中国煤代油行业市场发展历程分析

中国市场研究网www.hjbaogao.com.cn2020-02-22 11:26:33
内容摘要:水煤浆技术包括制浆技术、输送技术和燃料技术3个主要环节。水煤浆是由煤、水、添加剂(包括分散剂、消泡剂和稳定剂)按一定比例,通过物理加工处理制成的新型洁净代油燃料。水煤浆具有良好的流动性,便于装、储、管道输送及喷雾燃烧,与烧粉煤相比,所产生的NOx、SO2及灰渣少,可以在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等方面代油或代气燃用,获得良好的经济效益和环保效益。超低灰水煤浆还可直接用于柴油机和燃气轮机。

从国家化工行业生产力促进中心及中国石油和化学工业协会联合主办的“加快煤炭资源转化、发展中小型化肥企业,生产燃料甲醇技术交流合作洽谈会”上获悉:本世纪,解决我国的能源问题应立足于我国现有资源,进口石油不是长远之计。鉴于中国煤炭可用172年,中国的能源发展方向应在坚持可持续发展战略原则前提下,走以煤炭为主、其他资源为辅的能源结构之路。

通过利用丰富的煤炭资源转化为汽车燃料──甲醇、二甲醚,提高煤炭企业的效益,大范围推广添加一定比例甲醇的汽油或完全使用甲醇代替车用燃料,改变中国的汽车能源结构。

甲醇燃料是煤炭资源转化成燃料较理想的方式,甲醇合成技术业已成熟,且投资适当、能源利用率较高,每3.5吨煤可生产2吨甲醇。例如哈尔滨气化厂利用褐煤为原料,生产城市煤气(日产160万立方米),同时联产甲醇(年产4万吨),还有重油、轻油、酚、硫等副产品,并且较好地解决了环境保护问题。

目前,我国的醇、醚燃料已研究成熟,正大力开发、推广应用。山西佳新能源化工公司已成功地开发了醇、醚燃料,其中M3~5,即在汽油中加入3%~5%的甲醇,可直接使用;M10~20,即在汽油中加入10%~20%的甲醇,需加入助燃剂和防腐剂,可直接用在汽油车上;M85~100甲醇汽油需改发动机,这种汽车发动机现已研制成功,正在各种车辆上使用,效果很好。10%~20%甲醇柴油,可直接用在柴油车上;M90甲醇柴油,需调整柴油机的喷嘴后方能使用;M100甲醇柴油,需加入3%~5%的助燃剂、润滑剂,来解决柴油机的压燃点火及油路润滑问题。

河南漯河石化集团有限公司自1996年开始研究甲醇燃料,至1999年底已开发出M50甲醇汽油(50%甲醇+15%改性材料+35%90#汽油),在当地公交车上直接进行试用,并试销M50甲醇汽油产品。2001年已商品化,已具有“M50甲醇汽油的产品标准”和工商局签发的“生产许可证”和“经营许可证”。

北京腾飞时代能源科技开发有限公司已成功开发M19环保复合燃料(15.5%甲醇+6%轻烃+75%90#汽油+3.5%添加剂=93#汽油),通过台架试验和车辆试用试验,效果很好。

二甲醇可替代柴油。西安大学、天津大学、上海柴油研究院都在从事该项技术的研究,初步研究表明,在柴油中掺入10%~30%的二甲醚,可直接利用。同时二甲醚可直接作为液化石油的替代品,市场容量很大且易于推广。

中国汽车工业专家蒋一子教授甚至认为应“发展煤制醇、醚燃料和醇、醚内燃机及甲醇—氢燃料电池,跨跃石油,放弃乙醇燃气汽车,建立我国新的汽车能源体系”。

本世纪是煤的世纪,煤制醇、醚将是汽车的新能源。

新型燃料──水煤浆。水煤浆技术包括制浆技术、输送技术和燃料技术3个主要环节。水煤浆是由煤、水、添加剂(包括分散剂、消泡剂和稳定剂)按一定比例,通过物理加工处理制成的新型洁净代油燃料。水煤浆具有良好的流动性,便于装、储、管道输送及喷雾燃烧,与烧粉煤相比,所产生的NOx、SO2及灰渣少,可以在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等方面代油或代气燃用,获得良好的经济效益和环保效益。超低灰水煤浆还可直接用于柴油机和燃气轮机。

国际水煤浆技术已进入大型工业化和商业化应用阶段,美国、瑞典、意大利、日本、加拿大等国都认为,水煤浆技术的应用已经成熟,一旦可以与石油价格竞争,水煤浆技术即可投入工业化生产。从20世纪80年代以来,上述各国已将研究重点转向超低灰水煤浆的制备与应用。

