行業(yè)要聞
煤化工
1、煤制油工藝及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
煤制油主要是指煤直接加氫液化制取油品和煤經(jīng)氣化再經(jīng)費(fèi)托反應(yīng)制取油品。這兩種工藝生成的合成油品餾程很寬，相當(dāng)于煉油廠石油原油，須經(jīng)過餾分切割分離和精煉才能得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的汽油、柴油、航煤、溶劑油和潤滑油等成品油產(chǎn)品。事實上，煤炭中低溫?zé)峤獾玫降拿航褂鸵约懊夯状忌a(chǎn)汽柴油組分也屬于煤基油品。因此，可以把煤制油工藝定義為：以煤為原料生產(chǎn)合成原油或成品油組分的工藝過程，包括煤直接液化工藝、煤間接液化工藝、煤熱解與焦油加氫工藝、煤油共煉工藝，以及煤經(jīng)甲醇或甲醛生產(chǎn)成品油調(diào)和組分的甲醇制汽油工藝和聚甲氧基二甲醚生產(chǎn)工藝。煤制油過程直接產(chǎn)品和進(jìn)一步加工后得到的成品油調(diào)和組分可以統(tǒng)稱為煤基油品。
從元素組成看，煤制油的本質(zhì)是把H/C原子比不足1.0的固體煤炭轉(zhuǎn)化為H/C原子比1.6～2.0的液態(tài)油品。煤直接制油工藝和煤油共煉工藝是往煤炭中直接加入氫原子；煤熱解與焦油加氫工藝是先將煤炭中高H/C原子比的液體組分干餾出來然后再加入氫原子；
1.1煤直接液化
煤直接液化工藝采用高烴油潛含量煤炭，與循環(huán)溶劑混合為油煤漿后，在懸浮床或漿態(tài)床反應(yīng)器中，在鐵基或鎳-鉬基催化劑的作用下，與氫氣發(fā)生加氫裂化和加氫精制等化學(xué)反應(yīng)，生成汽油、柴油、液化氣和干氣。反應(yīng)在高溫（400～470℃）和高壓（15～30MPa）下進(jìn)行，煤中的氮、氧、硫等雜原子實現(xiàn)深度脫除。典型的工藝有德國礦業(yè)研究院開發(fā)的IGOR工藝、美國碳?xì)浼夹g(shù)公司開發(fā)的HTI工藝和中國神華集團(tuán)公司開發(fā)的煤直接液化工藝等。神華1.08Mt/a直接液化裝置于2008年12月建成投運(yùn)，該裝置設(shè)計柴油、汽油和液化石油氣產(chǎn)量分別為720kt/a、250kt/a和102kt/a。
1.2 煤間接液化
煤間接液化工藝的核心是費(fèi)托合成反應(yīng)，即CO在催化劑作用下加氫生成烴類物質(zhì)（主要是C1～C40飽和烴）的反應(yīng)。不同的費(fèi)托合成工藝技術(shù)選用催化劑、反應(yīng)器和工藝條件不同，其產(chǎn)品分布和產(chǎn)品性質(zhì)也有較大差別。低溫費(fèi)托合成的反應(yīng)溫度為220～270℃，采用固定床或漿態(tài)床反應(yīng)器和鐵基催化劑，產(chǎn)品以柴油、汽油、煤油、石蠟和潤滑油基礎(chǔ)油為主；而高溫費(fèi)托合成的反應(yīng)溫度為300～350℃，采用流化床反應(yīng)器和熔鐵催化劑，產(chǎn)品以汽油、柴油、烯烴和化學(xué)品為主。典型的費(fèi)托合成工藝技術(shù)有南非Sasol的SSPD工藝技術(shù)、Shell公司的SMDS工藝技術(shù)、丹麥的TIGAS工藝技術(shù)、中科合成油公司的SMFT工藝技術(shù)和兗礦集團(tuán)開發(fā)的費(fèi)托合成技術(shù)等。采用中科合成油高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝建成的神華寧煤4Mt/a間接液化裝置設(shè)計的柴油、汽油和液化石油氣產(chǎn)量分別為2.73Mt/a、980kt/a和340kt/a；采用兗礦集團(tuán)開發(fā)的低溫費(fèi)托合成技術(shù)建成的榆林1Mt/a間接液化裝置設(shè)計柴油、石腦油和液化石油氣產(chǎn)量分別為790kt/a、260kt/a和100kt/a。
