關(guān)于煤制油的工藝經(jīng)濟(jì)分析

白文華

【摘 要】在油價(jià)居高不下的情況下，煤制油能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)石油的部分替代，但是環(huán)境和水資源的限制又決定了煤制油不能大規(guī)模的替代石油。煤制油工藝主要有直接液化法和間接液化法兩種?；诖?，本文將探討制約煤制油的影響因素，高能耗對(duì)煤制油經(jīng)濟(jì)性的影響，并從煤制油技術(shù)成本、經(jīng)濟(jì)節(jié)能以及環(huán)境等方面分析兩種煤制油法的經(jīng)濟(jì)性。

【關(guān)鍵詞】煤制油；工藝；經(jīng)濟(jì)；分析

煤液化技術(shù)是一種石油替代技術(shù)，在油價(jià)高漲的時(shí)期，深受國(guó)內(nèi)外相關(guān)人員的重視。我國(guó)是一個(gè)煤富油貧的國(guó)家，隨著我國(guó)對(duì)原油需求量的迅猛增加，我國(guó)石油進(jìn)口量急劇增加。為了緩解我國(guó)石油短缺的現(xiàn)場(chǎng)，充分利用我國(guó)豐富的煤炭資源，煤液化技術(shù)開始投入使用。

煤制油工藝是一種以煤炭資源為原料生產(chǎn)液化燃料和化工原料的煤炭化工技術(shù)。其主要分為直接液化和間接液化兩種方式。

1.影響煤制油經(jīng)濟(jì)性的因素

通過實(shí)際的數(shù)據(jù)表明，影響煤制油經(jīng)濟(jì)性的主要因素是原料的成本變化和該工藝對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。第一，在柴油生產(chǎn)成本中，原料大約占據(jù)25%，是一項(xiàng)十分敏感的影響因素。第二，煤液化項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響，例如，二氧化碳的排放、氣化殘?jiān)吧a(chǎn)過程中廢水的排放。其中氣化殘?jiān)梢灾瞥伤嘣希a(chǎn)廢水可以經(jīng)過回收處理實(shí)現(xiàn)零排放，這兩項(xiàng)可以忽略不計(jì)，其對(duì)環(huán)境的主要影響是二氧化碳的排放，其增排的代價(jià)利用清潔發(fā)展機(jī)制進(jìn)行衡量。

2.高煤耗制約煤制油的經(jīng)濟(jì)性

煤制油需要消化大量的煤原料，這種高煤耗引起了國(guó)內(nèi)外很多爭(zhēng)議。根據(jù)《煤化工產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》要求的3000萬噸產(chǎn)能來估算，3000萬噸餓煤制油消耗餓煤原料確實(shí)很大。按照間接液化法來計(jì)算，3000萬噸煤制油每年需要消耗無水無灰煤為1.35～1.74億噸。這一數(shù)據(jù)相當(dāng)于2006年煤炭消耗餓7%。而直接液化法消耗的煤量同樣巨大。但是不能僅憑這一點(diǎn)限制煤制油的發(fā)展。

根據(jù)國(guó)土資源部公布的數(shù)據(jù)，我國(guó)累計(jì)煤炭探明資源量是10210.56億噸，因而可以通過加大煤炭資源的勘探力度來保障煤制油的煤炭供應(yīng)。同時(shí)，電能結(jié)構(gòu)的改革和調(diào)整為煤制油工藝的發(fā)展提供了一部分節(jié)省的煤炭?？傊?，隨著煤炭資源的消耗，其會(huì)越來越稀缺，煤制油的經(jīng)濟(jì)性必將越來越差。

3.直接液化和間接液化的比較

3.1直接液化和間接液化的技術(shù)比較

直接液化工藝的操作條件比較嚴(yán)格，對(duì)液化的壓力和溫度的要求很高，通常的液化壓力為17～30Mpa，溫度一般為430到470oC；液化反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜，液固混合物餓粘度很高，分離比較困難；同時(shí)氫量餓消耗大，通常是在6%～10%之間。且該工藝對(duì)煤種具有較強(qiáng)的依賴性，一般為年輕煤，如褐煤、長(zhǎng)焰煤等。煉制過程中除了需要補(bǔ)充大量的氫氣之外，還需要循環(huán)油作為供氫溶劑，這樣一來就降低了裝置餓生產(chǎn)能力。典型的直接液化工藝在15Mpa左右，將煤催化加氫液化，生產(chǎn)出的油芳烴的含量較高，要達(dá)到目前石油產(chǎn)品的要求，還需要經(jīng)過后續(xù)進(jìn)一步加氫精制。