我国自上世纪80年代开始水煤浆代油的研究,由华煤水煤浆技术联合中心承担了国家“七五工业锅炉和电站锅炉燃用水煤浆”攻关课题。最早建成枣庄八一矿和抚顺胜利矿两座5万t/a的实验制浆厂。1992年3月建成投产的北京矿务局水煤浆厂,是我国第一座水煤浆示范厂,从瑞典引进生产线和主要技术设备,年产水煤浆25万吨。同时国内配套建设年处理能力为30万t原煤的洗选车间,洗选大同煤为制浆原料。该厂的建成标志着我国的水煤浆生产已跨入世界先进行列。继后,中日合资建成25万t/a兖州水煤浆厂,投资4亿元。

我国生产的水煤浆浓度一般为65%~70%,黏度500~1500厘泊,燃烧效率在95%以上。经工业锅炉、电站锅炉、水泥、干燥等窑炉和大型锻造炉代油或代气燃用,表明燃烧性能稳定,综合燃烧效率相当于燃煤粉锅炉。

水煤浆技术的深入发展,实现以煤代油是符合我国能源结构特点的重大决策,其前景是十分美好的。

“煤变油”即科学意义上的煤制合成油。煤的直接液化首先于20世纪初在美国、德国、英国和日本实现。1923年,德国化学家又研究出煤的间接液化技术。我国山西育才炼油厂于1924年就开始试炼“炭油”,但由于军阀混战使“煤变油”没有结果。1933年,闫锡山派人到英国和德国学习炼油技术,并从德国购买精制炼油机器。留学归来的科技人员开始对山西各地的不同煤种进行精制炭油试验对比,成功地生产出汽油、柴油、机油、石蜡、沥青等。1936年,山西燃料研究所专门配置了一座附属煤矿,积极准备进行工业化生产。此外,西北炼钢厂炼焦部于1934年筹建,3年后已建成焦炉36座,配置了炭油蒸馏、汽油蒸馏设备,准备从煤焦化中提炼汽油,原定于1937年10月1日正式投产。不料,“七七事变”爆发了,日寇于9月中旬入侵山西,11月8日侵占太原。燃料研究所和西北炼钢厂炼焦部引进的装置被日军拆装箱运到日本和东北、大连等地,厂房被炸毁。山西第二次“煤变油”被日寇扼杀了。

1981年,中科院山西煤化所开始进行煤制合成汽油的开发研究,1989年完成煤制合成油中试,并通过专家鉴定和可行性论证。1993年,山西煤制合成工业化试验装置生产出高标号车用汽油,由于成本高于进口石油,没有走向市场。

20世纪末,世界石油市场风云多变、油价暴涨。我国从1993年由石油出口国成为石油进口国之后,每年进口数量不断加大。对进口石油的依赖已危及到我国的能源战略安全。山西煤炭液化作为我国能源结构战略性调整又被提上重要的议事日程。2001年4月,中科院和山西省政府签署了《发展山西煤间接液化合成油产业的框架协议》,提出在今后5至10年内,在山西朔州、大同地区建成一个以百万吨级煤基合成汽油为核心的、多联产特大型企业集团,标志着山西“煤变油”又迈出关键的一步。

目前,山西已经具备万吨级煤基合成汽油生产装置的技术能力,在关键技术、催化剂的研究开发方面也拥有了自主知识产权。

现在,北京煤化所已建成具有世界先进水平的煤炭液化、油产品提质加工和分析检验研究室,使液化技术向工业生产的发展有了良好的基础。

1991年,北京煤化所对内蒙古锡林郭勒盟的褐煤和稠油作了高釜共炼试验,试验结果令人满意,褐煤转化率达89%,稠油转化率达61%,总油收率为64.54%。因此,该所建议利用锡盟丰富的褐煤资源和煤层下部蕴藏的稠油资源,引进美国ARI公司的成熟技术,建设年处理能力为10万吨的煤—油共炼示范厂。锡盟已探明稠油储量超过1000万吨,目前年产油10万吨,每年剩余4.35万吨渣油外销。

我国煤炭间接液化技术的研究,从20世纪80年代起,中科院山西煤化所开发了以煤基合成气为原料的MFT合成汽油新工艺。在合成油的同时,还可联产煤气、高级硬蜡、化肥等。工艺流程简单、技术比较成熟、经济效益好,适于多煤少油地区的中小型厂,是切实可行的煤炭转化途径。目前,2000t/a的工业性试验正在进行。

我国的石油资源不足,而煤炭资源十分丰富,1995年第三次全国煤炭预测资源量总计为45521.0亿吨,其中褐煤约占5%、烟煤约占85%、无烟煤约占10%。可供我国172年之用,因此“煤变油”、“以煤代油”的前景十分广阔。

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关键字:煤代油

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