1.3 煤熱解-煤焦油加氫
煤焦油按照其來源和性質(zhì)可分為中低溫（450～800℃）煤焦油和高溫（1000℃左右）煤焦油。中低溫煤焦油性質(zhì)相對較好，可以借用相對成熟的石油加工工藝技術(shù)實現(xiàn)全餾分加工生產(chǎn)汽柴油產(chǎn)品調(diào)和組分。目前工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)有焦油延遲焦化-餾分油加氫精制組合工藝、全餾分煤焦油加氫改質(zhì)-緩和加氫裂化組合工藝（FTH）和VCC懸浮床加氫裂化-固定床加氫組合工藝等。陜西煤化神木富油科技公司采用全餾分煤焦油加氫改質(zhì)緩和加氫裂化組合工藝實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其柴油、石腦油、加氫尾油和液化氣收率分別是76.06%、13.93%、7.41%和0.96%。延長石油集團(tuán)的500kt/a煤焦油加氫裝置采用KBR公司的VCC懸浮床加氫裂化技術(shù)，經(jīng)懸浮床加氫和固定床加氫兩段反應(yīng)，其柴油、石腦油和液化氣收率分別為63.7%、22.8%和4.3%。而高溫煤焦油已經(jīng)過高溫縮合，密度比石油減壓渣油高10%～20%，氫碳原子比低至1.32左右，其全餾分加氫制備燃料油品難度很大。目前工業(yè)化的高溫煤焦油生產(chǎn)煤基燃料油品的技術(shù)路線基本都是先蒸餾得到350℃之前的餾分再進(jìn)行加氫改質(zhì)。黑龍江寶泰隆煤化工有限公司和中煤龍化哈爾濱煤制油有限公司等單位均采用了加氫精制和加氫裂化組合工藝實現(xiàn)了100kt/a規(guī)模的高溫煤焦油的切尾餾分油生產(chǎn)汽油和柴油調(diào)和組分的商業(yè)化運(yùn)行。中煤龍化化工公司對高溫煤焦油餾分油進(jìn)行的400mL反應(yīng)器加氫精制和加氫裂化工藝實驗結(jié)果表明，其石腦油、尾油收率分別為13.7%和3.2%。
1.4 煤油共煉
煤油共煉工藝是煤直接加氫液化和重質(zhì)石油餾分加氫技術(shù)的耦合工藝，它以重油溶劑與粉煤混合形成油煤漿液，在苛刻反應(yīng)條件下（溫度450～470℃、壓力20～22MPa）和CoMo/Fe2O3或NiMo/Al2O3的催化作用下加氫裂化，生成汽油、柴油、蠟油和輕烴。加氫生成油再經(jīng)過加氫改質(zhì)后，可以得到幾乎不含硫、氮和烯烴的清潔油品。煤油共煉代表性工藝有美國碳?xì)浠衔锕镜膬啥畏序v床深度轉(zhuǎn)化HTI工藝、德國煤炭液化公司的先緩和加氫裂化再臨氫延遲焦化PYROSOL工藝、加拿大礦物能源中心的懸浮床反應(yīng)器一段反應(yīng)CANMET工藝，以及陜西延長石油集團(tuán)的煤油共煉（Y-CCO）工藝。我國首套450kt/a煤油（質(zhì)量比50∶50）共煉示范裝置于2015年在陜西榆林建成投運(yùn)，石腦油餾分和柴油餾分產(chǎn)率分別為17.28%和58.30%。
1.5 煤經(jīng)甲醇制汽油
煤經(jīng)合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇屬于傳統(tǒng)煤化工技術(shù)，甲醇進(jìn)一步催化轉(zhuǎn)化為烴類物質(zhì)則是屬于現(xiàn)代煤化工技術(shù)，例如甲醇制烯烴（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）、甲醇制芳烴（MTA）和甲醇制汽油（MTG）。甲醇制汽油工藝，包括甲醇脫水生成二甲醚和二甲醚在ZSM-5催化劑作用下，在溫度360～410℃、壓力0.1～0.7MPa的條件下，脫水烴化生成汽油餾程的烴類混合物。MTG工藝主要有美國Mobil公司開發(fā)的兩步法固定床工藝、中科院煤化所開發(fā)的一步法固定床工藝，以及美國�？松葼栄芯颗c工程公司（EMRE）和中石化煉化工程集團(tuán)公司（SEG）合作開發(fā)的流化床工藝技術(shù)。我國首個煤基甲醇合成汽油項目山西晉煤集團(tuán)100kt/a裝置采用Mobil公司的固定床工藝，汽油產(chǎn)率為35%～38%，輕烴產(chǎn)率為5%～8%；MTG工藝產(chǎn)品為汽油和少量氣態(tài)烴，沒有柴油及更重的油品。
