6月20日,記者從北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司獲悉,我國首套自主研發(fā)的超級懸浮床工業(yè)示范裝置自今年2月份開車以來已經(jīng)安全平穩(wěn)運(yùn)行了4個多月,創(chuàng)造了煉油工業(yè)史上一個新的世界紀(jì)錄。
這讓石化行業(yè)的人感到無比的欣喜和興奮,也讓深陷困局中的中國煤化工行業(yè)看到了新的希望。懸浮床工業(yè)裝置的平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行,將使煤焦油的高效清潔利用成為現(xiàn)實(shí)。
煤焦油急需破局之劍
粗放式的煤炭利用方式不僅造成了極大的資源浪費(fèi),同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染,成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中無法承受之重。有數(shù)據(jù)顯示,大氣污染物中70%以上的硫化物、氮化物、顆粒物排放是煤炭直接燃燒產(chǎn)生的。隨著改善大氣環(huán)境的呼聲越來越高以及環(huán)境法規(guī)日益嚴(yán)格,粗放式的煤炭利用已經(jīng)走到了盡頭。
目前,我國煤炭清潔利用有兩條主要路徑,一條是煤制油、煤制甲醇、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工路線。由于受困于高能耗、高排放以及水資源與煤資源逆向分布的影響,這些項目進(jìn)展并不順利。持續(xù)的低油價也讓已經(jīng)上馬的煤化工項目陷入了進(jìn)退維谷的兩難境地。
另一條路徑是國家大力倡導(dǎo)的煤炭分質(zhì)利用。煤炭經(jīng)過提質(zhì)后,一部分變成了清潔燃料焦炭可直接用于發(fā)電,另一部分則變成煤焦油。分質(zhì)利用很好地解決了燃煤電廠和燃煤鍋爐污染物排放問題,可剩下的大量煤焦油仍需要加工處理。
煤焦油的化學(xué)成分極為復(fù)雜,這個特性決定了其加工利用的難度,但同時這也是它的價值所在。按照“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”的原則,煤化工一個重要的發(fā)展方向就是與石油化工形成差異化的互補(bǔ)關(guān)系,盡可能多生產(chǎn)難以從石油基原料獲得的芳烴資源,特別是兩環(huán)以上的雜環(huán)芳烴幾乎全部要來自煤焦油。這些高附加值的芳烴原料作為醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料及合成纖維的中間體具有不可替代性。比如百姓所熟知的PX(對二甲苯)就是芳烴的典型代表。PX是礦泉水瓶和滌綸面料最主要的原材料。目前,我國芳烴供給量嚴(yán)重不足,2015年需求量1852萬噸,其中有一半需要從國外進(jìn)口。
但目前我國現(xiàn)有的加工技術(shù)無法做到對煤焦油的深加工,大量煤焦油被作為燃料進(jìn)行粗放燃燒,既浪費(fèi)了寶貴的資源,又增加了污染物排放。
由此看來,無論是煤化工的發(fā)展,還是解決大氣污染問題以及彌補(bǔ)石化原料的不足,都急需一把破局之劍,為煤焦油的清潔高效利用打開一扇天窗。
懸浮床技術(shù)優(yōu)勢突出
有業(yè)內(nèi)人士表示,已安全平穩(wěn)運(yùn)行4個多月的超級懸浮床工業(yè)示范裝置,一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,會給我國煤炭利用和煤化工生產(chǎn)格局帶來革命性變革。煤炭清潔高效利用、煤化工的缺水之困以及國家能源戰(zhàn)略安全之危等一系列的能源困局都將迎刃而解。
超級懸浮床技術(shù)是由北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司(簡稱三聚環(huán)保)和北京華石聯(lián)合能源科技發(fā)展有限公司(簡稱華石能源)歷時5年多開發(fā)成功的具有國際領(lǐng)先水平的重油輕質(zhì)化技術(shù)。目前在河南鶴壁建有一套15.8萬噸/年工業(yè)裝置,總投資6.4億元。
有人做過測算,我國催化裂化和延遲焦化每年2億噸的產(chǎn)能如果全部應(yīng)用懸浮床技術(shù),每年可增產(chǎn)4000萬噸以上汽柴油,相當(dāng)于再造一個大型油田,也相當(dāng)于減少12%原油進(jìn)口量。
懸浮床技術(shù)的優(yōu)勢不僅僅在于提高輕油收率,如果用其加工煤焦油,就可以充分挖掘出煤炭資源中所富含的芳烴等稀缺資源的價值,實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理化、價值最大化利用。這塊做好了,焦化行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益會大大改善。
