煤制油技术产业发展现状及前景探析

2022-09-22郭晋伟

山西化工 2022年5期

关键词：煤制油液化能源

郭晋伟

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西长治 046200）

1 煤制油技术产业

我国作为煤炭大国。自建国以来，煤炭在一次能源消费构成占比一直不低于70%。在《中国可持续能源发展战略》研究报告中，多位国家级院士一致认为，到本世纪中叶，煤炭资源占能源消费比例不会低于50%[1]。中国一次能源消费结构，如表1 所示。

表1 中国一次能源消费结构 %

由表1 可见，煤炭在我国能源结构中的主体地位，将是短时间内无法改变的。煤炭资源安全与国家能源战略安全牢不可分，所以煤炭资源将在我国今后很长一段时间里作为主要能源供给消费，发挥煤炭大国优势，从煤炭出发发展能源工业是我国的必然选择。随着全球经济贸易的发展和石油资源的日益枯竭，以煤炭为原料的二次能源开发已逐渐成为一种重要的选择。而以煤造油为主的新一代技术成为了改善我国能源供给结构，维护国家能源安全的不二之选。

1.1 煤制油产业的发展

煤制油是以煤炭为原料在高温高压条件下经过一系列物化反应生产烃类燃料和石油化工产品的一项技术，其中包含直接液化和间接液化两种方式。

煤直接液化是指煤粉在高温高压条件下通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料的技术。工艺流程，如图1 所示。煤直接液化技术起源于德国，第一代生产线在20 世纪30 年代实现工业化生产，随着70 年代第一二次石油危机的到来第二代煤直接液化技术开始发展，而新世纪以来的第三次石油危机则催生了第三代直接液化技术的发展和应用。由此可以看出煤制油技术的发展是随着世界原油价格大幅度波动而催发的。此项技术经过近百年的发展，多国都发展出了拥有自主产权的工艺技术，均已实现了规模化的工业生产[2]。煤直接液化优点是转化率高，吨油耗煤少。缺点是对所需煤种要求条件高，反应条件相对苛刻，且生成油品品质较差必须经过进一步加工才能得到目的产物。

图1 煤直接液化工艺流程

煤间接液化是先将煤粉转化成合成气在一定的温度压力及催化剂的作用下生成油品及石油化工产品的技术。工艺流程，如图2 所示。费托合成作为核心技术一直是间接液化研究的重点，而使用的催化剂一直在不断地更新，使之拥有更好的选择性和转化率。南非是世界上最早采用煤间接液化技术的国家，后传入我国，并在我国得到广泛应用，其优点是地域适用性较广，操作条件温和，对煤种的要求较低，生成的油品品质较高，芳烃、氮、硫含量低，对环境造成的影响较小。缺点是成本较高，转化率较低，吨油耗煤消耗较大。

图2 煤间接液化工艺流程

1.2 国内煤制油产业的现状

煤制油工艺技术的发展已有百年之久，国内外都研发出拥有自主知识产权的煤制油工艺技术。在国内，自建国后就开始研究，尤其是改革开放之后，国内原油短缺加快了煤制油工艺的研究，在科研人员不懈努力下，煤制油项目在我国已形成规模化产业，同时我国在煤制油工艺技术上已达到了国际同类研究的标准，在某些方面还具有突出的优势。

21 世纪以来，我国煤间接液化制油技术的研发和规模化生产开始快速发展。神华集团、潞安集团、伊泰集团等利用中科合成油公司的具有自主知识产权的专利技术相继建成百万吨级生产线并投产。这些项目的建成投产标志着我国进入了科学有序大规模自主发展煤制油工业的阶段，同时也说明了我国煤间接液化制油产业化取得了阶段性成果和重点突破，这使我国在能源安全方面取得了重大成就[3-4]。

2 存在的问题及前景展望

2.1 存在的问题

目前煤制油项目很大程度上缓解了我国对于原油进口的依赖。保证了国家能源安全。随着煤制油技术的不断优化升级，配套产业的不断完善，煤制油项目将会发挥越来越重要的作用。

但是从一般事物的发展规律看，快速的发展必然会存在隐患。而事实确实如此，煤制油项目作为一个技术密集型、人才密集型、资金密集型产业，许多企业在缺乏工业实践经验和技术的问题下盲目投资，造成产能过剩的同时也造成产品单一附加值低等现象，从而影响行业的健康发展[5]。

从国内国外大环境下看，国际油价尚不稳定，影响油价的不确定性因素较多，这会影响企业的经济效益。同时煤炭作为一种古老的化石能源，无论在开采还是加工过程都会造成一定的资源浪费和环境污染，这也成为了整个行业共同面临的问题。并且煤制油的本质是把一种化石能源转变成另一种化石能源。煤炭资源作为不可再生能源，用一点就少一点，如果不加节制会影响国家能源储备的安全。企业科研人员应该抓紧在风能，氢能等新能源上研究，调整能源结构比例，减少对化石能源的依赖，推动产业高质量转型发展。

2.2 与石油化工比较

在生产成本上，虽然煤化工比石油化工原料成本低，但会消耗大量的水电资源，而且煤化工产业大部分处在示范阶段产业规模小，生产流程长，环保要求高，环保投资占比较大，导致项目投资大，回报周期时间长。下游产品配套产业不完善，产品多以化工原料产品为主，较为单一，还需进行进一步加工，企业利益较小。并且煤化工在交通运输、产品消费市场存在劣势，现阶段煤化工企业大多分布在我国的中西部煤炭资源丰富的地区，化工产品离东南沿海市场较远，运输成本较高，而石油化工由于对原油进口的依赖，项目比较集中在东南沿海或沿江地区，且技术相对成熟配套的下游设施完善产业链较为集中，产品较为丰富，且离消费市场较近，运输成本较低。

2.3 煤制油前景分析

经过多年来的发展，有数据调查表明，现阶段煤制油产能已经过剩。因此，及时调整发展战略，控制产量，进一步完善生产工艺、突破技术难关，提升产品附加值提高煤制油产品竞争力成为煤制油产业的发展方向。政府相关部门应当给予煤制油企业更多的政策扶持帮助企业实现过度，完善相关产业链，实现一体化，向技术密集型企业转型。