悬浮床技术是由北京三聚环保新材料股份有限公司(简称三聚环保)和北京华石联合能源科技发展有限公司(简称华石能源)历时5年多开发成功的具有国际领先水平的重油轻质化技术。目前在河南鹤壁建有一套15.8万吨/年工业装置,总投资6.4亿元。

 

有人做过测算,我国催化裂化和延迟焦化每年2亿吨的产能如果全部应用悬浮床技术,每年可增产4000万吨以上汽柴油,相当于再造一个大型油田,也相当于减少12%原油进口量。

 

悬浮床技术的优势不仅仅在于提高轻油收率,如果用其加工煤焦油,就可以充分挖掘出煤炭资源中所富含的芳烃等稀缺资源的价值,实现煤炭资源的合理化、价值最大化利用。这块做好了,焦化行业的经济效益会大大改善。

 

记者了解到,悬浮床技术与传统的加氢精制、加氢裂化和延迟焦化等工艺相比,在加工高中低温全馏分煤焦油上,表现出非常突出的优势。工业示范装置4个月的运行数据显示,煤焦油在悬浮床单元的总转化率达到了96%~99%,轻油收率在92%~95%。这意味着,现行的煤焦油加工工艺难以处理的各种煤焦油组分在悬浮床反应器中几乎可以全部被吃干榨尽。通过与煤分质利用配合发展,采用悬浮床技术加工煤焦油的煤化工技术路线,在环境友好、节能减排、保护水资源上优势明显。三聚环保副董事长林科自豪地告诉记者:“悬浮床技术路线无需依赖水资源就可以获得大量的煤基清洁燃料,而且转化率高,装置投资少,经济效益好。”

 

鹤壁15.8万吨/年工业示范装置运行数据显示,采用超级悬浮床技术处理煤焦油可以获得50%左右的芳烃收率。目前我国煤焦油产量近2000万吨,若均采用超级悬浮床技术加工,每年可以增加近1000万吨的芳烃产量,基本可以实现自给自足。

 

中国石化联合会副秘书长、煤化工专委会秘书长胡迁林对悬浮床技术做了很高评价:“悬浮床工业示范装置的平稳连续运行是我国石油和化学工业领域一次关键技术及其配套装备的重大突破,对实现我国交通运输燃料生产和基本化工原料的多元化路线,以及保障国家能源安全具有重大意义。悬浮床加氢技术可以将高中低温煤焦油、乙烯裂解汽柴油和催化油浆转化制成芳烃原料。

 

这项技术比常规石脑油重整制芳烃更具有经济效益,比甲醇制芳烃技术更简单。将悬浮床技术用于煤焦油制芳烃,是将煤化工和石油化工相结合的一次大胆实践。该技术的推广为实现芳烃生产原料的多元化提供了强有力的技术支撑,有助于我国降低芳烃对外依存度,因此有较好的经济效益和重要的战略意义。”

 

多方努力推进产业化

 

记者了解到,悬浮床技术已引起一些业内专家和企业的高度关注。多家企业表示出浓厚的合作兴趣,希望快速推进该技术的产业化。同时,随着首套超级悬浮床工业装置实现长周期安全平稳运行,黑龙江省大庆市、河南省鹤壁市及内蒙古阿盟自治区等地方政府对该项技术给予了高度关注,并表示将通过政府引导基金,促进与当地金融机构、社会产业基金合作,为超级悬浮床技术快速落地提供充裕的资金保障,积极引导和支持当地企业利用这一先进技术,引领当地石化产业和煤化工产业转型升级和技术进步。

 

悬浮床工业示范装置所在地——河南鹤壁市政府有关领导表示,悬浮床加氢技术充分发挥了鹤壁市的煤炭资源优势。基于煤干馏-煤焦油伴渣油加氢-半焦供化肥和电力-气体生产液化天然气的集合创新式发展,具有能耗低、对环境影响小等特点,非常适宜在鹤壁地区推广应用,可实现煤炭资源梯级利用。该项目通过煤化工产业的纵向延伸和与石油化工产业的横向耦合,实现大能源产业的整体循环发展,是当前能源领域里的突破。林科向记者透露,三聚环保和华石能源正在合作开发百万吨级成套工艺包技术。

 

大庆市政府的一位官员表示,从俄罗斯进口的原油大部分为重质原油。传统的炼油手段加工难度大、能耗高、轻油收率低。通过超级悬浮床这一突破性的技术,不仅可以提高石脑油、清洁柴油等产品的收率,还可以对重劣质原油进行提质,扩宽了炼化企业对原油的选择范围,大大降低了原油加工成本,提高了资源利用率和综合效益。

 

“目前超级悬浮床工业装置项目已经列入中国石油和化学工业“十三五”发展规划,中国石化联合会将重点支持该项目的发展,还将组织对超级悬浮床工业装置的鉴定,并在全行业进行推广。”胡迁林告诉记者。煤化工网)