間接液化工藝的操作條件相對(duì)溫和，壓力通常為2～3Mpa，溫度一般低于350攝氏度，對(duì)煤種的依賴性低。間接液化的技術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)低，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)和制造，操作以及維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單；產(chǎn)品的使用效率和環(huán)保性更好，副產(chǎn)品相對(duì)較多。

典型餓間接液化在1.5～4Mpa的條件下，產(chǎn)出的產(chǎn)品不含有硫氮等污染物，汽油的辛烷值大于90#，柴油的十六烷值高達(dá)75，并且沒有芳烴，質(zhì)量比第四代潔凈油品高。

3.2直接液化和間接液化的經(jīng)濟(jì)性比較

實(shí)際數(shù)據(jù)表明，直接液化的優(yōu)點(diǎn)為：煤制油餓油收率比較高，能夠達(dá)到63%～68%；消耗的煤量小，直接液化的方式生產(chǎn)一噸液化油，需要消耗的原料為2.4噸。液化油主要是汽油和柴油，具有很高的選擇性；直接液化需要的設(shè)備體積較小，運(yùn)行成本低，通常建設(shè)一座產(chǎn)量為100萬噸的液化廠，需要的投資為100億人民幣。研究表明，當(dāng)油價(jià)在17-29美元/桶時(shí)，年產(chǎn)量為100萬噸的煤制油工廠就有生存的空間；每桶的油價(jià)為20～25美元時(shí)，會(huì)有一定的利潤(rùn)空間；而當(dāng)油價(jià)每桶大于25美元時(shí)，具有很光明的經(jīng)濟(jì)效益。

間接液化的優(yōu)點(diǎn)主要是轉(zhuǎn)化率高，例如，SAS工藝使用的熔鐵催化劑，一次通過轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到60%以上，而使用更先進(jìn)餓催化劑，其餓轉(zhuǎn)化率更高。

通常認(rèn)為，同一種煤如果既能適合加氫液化技術(shù)又能適應(yīng)煤基間接液化技術(shù)，那如果都生產(chǎn)燃料油品，那么前者餓經(jīng)濟(jì)效益會(huì)比后者更為明顯。然而，煤制油工藝的經(jīng)濟(jì)性的影響因素很多，如，工藝餓特點(diǎn)，煤的價(jià)格以及所生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和價(jià)格，產(chǎn)業(yè)的政策等。因而不能忽略空間限制，簡(jiǎn)單的探討煤制油直接法和間接法的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣。

3.3直接液化和間接液化的環(huán)境比較

煤液化的直接法和間接法各有所長(zhǎng)，同時(shí)具有一定的互補(bǔ)性。據(jù)調(diào)查表明，我國(guó)煤炭既有適合氣流床氣化的煤種，又有適合加氫液化的煤種。煤直接液化技術(shù)在催化劑和反應(yīng)條件方面的選擇性強(qiáng)，有很大的優(yōu)化余地。優(yōu)化煤液化催化劑的組合，降低操作難度和操作壓力，將是也直接液化發(fā)展的方向。

煤液化餓間接法是一項(xiàng)過程工藝，是組成以氣化為主要的集成多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的重要生產(chǎn)單元，也是整個(gè)串聯(lián)生產(chǎn)中重要橋梁。對(duì)于間接法煤液化來說，當(dāng)務(wù)之急是優(yōu)化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的生產(chǎn)要素，加大產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和產(chǎn)量的整合，保證多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出和投入比的最大化。

4.結(jié)束語

總而言之，煤制油工藝雖然存在眾多的風(fēng)險(xiǎn)，不能和石油貿(mào)易相競(jìng)爭(zhēng)。但是由于石油的不可再生性和價(jià)格的上升趨勢(shì)，煤制油在我國(guó)仍舊是一項(xiàng)保障石油安全的長(zhǎng)期戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備項(xiàng)目。因而，相關(guān)的工作人員要加大煤制油技術(shù)的投入，加快核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展，提高煤制油項(xiàng)目的能量轉(zhuǎn)化率，采取一切合理措施降低對(duì)環(huán)境的污染，從而增強(qiáng)煤制油工藝的技術(shù)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

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