國(guó)內(nèi)首個(gè)煤油共煉項(xiàng)目開車運(yùn)行在即，此前停留在實(shí)驗(yàn)室的工藝路線之爭(zhēng)，正轉(zhuǎn)移到這個(gè)備受矚目的工業(yè)項(xiàng)目上來。

 

   隨國(guó)家能源局政策松動(dòng)，國(guó)內(nèi)正掀起一股總產(chǎn)能達(dá)千萬(wàn)噸級(jí)的煤制油熱潮。但煤制油兩大技術(shù)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(xiàng)目中，全部采用煤間接液化技術(shù)。

 

   自神華集團(tuán)于10年前開建百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化項(xiàng)目后，國(guó)內(nèi)再未有新上馬的直接液化項(xiàng)目。煤直接液化具有能效高、流程短等優(yōu)點(diǎn)，但受制于較苛刻的反應(yīng)條件及較高的操作難度，國(guó)內(nèi)鮮有企業(yè)敢再嘗試這一技術(shù)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(zhǔn)建設(shè)煤直接液化項(xiàng)目。

 

   但數(shù)年之前，煤油共煉技術(shù)以煤直接液化的改良型技術(shù)面目出現(xiàn)，逐漸引起業(yè)內(nèi)的關(guān)注。煤油共煉結(jié)合了煤直接液化和重油加工兩條技術(shù)，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(guó)內(nèi)首個(gè)煤油共煉項(xiàng)目即將開車運(yùn)行，同時(shí)亦有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)正考慮新建煤油共煉項(xiàng)目。但在理論上具有更高能效、油收率的煤油共煉技術(shù)，仍需等待工業(yè)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行的檢驗(yàn)。其相關(guān)的不同工藝路線，亦有待實(shí)踐來證明彼此優(yōu)劣。

 

 

   延長(zhǎng)石油煤油共煉項(xiàng)目位于陜西榆林靖邊縣，毗鄰延長(zhǎng)所屬的榆林煉油廠。11月11日，項(xiàng)目迎來開車前最后一次內(nèi)部驗(yàn)收。12日，則是開車前領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)議，會(huì)上將再一次細(xì)致討論項(xiàng)目目前的狀況，并最終確定開車具體日期。

 

 

   該項(xiàng)目占地逾200畝，距榆林煉油廠僅有數(shù)公里遠(yuǎn)，項(xiàng)目除利用延長(zhǎng)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(shè)施。該項(xiàng)目規(guī)劃利用45萬(wàn)噸油煤漿（目標(biāo)22.5萬(wàn)煤，22.5萬(wàn)噸催化油漿），經(jīng)加氫處理后，生產(chǎn)出逾33萬(wàn)噸的合格油品（含柴油、石腦油、干氣等），反應(yīng)后的殘?jiān)M(jìn)行固化處理。

 

   2011年6月，延長(zhǎng)石油與美國(guó)KBR公司合作成立了延長(zhǎng)石油凱洛格技術(shù)公司，進(jìn)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(guān)項(xiàng)目的工程化開發(fā)。事實(shí)上，煤油共煉項(xiàng)目正是延長(zhǎng)石油與KBR合作的產(chǎn)物。延長(zhǎng)石油與KBR合作開發(fā)出具有共有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤油共煉技術(shù)后，即于2012年投資建設(shè)了該項(xiàng)目。

 

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

 

   該項(xiàng)目利用榆林當(dāng)?shù)氐牡碗A煤，研磨成極細(xì)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(jìn)入懸浮床加氫裝置反應(yīng)后，再切割餾分進(jìn)入固定床加氫裝置，最終生產(chǎn)出合格油品。

 