1.6 煤經(jīng)甲醇制柴油組分
以煤基甲醇及其衍生物甲醛、甲縮醛、低聚甲醛和二甲醚等為原料合成的聚甲氧基二甲醚（DMMn，n=3～6）被公認(rèn)為良好的清潔柴油調(diào)和組分。近年來，DMMn合成工藝技術(shù)研發(fā)已成為煤制油的新研究熱點(diǎn)。DMMn是一種醚類混合物，甲氧基數(shù)不同的分子其物理化學(xué)性質(zhì)不同。DMMn合成工藝包括液體酸催化工藝、固體酸催化工藝、陽離子交換樹脂催化工藝、離子液體催化工藝和金屬氧化物催化工藝。主要區(qū)別在于原料起點(diǎn)、催化劑體系和反應(yīng)條件。一般來說，以氧化鈮、陽離子樹脂或離子液體為催化劑，以甲縮醛和三聚甲醛為聚合原料，其產(chǎn)物以DMM3~8餾分為主；而以液體酸或超強(qiáng)固體酸為催化劑，以甲醇、甲縮醛和多聚甲醛為聚合原料時，產(chǎn)物主要是DMM2~4餾分。中科院蘭州化學(xué)物理研究所和清華大學(xué)分別開發(fā)的DMMn生產(chǎn)工藝技術(shù)都在2015年建設(shè)了10kt/a工業(yè)化示范裝置。兗礦榆林能化公司采用山東科技大學(xué)的工藝技術(shù)在建的DMMn生產(chǎn)裝置規(guī)模已達(dá)500kt/a。
2、煤基燃料油品特性
2.1 煤直接液化油品
煤直接液化油中石腦油餾分占比較低，一般在15%～30%之間，其含硫量極低（0.25mg/kg以下），環(huán)烷烴和芳烴體積分?jǐn)?shù)占71%以上，不含烯烴，研究法辛烷值較低（RON70左右），不宜直接作為車用汽油調(diào)和組分，但屬于催化重整生產(chǎn)高辛烷值汽油和芳烴的優(yōu)質(zhì)原料。
富含環(huán)烷烴和芳烴的組成特點(diǎn)使煤直接液化油品煤油餾分具有制備高密度、高熱值、高熱安定性等噴氣燃料的優(yōu)勢。煤炭直接液化國家工程實驗室對煤直接液化油生產(chǎn)大密度噴氣燃料進(jìn)行的理化性能測定和臺架試驗證明，用煤直接液化原料油制備的噴氣燃料其理化性能均滿足《3號噴氣燃料》舊版國家標(biāo)準(zhǔn)（GB6537—2006）要求。但2018年修訂的新版國家標(biāo)準(zhǔn)（GB6537—2018）規(guī)定航煤中不得摻入煤直接液化油品組分。
直接液化油的柴油餾分環(huán)烷烴含量高達(dá)90%以上，鏈烷烴含量不足10%，多環(huán)芳烴不足2%，總芳烴含量不足3%。十六烷值很低，常規(guī)加氫精制條件下難以生產(chǎn)出十六烷值合格的柴油，即使經(jīng)過苛刻條件的芳烴加氫飽和以及環(huán)烷烴開環(huán)難以實現(xiàn)十六烷值不小于51的國Ⅵ車用柴油標(biāo)準(zhǔn)要求。但其硫含量在2mg/kg以下，氮含量在10mg/kg以下，與石油基柴油相比密度大，餾程較輕，干點(diǎn)較低，凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)分別為−55℃和−50℃左右，它與高十六烷值的費(fèi)托合成柴油或石油基柴油按一定比例調(diào)和可以制備優(yōu)質(zhì)車用柴油。
2.2 煤間接液化油品