記者了解到,懸浮床技術(shù)與傳統(tǒng)的加氫精制、加氫裂化和延遲焦化等工藝相比,在加工高中低溫全餾分煤焦油上,表現(xiàn)出非常突出的優(yōu)勢。工業(yè)示范裝置4個月的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,煤焦油在懸浮床單元的總轉(zhuǎn)化率達(dá)到了96%~99%,輕油收率在92%~95%。這意味著,現(xiàn)行的煤焦油加工工藝難以處理的各種煤焦油組分在懸浮床反應(yīng)器中幾乎可以全部被吃干榨盡。通過與煤分質(zhì)利用配合發(fā)展,采用懸浮床技術(shù)加工煤焦油的煤化工技術(shù)路線,在環(huán)境友好、節(jié)能減排、保護(hù)水資源上優(yōu)勢明顯。三聚環(huán)保副董事長林科自豪地告訴記者:“懸浮床技術(shù)路線無需依賴水資源就可以獲得大量的煤基清潔燃料,而且轉(zhuǎn)化率高,裝置投資少,經(jīng)濟(jì)效益好。”
鶴壁15.8萬噸/年工業(yè)示范裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,采用超級懸浮床技術(shù)處理煤焦油可以獲得50%左右的芳烴收率。目前我國煤焦油產(chǎn)量近2000萬噸,若均采用超級懸浮床技術(shù)加工,每年可以增加近1000萬噸的芳烴產(chǎn)量,基本可以實(shí)現(xiàn)自給自足。
中國石化聯(lián)合會副秘書長、煤化工專委會秘書長胡遷林對懸浮床技術(shù)做了很高評價:“懸浮床工業(yè)示范裝置的平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行是我國石油和化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域一次關(guān)鍵技術(shù)及其配套裝備的重大突破,對實(shí)現(xiàn)我國交通運(yùn)輸燃料生產(chǎn)和基本化工原料的多元化路線,以及保障國家能源安全具有重大意義。懸浮床加氫技術(shù)可以將高中低溫煤焦油、乙烯裂解汽柴油和催化油漿轉(zhuǎn)化制成芳烴原料。
這項技術(shù)比常規(guī)石腦油重整制芳烴更具有經(jīng)濟(jì)效益,比甲醇制芳烴技術(shù)更簡單。將懸浮床技術(shù)用于煤焦油制芳烴,是將煤化工和石油化工相結(jié)合的一次大膽實(shí)踐。該技術(shù)的推廣為實(shí)現(xiàn)芳烴生產(chǎn)原料的多元化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐,有助于我國降低芳烴對外依存度,因此有較好的經(jīng)濟(jì)效益和重要的戰(zhàn)略意義。”
多方努力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化
記者了解到,懸浮床技術(shù)已引起一些業(yè)內(nèi)專家和企業(yè)的高度關(guān)注。多家企業(yè)表示出濃厚的合作興趣,希望快速推進(jìn)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。同時,隨著首套超級懸浮床工業(yè)裝置實(shí)現(xiàn)長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行,黑龍江省大慶市、河南省鶴壁市及內(nèi)蒙古阿盟自治區(qū)等地方政府對該項技術(shù)給予了高度關(guān)注,并表示將通過政府引導(dǎo)基金,促進(jìn)與當(dāng)?shù)亟鹑跈C(jī)構(gòu)、社會產(chǎn)業(yè)基金合作,為超級懸浮床技術(shù)快速落地提供充裕的資金保障,積極引導(dǎo)和支持當(dāng)?shù)仄髽I(yè)利用這一先進(jìn)技術(shù),引領(lǐng)當(dāng)?shù)厥a(chǎn)業(yè)和煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)進(jìn)步。
懸浮床工業(yè)示范裝置所在地——河南鶴壁市政府有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)表示,懸浮床加氫技術(shù)充分發(fā)揮了鶴壁市的煤炭資源優(yōu)勢;诿焊绅s-煤焦油伴渣油加氫-半焦供化肥和電力-氣體生產(chǎn)液化天然氣的集合創(chuàng)新式發(fā)展,具有能耗低、對環(huán)境影響小等特點(diǎn),非常適宜在鶴壁地區(qū)推廣應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)煤炭資源梯級利用。該項目通過煤化工產(chǎn)業(yè)的縱向延伸和與石油化工產(chǎn)業(yè)的橫向耦合,實(shí)現(xiàn)大能源產(chǎn)業(yè)的整體循環(huán)發(fā)展,是當(dāng)前能源領(lǐng)域里的突破。林科向記者透露,三聚環(huán)保和華石能源正在合作開發(fā)百萬噸級成套工藝包技術(shù)。
大慶市政府的一位官員表示,從俄羅斯進(jìn)口的原油大部分為重質(zhì)原油。傳統(tǒng)的煉油手段加工難度大、能耗高、輕油收率低。通過超級懸浮床這一突破性的技術(shù),不僅可以提高石腦油、清潔柴油等產(chǎn)品的收率,還可以對重劣質(zhì)原油進(jìn)行提質(zhì),擴(kuò)寬了煉化企業(yè)對原油的選擇范圍,大大降低了原油加工成本,提高了資源利用率和綜合效益。
“目前超級懸浮床工業(yè)裝置項目已經(jīng)列入中國石油和化學(xué)工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃,中國石化聯(lián)合會將重點(diǎn)支持該項目的發(fā)展,還將組織對超級懸浮床工業(yè)裝置的鑒定,并在全行業(yè)進(jìn)行推廣。”胡遷林告訴記者