煤制油技術簡介(二)
來源:煤化工設計
時間:2018-01-29 17:05
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2間接液化技術
間接液化技術是指費托合成工藝是以合成氣為原料制備烴類化合物的過程。合成氣可由天然氣、煤炭、輕烴、重質油、生物質等原料制備。根據合成氣的原料不同,費托合成油可分為:煤制油(Coal-to-liquids,CTL)、生物質制油(Biomass-to-liquids,BTL)和天然氣制油(Gas-to-liquids,GTL)。煤的間接液化首先把煤氣化,再通過費托合成轉化為烴類燃料。生產的油品具有十六烷值高、H/C含量較高、低硫和低芳烴以及能和普通柴油以任意比例互溶等特性。同時,CTL具有運動粘度低,密度小、體積熱值低等特點。
2.1技術發展
煤的間接液化工藝就是先對原料煤進行氣化,再做凈化處理后,得到一氧化碳和氫氣的原料氣.然后在270~350℃左右,2.5MPa以及催化劑的作用下合成出有關油品或化工產品。即先將煤氣化為合成氣(CO+H2),合成氣經脫除硫、氮和氧凈化后,經水煤氣反應使H2/CO比調整到合適值,再Fischer-Tropsch催化反應合成液體燃料。典型的(Fischer-Tropsch)催化反應合成柴油工藝包括:煤的氣化及煤氣凈化、變換和脫碳;F-T合成反應;油品加工等3個步驟。氣化裝置產出的粗煤氣經除塵、冷卻得到凈煤氣,凈煤氣經CO寬溫耐硫變換和酸性氣體脫除,得到成分合格的合成氣.合成氣進入合成反應器,在一定溫度、壓力及催化劑作用下,H2和CO轉化為直鏈烴類、水及少量的含氧有機化合物.其中油相采用常規石油煉制手段,經進一步加工得到合格的柴油。F-T合成柴油的特點是:合成條件較溫和,無論是固定床、流化床還是漿態床,反應溫度均低于350℃,反應壓力為2.0~3.0MPa,且轉化率高。間接液化幾乎不依賴于煤種(適用于天然氣及其它含碳資源),而且反應及操作條件溫和。間接法雖然流程復雜、投資較高,但對煤種要求不高。
“煤炭間接液化”法早在南非實現工業化生產。南非也是個多煤缺油的國家,其煤炭儲藏量高達553.33億噸,儲采比為247年。煤炭占其一次能源比例為75.6%。南非1955年起就采用煤炭氣化技術和費-托法合成技術,生產汽油、煤油、柴油、合成蠟、氨、乙烯、丙烯、α-烯烴等石油和化工產品。南非費-托合成技術現發展了現代化的Synthol漿液床反應器。薩索爾(Sasol)公司現有二套“煤炭間接液化”裝置,年生產液體烴類產品700多萬噸(薩索爾堡32萬噸/年、塞庫達675萬噸/年),其中合成油品500萬噸,每年耗煤4950萬噸。
2.2國內技術
2.2.1中科合成油技術
中科合成油技術有限公司是中國科學院山西煤炭化學研究所在經過多年煤基漿態床合成液體燃料技術研究的基礎上,聯合產業界伙伴內蒙古伊泰集團有限公司、神華集團有限責任公司、山西潞安礦業(集團)有限責任公司、徐州礦務集團有限公司和北京連順能源有限公司共同投資組建的高新技術公司。其工藝設計研究開發領域涉及煤基合成油工業化技術的反應工程、工藝過程和系統集成技術的研究、工程設計放大、關鍵設備的工程化研究,包括低溫漿態床費托合成油工藝與高溫漿態床費托合成油工藝技術研究,費托合成中間試驗研究,大型費托合成工業反應器等關鍵設備的研究和設計放大,合成油工藝過程包括氣化、凈化、費托合成、產品加工工藝過程的集成技術研究和優化,工藝軟件包設計開發,合成油工藝過程基礎設計研究。
該技術在國內工業化應用的有:
(1)內蒙古伊泰集團有限公司16萬噸/年間接煤液化項目,2009年3月20日在內蒙古鄂爾多斯市準格爾旗大路煤化工基地試車出油。產品方案中液化氣2.49萬噸/年、柴油9.43萬噸/年、石腦油4.75萬噸/年。
(2)神華寧煤集團400萬噸/年煤炭間接液化示范項目2016年12月在寧夏寧東能源化工基地試車出油。產品方案中調和柴油為273.7萬噸,石腦油為98.3萬噸,液化氣33.3萬噸。
(3)潞安集團180萬噸/年煤炭間接液化項目2017年12月成功投產。該項目通過廢棄高硫煤清潔高效利用,生產高清潔油品(無硫、無雜質)、高端精細化產品(PAO、低芳溶劑油、費托蠟等)。
(4)內蒙古伊泰集團有限公司200萬噸/年煤炭間接液化示范項目2017年6月開工建設,項目總投資約為290.72億元,預計2020年底建成投產。項目產品總產量為215.35萬噸/年,主要產品為柴油、石腦油、LPG、LNG,并副產混醇、硫磺等。
2.2.2兗礦集團技術
煤液化及煤化工國家重點實驗室依托兗礦集團。實驗室圍繞我國煤液化及煤化工技術發展的重大需求,以煤液化及煤化工的共性和關鍵技術為主要研究對象,以建設煤液化及煤化工技術和工業實驗兩個創新平臺為中心,在煤間接液化、油電化聯產、MTO/MTP及GTL等六個研究方向進行前瞻性的研究工作,旨在建設一流的煤液化及煤化工技術的研究基地、高級人才培養基地、學術交流及產學研合作基地,大力開發具有自主知識產權的煤液化及煤化工關鍵技術,推進我國煤液化技術的產業化進程。煤液化及煤化工國家重點實驗室由煤液化催化劑研發、煤液化過程開發、煤化工催化劑與過程開發、基礎理論研究、儀器與化學分析5個?茖嶒炇液兔阂夯懊夯ぶ性囇芯炕貥嫵。
該技術在國內工業化應用的有:
(1)陜西未來能源化工有限公司115萬噸/年煤間接液化項目2015年8月投產。產品方案中柴油79萬噸、石腦油26萬噸、液化石油氣10萬噸。
(2)目前陜西未來能源化工有限公司進行續建417萬噸/年煤炭間接液化項目,總投資估算約698億元。項目主要裝置包括:煤氣化、氣體凈化、空分、200萬噸/年低溫費托合成裝置、200萬噸/年高溫費托合成裝置和10萬噸/年PAO、50萬噸/年乙烯、丙烯深冷分離、330萬噸/年加氫、200萬噸/年加氫異構裂化、30萬噸/年芳構降凝、80萬噸/年循環流化床芳構化、10萬噸/年烷基化和10萬噸/年MTBE等下游油品精細化加工裝置。項目計劃于2021年建成并投入試運行。
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