煤間接液化的費(fèi)托合成油之汽油餾分基本上是直鏈烯烴和烷烴，其研究法辛烷值不到70，不是理想的車用汽油調(diào)和組分，也不適合用于催化重整生產(chǎn)高辛烷值汽油或芳烴產(chǎn)品，是乙烯和溶劑油生產(chǎn)裝置的理想原料。低溫費(fèi)托合成油的柴油餾分基本上是飽和烴，高溫費(fèi)托合成油的柴油餾分不僅含有異構(gòu)烴和烯烴，還含有15%～30%的芳烴。費(fèi)托柴油十六烷值高、硫和芳烴含量低、冷濾點(diǎn)不高，是理想的優(yōu)質(zhì)柴油調(diào)和組分。從煤基燃料油品產(chǎn)業(yè)鏈來看，煤直接液化加氫改質(zhì)柴油和煤間接液化的費(fèi)托合成柴油在密度、餾程、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)及十六烷值等性質(zhì)存在良好的互補(bǔ)關(guān)系，如能實現(xiàn)資源互補(bǔ)，應(yīng)該是煤制油行業(yè)生產(chǎn)油品的很好配置。
費(fèi)托合成油硫含量極低、密度低、氫含量高，也是生產(chǎn)乙烯丙烯和溶劑油、精蠟、高檔潤滑油和鉆井液基礎(chǔ)油等特種化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料。費(fèi)托合成油含有較多的α-烯烴，從中分離提取α-烯烴具有成本優(yōu)勢，可以生產(chǎn)1-己烯、1-辛烯等化工單體和表面活性劑等高附加值產(chǎn)品。
2.3 煤焦油加氫產(chǎn)品
煤焦油與石油基原料相比芳烴和膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，此外還含有大量含氧有機(jī)物、機(jī)械雜質(zhì)和少量含硫、氮分子。煤焦油經(jīng)過加氫精制與加氫裂化加工后，可以得到硫氮氧元素含量比較理想的石腦油和柴油組分，但它們的烴族組成和使用性能與其煤焦油前體密切相關(guān)。無論是高溫煤焦油還是中低溫煤焦油加氫得到的石腦油芳烴潛含量較高（45%～70%），可以作為車用清潔汽油的調(diào)和組分，更適合作為催化重整裝置原料，用于生產(chǎn)芳烴。中低溫煤焦油加氫得到的柴油餾分雖然密度偏重、十六烷值偏低，但其硫含量完全符合國Ⅵ柴油標(biāo)準(zhǔn)，可用于柴油的調(diào)和組分，也可研究用以生產(chǎn)大相對密度航空燃料等。而高溫煤焦油加氫得到的柴油餾分雖然凝點(diǎn)冷濾點(diǎn)低于−30℃，但十六烷值（39～51）偏低、硫含量（15～39mg/kg）也超出國Ⅵ柴油標(biāo)準(zhǔn)的硫含量限值，只能適量摻入到超低硫柴油組分中來生產(chǎn)合格柴油燃料。2017年4月工信部發(fā)布的《煤基氫化油》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HG/T5146—2017）對煤焦油加氫生成石腦油、柴油和重油的密度、餾程、硫含量和芳烴潛含量、飽和烴含量等組成和性質(zhì)做出明確規(guī)定。
2.4 煤油共煉產(chǎn)品
煤油共煉產(chǎn)品性質(zhì)介于煤直接液化油品和石油渣油加氫油品之間。雖然煤油共煉產(chǎn)品性質(zhì)與其原料重油和煤性質(zhì)密切相關(guān)，但經(jīng)苛刻的反應(yīng)條件后，所產(chǎn)油品的硫、氮等雜原子含量均可符合清潔油品的標(biāo)準(zhǔn)。與煤直接液化路線相比，煤油共煉技術(shù)把重油作為部分或全部溶劑油用于配制煤漿，解決了煤直接液化時溶劑油短缺的問題。由于重油加氫裂化后得到的柴油的十六烷值遠(yuǎn)高于煤直接液化柴油，煤油共煉的柴油餾分相當(dāng)于把煤直接液化柴油和重質(zhì)石油組分加氫生成的柴油餾分進(jìn)行了調(diào)和，解決了煤直接液化柴油十六烷值偏低的問題。煤油共煉的石腦油產(chǎn)品抗爆性能不好，不宜直接作為汽油調(diào)和組分，但可作為優(yōu)質(zhì)原料通過催化重整生產(chǎn)汽油和芳烴產(chǎn)品。
2.5 甲醇合成汽油