   延長(zhǎng)石油曾選送不同煤樣分別在美國(guó)休斯敦實(shí)驗(yàn)室和BP（芝加哥）全球?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行了3次累計(jì)50余組樣試，煤和渣油的轉(zhuǎn)化率均超過90%，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)高于煤?jiǎn)为?dú)液化和重油單獨(dú)加氫裂化的轉(zhuǎn)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(zhǎng)集團(tuán)還自己投資興建了一套煤油共煉裝置，隸屬于集團(tuán)下屬的碳?xì)涓咝Ю眉夹g(shù)研究中心。“這個(gè)裝置的規(guī)模是日處理1桶油，目的是為了試驗(yàn)和進(jìn)一步完善、開發(fā)技術(shù)。”李大鵬說。

 

   據(jù)了解，該裝置是以油為基準(zhǔn)，逐漸提高煤所占的比例。該研究中心一名人士介紹，裝置運(yùn)行煤炭所占油煤漿比例最高可達(dá)47%，“其中煤占45%比例時(shí)，曾平穩(wěn)運(yùn)行超過了5天。”但考慮到工業(yè)示范項(xiàng)目放大的風(fēng)險(xiǎn)，項(xiàng)目開車運(yùn)行后，將起自低點(diǎn)逐步提高煤所占比例，“從5%比例開始，最終目標(biāo)是達(dá)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(zhǎng)煤油共煉項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，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(gòu)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(guó)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(zhǎng)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(duì)延長(zhǎng)石油來說。煤油共煉只是集團(tuán)試水的第一步，目的在于探索工程化經(jīng)驗(yàn)，最終目的還在于煤直接液化。“我們?cè)诶米约旱脑囼?yàn)裝置開發(fā)煤直接液化技術(shù)，如果煤油共煉項(xiàng)目開車后運(yùn)行順利，下一步將投資百萬(wàn)噸煤直接液化項(xiàng)目。”李大鵬說。

   改進(jìn)技術(shù)

 

   神華百萬(wàn)噸煤直接液化項(xiàng)目是世界上首個(gè)直接液化工業(yè)項(xiàng)目，去年以來，已實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，由于溶劑加氫裝置初始設(shè)計(jì)過小，目前尚未達(dá)到設(shè)計(jì)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(bǔ)足，截至神華煤直接液化項(xiàng)目總產(chǎn)能將達(dá)400萬(wàn)噸（含70萬(wàn)噸十六烷值改進(jìn)裝置）。

 

   在一位業(yè)內(nèi)專家看來，以神華直接液化項(xiàng)目為范本，煤直接液化技術(shù)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(jìn)行加氫反應(yīng)，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(zhì)油和循環(huán)溶劑，輕質(zhì)油經(jīng)成熟的煉油工藝可進(jìn)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(yīng)器中，作為供氫溶劑繼續(xù)加氫反應(yīng)。“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(rèn)為，柴油餾分直接就可以精制成品油了，再返回進(jìn)行一遍反應(yīng)，并不合理。此外，柴油裂化會(huì)產(chǎn)生一定量氣體，降低油收率，并造成循環(huán)溶劑的輕質(zhì)化。

 

   由此，另一種思路應(yīng)運(yùn)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(bǔ)足煤加氫反應(yīng)所需的溶劑，最終提高整體的能效和油收率，進(jìn)而也提高經(jīng)濟(jì)性，這即是煤油共煉由來，與煤直接液化技術(shù)份屬同源。

 

   煤油共煉技術(shù)關(guān)鍵在于，由于是煤與油漿混合進(jìn)行加氫反應(yīng)，煤與油漿的協(xié)調(diào)性是重點(diǎn)，以及輔助煤與油漿進(jìn)行加氫的催化劑的催化效果。“這需要試驗(yàn)得到關(guān)鍵的參數(shù)，才能協(xié)調(diào)好煤與油漿，進(jìn)而使煤油共煉項(xiàng)目平穩(wěn)運(yùn)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(jìn)料中50%是煤50%本身就是油，而直接液化的新鮮進(jìn)料100%為煤，所以最后油收率肯定要高。”該專家認(rèn)為，煤油共煉與煤直接液化的設(shè)備與工藝流程大同小異，投資成本也相當(dāng)，“只是通過煤油共煉，可以省掉一套重油加工裝置的建設(shè)，因此經(jīng)濟(jì)效益要優(yōu)于煤直接液化”。

