关于煤制油的工艺经济分析

白文华

【摘 要】在油价居高不下的情况下，煤制油能够实现对石油的部分替代，但是环境和水资源的限制又决定了煤制油不能大规模的替代石油。煤制油工艺主要有直接液化法和间接液化法两种。基于此，本文将探讨制约煤制油的影响因素，高能耗对煤制油经济性的影响，并从煤制油技术成本、经济节能以及环境等方面分析两种煤制油法的经济性。

【关键词】煤制油；工艺；经济；分析

煤液化技术是一种石油替代技术，在油价高涨的时期，深受国内外相关人员的重视。我国是一个煤富油贫的国家，随着我国对原油需求量的迅猛增加，我国石油进口量急剧增加。为了缓解我国石油短缺的现场，充分利用我国丰富的煤炭资源，煤液化技术开始投入使用。

煤制油工艺是一种以煤炭资源为原料生产液化燃料和化工原料的煤炭化工技术。其主要分为直接液化和间接液化两种方式。

1.影响煤制油经济性的因素

通过实际的数据表明，影响煤制油经济性的主要因素是原料的成本变化和该工艺对环境产生的影响。第一，在柴油生产成本中，原料大约占据25%，是一项十分敏感的影响因素。第二，煤液化项目对环境的影响，例如，二氧化碳的排放、气化残渣及生产过程中废水的排放。其中气化残渣可以制成水泥原料，生产废水可以经过回收处理实现零排放，这两项可以忽略不计，其对环境的主要影响是二氧化碳的排放，其增排的代价利用清洁发展机制进行衡量。

2.高煤耗制约煤制油的经济性

煤制油需要消化大量的煤原料，这种高煤耗引起了国内外很多争议。根据《煤化工产业中长期发展规划》要求的3000万吨产能来估算，3000万吨饿煤制油消耗饿煤原料确实很大。按照间接液化法来计算，3000万吨煤制油每年需要消耗无水无灰煤为1.35～1.74亿吨。这一数据相当于2006年煤炭消耗饿7%。而直接液化法消耗的煤量同样巨大。但是不能仅凭这一点限制煤制油的发展。

根据国土资源部公布的数据，我国累计煤炭探明资源量是10210.56亿吨，因而可以通过加大煤炭资源的勘探力度来保障煤制油的煤炭供应。同时，电能结构的改革和调整为煤制油工艺的发展提供了一部分节省的煤炭。总之，随着煤炭资源的消耗，其会越来越稀缺，煤制油的经济性必将越来越差。

3.直接液化和间接液化的比较

3.1直接液化和间接液化的技术比较

直接液化工艺的操作条件比较严格，对液化的压力和温度的要求很高，通常的液化压力为17～30Mpa，温度一般为430到470oC；液化反应产物复杂，液固混合物饿粘度很高，分离比较困难；同时氢量饿消耗大，通常是在6%～10%之间。且该工艺对煤种具有较强的依赖性，一般为年轻煤，如褐煤、长焰煤等。炼制过程中除了需要补充大量的氢气之外，还需要循环油作为供氢溶剂，这样一来就降低了装置饿生产能力。典型的直接液化工艺在15Mpa左右，将煤催化加氢液化，生产出的油芳烃的含量较高，要达到目前石油产品的要求，还需要经过后续进一步加氢精制。

间接液化工艺的操作条件相对温和，压力通常为2～3Mpa，温度一般低于350摄氏度，对煤种的依赖性低。间接液化的技术难度和风险低，对设备的材质和制造，操作以及维护相对简单；产品的使用效率和环保性更好，副产品相对较多。

典型饿间接液化在1.5～4Mpa的条件下，产出的产品不含有硫氮等污染物，汽油的辛烷值大于90#，柴油的十六烷值高达75，并且没有芳烃，质量比第四代洁净油品高。

3.2直接液化和间接液化的经济性比较

实际数据表明，直接液化的优点为：煤制油饿油收率比较高，能够达到63%～68%；消耗的煤量小，直接液化的方式生产一吨液化油，需要消耗的原料为2.4吨。液化油主要是汽油和柴油，具有很高的选择性；直接液化需要的设备体积较小，运行成本低，通常建设一座产量为100万吨的液化厂，需要的投资为100亿人民币。研究表明，当油价在17-29美元/桶时，年产量为100万吨的煤制油工厂就有生存的空间；每桶的油价为20～25美元时，会有一定的利润空间；而当油价每桶大于25美元时，具有很光明的经济效益。

间接液化的优点主要是转化率高，例如，SAS工艺使用的熔铁催化剂，一次通过转化率能够达到60%以上，而使用更先进饿催化剂，其饿转化率更高。

通常认为，同一种煤如果既能适合加氢液化技术又能适应煤基间接液化技术，那如果都生产燃料油品，那么前者饿经济效益会比后者更为明显。然而，煤制油工艺的经济性的影响因素很多，如，工艺饿特点，煤的价格以及所生产的产品结构和价格，产业的政策等。因而不能忽略空间限制，简单的探讨煤制油直接法和间接法的经济性优劣。

3.3直接液化和间接液化的环境比较

煤液化的直接法和间接法各有所长，同时具有一定的互补性。据调查表明，我国煤炭既有适合气流床气化的煤种，又有适合加氢液化的煤种。煤直接液化技术在催化剂和反应条件方面的选择性强，有很大的优化余地。优化煤液化催化剂的组合，降低操作难度和操作压力，将是也直接液化发展的方向。

煤液化饿间接法是一项过程工艺，是组成以气化为主要的集成多联产系统的重要生产单元，也是整个串联生产中重要桥梁。对于间接法煤液化来说，当务之急是优化多联产系统中的生产要素，加大产品机构和产量的整合，保证多联产系统的产出和投入比的最大化。

4.结束语

总而言之，煤制油工艺虽然存在众多的风险，不能和石油贸易相竞争。但是由于石油的不可再生性和价格的上升趋势，煤制油在我国仍旧是一项保障石油安全的长期战略技术储备项目。因而，相关的工作人员要加大煤制油技术的投入，加快核心技术和关键技术的自主知识产权发展，提高煤制油项目的能量转化率，采取一切合理措施降低对环境的污染，从而增强煤制油工艺的技术稳定性和经济性。

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