MTG汽油主要組成為C5～C11的烴類物質(zhì)，是一種無硫、無氮、無氧、低苯、低芳烴、低烯烴的優(yōu)質(zhì)高辛烷值（RON≥93）汽油組分，可以直接作為符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的93號車用汽油產(chǎn)品銷售，也可與其他低辛烷值的煤基汽油或煉油廠催化裂化汽油、重整汽油、烷基化汽油、疊合汽油等直接調(diào)和生產(chǎn)高標(biāo)號國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)車用汽油和車用乙醇汽油產(chǎn)品。由于MTG汽油與煉油廠的催化裂化汽油、重整汽油相比烯烴和苯含量遠(yuǎn)低于國家車用汽油標(biāo)準(zhǔn)，完全可以替代以C4烯烴為原料的煉油烷基化汽油和C4疊合汽油組分。
2.6 DMMn柴油組分
DMMn是一種小分子含氧燃料，可以摻入石油基柴油燃料，從而改善發(fā)動機(jī)的燃燒與排放，是比較理想的柴油替代燃料和降低柴油機(jī)排放的新車用燃料。DMMn是非烴類物質(zhì)，含氧量47%～50%，但物性與柴油相近，調(diào)和到柴油中使用不需要對車輛發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)進(jìn)行改造，且摻入到柴油中的比例可高達(dá)20%。DMMn十六烷值高達(dá)78以上，無硫無氮無芳烴，且能顯著降低柴油冷濾點(diǎn)。與石油基柴油相比，DMMn可以實現(xiàn)無煙燃燒，具有較低的CO和HC排放以及較高的燃燒效率和熱效率。當(dāng)然，DMMn本身熱值只有普通柴油的50%左右，因此摻入比例過高將影響發(fā)動機(jī)動力。DMMn的凝點(diǎn)在−30℃左右，自身高含氧量使得其在高寒缺氧地區(qū)使用更具優(yōu)勢，也可以作為特殊地區(qū)獨(dú)立的車用柴油直接銷售。
3、燃料油品需求分析
石油產(chǎn)品的用途按照消費(fèi)量排序依次是汽煤柴等交通運(yùn)輸燃料、烯烴和芳烴等石化原料、潤滑油和溶劑油等非燃料油品，以及石蠟和瀝青等固體產(chǎn)品。當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)處于新舊動能轉(zhuǎn)換和結(jié)構(gòu)升級時期，能源化工行業(yè)面臨著數(shù)字革命、綠色革命、電動革命和市場革命。2017年，國內(nèi)原油加工產(chǎn)能800Mt/a左右，大約過剩30%。據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計，2020年我國煉油能力可能達(dá)到960Mt/a，產(chǎn)能過剩40%以上。我國成品油供過于求的事實將使國內(nèi)成品油市場進(jìn)入充分競爭時代。煉油企業(yè)正在醞釀著向化工轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)煉化一體化發(fā)展，消解成品油生產(chǎn)能力過剩，這不可避免也要影響煤基油品生產(chǎn)交通運(yùn)輸燃料的加工利用工藝路線和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
3.1 燃料油品結(jié)構(gòu)需求分析
我國成品油消費(fèi)量經(jīng)過改革開放40年來的持續(xù)快速增長，目前國內(nèi)市場對交通運(yùn)輸燃料品種需求正在發(fā)生變化。柴油消費(fèi)量已在2015年達(dá)到峰值170Mt/a，之后保持振蕩走勢。汽油消費(fèi)需求增長速度也已經(jīng)減緩，預(yù)計我國汽油消費(fèi)量在2025年左右達(dá)到峰值170Mt/a。我國表觀消費(fèi)柴汽比也在2010—2017年期間從2.0以上持續(xù)降低到的1.36左右。航空煤油消費(fèi)量保持較快速度增長，從2010年的17.5Mt/a增加到2017年的34Mt/a。