 

 

   煤油共煉相對(duì)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(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)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(yīng)活潑、低灰分的煤種，與結(jié)構(gòu)主要為多環(huán)芳烴的重質(zhì)油，但事實(shí)上這兩種原料在國(guó)內(nèi)均有廣泛的供給。“關(guān)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(yīng)，這需要同時(shí)兼顧煤和油料加氫裂化的反應(yīng)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(duì)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(yīng)依托煉廠來建設(shè)，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(jìn)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(jìn)劑裝置，這個(gè)方式投資成本相對(duì)要高一些。”

   工藝之爭(zhēng)

 

   延長(zhǎng)煤油共煉項(xiàng)目采用的是延長(zhǎng)與美國(guó)公司KBR合作開發(fā)的技術(shù)。目前延長(zhǎng)和KBR合作，落地項(xiàng)目除煤油共煉項(xiàng)目外，還有同在榆林，由延長(zhǎng)下屬安源化工投資建設(shè)的50萬(wàn)噸煤焦油加氫裝置。

 

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

 

   但目前在國(guó)內(nèi)，除同樣起源Veba公司的個(gè)別分支外，國(guó)內(nèi)另一家最主要的煤油共煉技術(shù)提供商是煤科總院下屬的液化所。上世紀(jì)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(zhǎng)張曉靜與下屬團(tuán)隊(duì)，對(duì)直接液化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)行并進(jìn)一步完善KBR煤油共煉技術(shù)。最終因費(fèi)用未能談攏，未能實(shí)現(xiàn)合作，此后延長(zhǎng)石油自己建設(shè)了一套試驗(yàn)裝置。延長(zhǎng)石油一名內(nèi)部人士透露，液化所要價(jià)太高，致使未能達(dá)成協(xié)議。但在張曉靜看來，液化所煤油共煉技術(shù)脫胎于神華煤直接液化技術(shù)，背后有神華百萬(wàn)噸煤直接液化示范裝置的實(shí)踐支撐，液化所經(jīng)歷了多年的研究經(jīng)驗(yàn)，且具備工程化經(jīng)驗(yàn)，非外來技術(shù)可比，因此具備足夠價(jià)值支撐更高的價(jià)格。

 

   但據(jù)張曉靜透露，更大的原因在于，延長(zhǎng)石油早前已經(jīng)與KBR簽署了技術(shù)協(xié)議，如果液化所參與合作，將存在外來技術(shù)與本土技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)無(wú)法劃分的問題。

 

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

 

   但在煤油共煉技術(shù)落地方面，KBR先行一步，與延長(zhǎng)合作的煤油共煉項(xiàng)目開車在即。液化所目前亦在給國(guó)內(nèi)外數(shù)個(gè)項(xiàng)目做可行性研究報(bào)告，其中就有煤油共煉項(xiàng)目。盡管動(dòng)作慢于KBR，但液化所并不擔(dān)心，其一名內(nèi)部人士稱，對(duì)延長(zhǎng)煤油共煉項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、工藝均持保留態(tài)度，需觀察其實(shí)際運(yùn)行狀況。

 

   在一名液化所人士看來，與外部的競(jìng)爭(zhēng)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(tuán)下屬煤科總院下屬的煤化工分院的下屬研究所，而國(guó)有企業(yè)對(duì)技術(shù)管理均有相應(yīng)的制度。“目前我們只能做技術(shù)許可和工藝包許可，很難實(shí)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(shù)工業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)緩慢。

 

   上述人士認(rèn)為，要加速推動(dòng)技術(shù)落地，必須改革制度，放寬管制，吸納各方面力量迅速擴(kuò)大應(yīng)用，以在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)地位。“就目前看來，成立一個(gè)公司成立一個(gè)專門的公司來推廣這些技術(shù)是最好的。”該人士稱。