未來，電動汽車、天然氣汽車、甲醇汽車和氫能汽車等新能源汽車將迅速發(fā)展，加之新車燃油能效和電氣化鐵路運(yùn)輸占比不斷提高，都將減少汽車行業(yè)對油品的需求量。預(yù)計我國柴油消費(fèi)量2025年前將基本保持在175Mt/a左右；汽油消費(fèi)量將保持低速增長，在2025年左右達(dá)到峰值170Mt/a左右，考慮到2020年國家全面推廣乙醇汽油還要有10Mt/a生物燃料乙醇替代烴類汽油組分，化石燃料汽油需求增速將進(jìn)一步降低；航空煤油會保持高速增長，到2025年達(dá)到50Mt/a。總體來看，未來我國成品油消費(fèi)將保持較低增速，消費(fèi)柴汽比將進(jìn)一步下降，預(yù)計2020年下降至1.2∶1左右。
3.2 燃料油品質(zhì)量要求分析
與此同時，環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，油品質(zhì)量升級步伐加快，車用汽柴油國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)已從原定的2018年1月1日提前到2017年1月1日開始實施。國家從2019年開始執(zhí)行國ⅥA階段汽油標(biāo)準(zhǔn)并在四年后的2023年執(zhí)行國ⅥB階段汽油標(biāo)準(zhǔn)（GB17930—2016《車用汽油》），國Ⅵ柴油標(biāo)準(zhǔn)（GB19147—2016《車用柴油》）也于2019年開始實施。新汽油標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步降低了汽油中烯烴、苯和硫含量；新柴油標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)一步降低了多環(huán)芳烴和硫含量。
2017年9月國家十五部委出臺了《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》，規(guī)定2020年基本實現(xiàn)全國范圍推廣使用車用乙醇汽油（GB18351—2015《車用乙醇汽油E10》）。車用乙醇汽油調(diào)合組分油國家標(biāo)準(zhǔn)（GB22030—2017）對辛烷值、不飽和烴和硫含量的要求與普通車用汽油基本一致。例如，國ⅥB階段95號乙醇汽油的調(diào)合油要求研究法辛烷值不低于93.5，硫含量不大于10mg/kg；烯烴、芳烴和苯含量（體積分?jǐn)?shù)）分別不高于16%、38%和0.8%。
國家2018年發(fā)布實施了修訂版航空煤油標(biāo)準(zhǔn)（GB6537—2018《3號噴氣燃料》）。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定費(fèi)托合成烴類和生物質(zhì)合成烴類組分在3號噴氣燃料體積分?jǐn)?shù)應(yīng)不高于50%；芳烴體積分?jǐn)?shù)不低于8%，餾程T50與T10之差不小于15℃，T90與T10之差不小于40℃。該標(biāo)準(zhǔn)還專門對費(fèi)托合成烴煤油組分（FT-SPK）制定了技術(shù)要求。主要技術(shù)指標(biāo)為：餾程T10不大于205℃，終餾點(diǎn)（FBP）不大于300℃，T90與T10之差不小于22℃；密度（20℃）730～770kg/m3，硫含量不大于15mg/kg，環(huán)烷烴和芳烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別不大于15%和0.5%。
3.3 煤基燃料油品與國標(biāo)對比
從清潔油品的角度講，煤制油經(jīng)歷了苛刻的脫硫脫氮過程，煤基油品硫、氮含量很低，完全符合清潔油品對雜原子的要求。但從使用性能來看，幾種煤基油品性質(zhì)差別很大。表1、表2列出了典型煤基汽柴油性質(zhì)與國家標(biāo)準(zhǔn)的對比數(shù)據(jù)。表3列出了典型的費(fèi)托合成煤油餾分性質(zhì)與國家航空煤油標(biāo)準(zhǔn)的對比數(shù)據(jù)。
可以看出，煤基油品的硫含量除了高溫煤焦油加氫柴油外都能滿足清潔油品標(biāo)準(zhǔn)要求。煤直接液化油和費(fèi)托合成油的汽油餾分抗爆性能與國ⅥB車用汽油標(biāo)準(zhǔn)相差很大，費(fèi)托合成汽油的烯烴含量也基本超過ⅥB車用汽油標(biāo)準(zhǔn)，煤焦油加氫后的汽油餾分芳烴潛含量很高，它們都不是生產(chǎn)成品汽油的理想調(diào)和組分，可以少量摻入成品車用汽油中；而MTG汽油從組成和性質(zhì)來看是非常理想的車用汽油調(diào)和組分。從柴油餾分來看，煤直接液化柴油和煤焦油加氫柴油的密度不符合國Ⅵ車用柴油標(biāo)準(zhǔn)、十六烷值偏低，不能獨(dú)立作為柴油成品油出廠，但可作為調(diào)和組分與優(yōu)質(zhì)石油基或費(fèi)托基柴油生產(chǎn)合格的國Ⅵ柴油，尤其是煤焦油加氫柴油餾分性能指標(biāo)與國Ⅵ柴油標(biāo)準(zhǔn)已比較接近。費(fèi)托合成柴油主要技術(shù)指標(biāo)很好，其獨(dú)立作為商品柴油品質(zhì)過剩，完全可以與劣質(zhì)組分調(diào)和提高經(jīng)濟(jì)效益。DMM3~6柴油密度嚴(yán)重超標(biāo)，可以作為高十六烷值調(diào)和組分使用。從航煤生產(chǎn)角度來看，費(fèi)托合成加氫裂化煤油餾分完全符合3號噴氣燃料組分標(biāo)準(zhǔn)，可以摻入50%到石油基航煤中。煤直接液化煤油餾分產(chǎn)品因芳烴含量高，致使密度超過900kg/m3，且熱值偏低，不是理想的航煤調(diào)和組分，在航煤新版標(biāo)準(zhǔn)中尚不允許摻入煤直接液化煤油等其他煤基油品。
4、結(jié)語
（1）煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展既要考慮國家石油安全、水資源與環(huán)境承載等戰(zhàn)略問題，也要考慮市場對成品油的結(jié)構(gòu)需求。從交通運(yùn)輸燃料油品結(jié)構(gòu)來看，煤基油品餾分結(jié)構(gòu)盡管和原料組成、生產(chǎn)工藝路線以及工藝條件密切相關(guān)，但從已有工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)看，直接液化油品、間接液化油品、煤焦油加氫油品和煤油共煉油品的柴汽比都在2.78～5.46范圍內(nèi)，與今后我國市場需求的柴汽比1.2相差很大。MTG油品主要是汽油，是煤基油品中最符合市場需求結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；而聚氧甲基二甲醚是柴油組分，用于改善柴油的品質(zhì)。煤基油品作為交通運(yùn)輸燃料要達(dá)到較大規(guī)模，需要通過甲醇制汽油等路線大幅度增加汽油產(chǎn)量，或煤基油品生產(chǎn)裝置與以催化裂化為主要重油輕質(zhì)化路線的石油加工企業(yè)協(xié)同發(fā)展。
（2）煤基油品作為交通運(yùn)輸燃料關(guān)鍵是產(chǎn)品質(zhì)量要符合國家成品油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。與石油煉制產(chǎn)品相比，大多數(shù)煤基油品硫化物等有害物質(zhì)含量低、清潔性好。煤基油品汽油餾分大多數(shù)辛烷值不達(dá)標(biāo)，費(fèi)托合成汽油烯烴含量超標(biāo)，煤焦油加氫汽油芳烴含量超標(biāo)，它們不是理想的ⅥB車用汽油調(diào)和組分；只有甲醇制汽油的組成與性質(zhì)比較理想。煤基油品的煤油餾分只有費(fèi)托合成油品的組成和性質(zhì)能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，可以在成品航煤中摻入高達(dá)50%的比例；其他煤基油品的航煤餾分密度嚴(yán)重超標(biāo)，尚不能用作航空煤油組分。費(fèi)托合成柴油性能優(yōu)異，是一種非常好的柴油調(diào)和組分；聚甲氧基二甲醚柴油餾分具有極高的十六烷值和密度，是石油基柴油的優(yōu)秀調(diào)和組分；與費(fèi)托合成煤基柴油調(diào)和存在十六烷值過剩問題，與其他煤基柴油調(diào)和將致使密度太高而超標(biāo)。煤直接液化柴油和中低溫煤焦油加氫柴油餾分的十六烷值偏低，須與高十六烷值的費(fèi)托柴油或石蠟基石油柴油餾分調(diào)和才能生產(chǎn)符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的成品柴油。從實驗研究開發(fā)方面應(yīng)加大不同工藝路線的煤基燃料油品之間、煤基燃料與石油基燃料油品之間的調(diào)和性能研究，彌補(bǔ)單一技術(shù)路線煤基油品的性能缺陷。
（3）煤間接制油工藝能夠直接生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油和航空噴氣燃料油組分，而且能生產(chǎn)特種溶劑油、石蠟、表面活性劑等高附加值產(chǎn)品，是煤制油大規(guī)�？沙掷m(xù)發(fā)展的主要技術(shù)路線。煤直接液化工藝無論從油品結(jié)構(gòu)和油品性質(zhì)都比煤間接制油差一些，需要持續(xù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)與完善。煤油共煉工藝路線在生產(chǎn)交通運(yùn)輸燃油方面彌補(bǔ)了煤直接液化的一些不足，也為煉油廠重（劣）質(zhì)油、煤焦油加工利用提供了新的技術(shù)方案，形成了重油加工與現(xiàn)代煤化工的技術(shù)耦合，為我國煤制油和劣質(zhì)油輕質(zhì)化開辟了一條可供選擇的新途徑。
（4）中低溫煤焦油含有較多烴類組分，可以生產(chǎn)出符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油調(diào)和組分，高溫煤焦油加氫后的柴油餾分的硫含量和十六烷值指標(biāo)與國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)雖有差距但也接近，應(yīng)加大生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用研究。從改進(jìn)油品性能和過程經(jīng)濟(jì)性、可靠性的
角度，不斷升級熱解生產(chǎn)、煤焦油加氫成套技術(shù)，從而實現(xiàn)煤炭其加工過程副產(chǎn)品的高效利用。這樣也從戰(zhàn)略上部分解決了國內(nèi)石油資源不足的問題。
（5）近年來煉油化工企業(yè)一直在探索煤油化一體化發(fā)展。除了煤制氫、煤油共煉等裝置外，煉化企業(yè)和煤化工企業(yè)應(yīng)該重視利用煤基甲醇生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燃料油品調(diào)和組分的實踐探索。MTG汽油和DMMn柴油組分這兩種煤基燃料油品作為優(yōu)質(zhì)汽油和柴油調(diào)和組分應(yīng)加大生產(chǎn)工藝技術(shù)和產(chǎn)品使用性能研發(fā)力度、進(jìn)一步降低成本。煤制油企業(yè)或煉化企業(yè)可結(jié)合生產(chǎn)發(fā)展需要，規(guī)劃建設(shè)以煤基甲醇為原料的MTG和DMMn生產(chǎn)裝置，改善成品油的柴汽比結(jié)構(gòu)和交通運(yùn)輸燃料產(chǎn)品質(zhì)量，滿足地區(qū)性市場需求。
