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宁煤煤制油大步走向产业高端

来源:中国煤炭网  日期:2019年10月14日  文字:【 加粗】【高亮】【还原

秋天的银川,天高气爽,公路旁写着“神宁油,不含硫”“煤好未来,油我创造”的广告牌格外醒目。

乘车进入宁夏宁东560.92公顷土地上崛起的世界超级工程——国家能源集团宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目厂区,乳白色管道盘绕在蓝色铁架上,整洁有序。

很难想象,煤炭在这里,经过长约3800公里的管道,变成柴油、石脑油、液化石油气、粗白油、液体蜡、精制蜡……一段由黑变白、从黑转“绿”的旅程由此开启。

从2013年核准建设到2016年产出合格油品,再到2017年总体负荷达30%,2018年总体负荷达85%,国家能源集团宁夏煤业煤制油分公司正朝着产业高端的方向大步前进。

在原设计产品只有柴油、石脑油、液化石油气的基础上,根据煤基合成油特性,宁夏煤业煤制油分公司相继开发出粗白油、轻白油、液体蜡、费托重质蜡、费托合成蜡1号等7种新产品,实现了由单一油品向费托蜡、精制蜡等多元化产品的转化。

延长产业链,煤炭价值进一步放大

宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目走的是煤间接液化技术路线,也就是先把煤炭在高温下与氧气、水蒸气反应,转化为合成气(一氧化碳和氢气的混合物),然后在催化剂的作用下合成液体燃料的工艺技术。其油品的特性是低硫、低芳烃、低灰分、高十六烷值,油品指标均优于国Ⅵ和欧Ⅴ标准,可减少城市汽车尾气污染。

“跟煤直接液化技术路线不同,采用煤间接液化技术路线生产出的油品偏轻,更适合向化工品,特别是高端化工品转化。”宁夏煤业煤制油分公司党委书记、总经理郭中山说。

向下游化工品转化的好处,除了能提升煤炭清洁利用水平,还能将煤炭产品的附加值进一步放大。

据了解,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目设计年产405万吨合成油品,其中调和柴油274万吨、石脑油98万吨、液化石油气34万吨,副产硫磺20万吨、混醇7.5万吨、硫酸铵10.7万吨,年转化煤炭2061万吨。

“我们在煤制油项目原设计产品的基础上,不断优化工艺,已研究增加了粗白油、轻白油、液体蜡、费托重质蜡、费托合成蜡1号、费托合成蜡2号等7种新产品,一定程度上缓解了经营压力。”郭中山说。

同时,宁夏煤业煤制油分公司以现有油化品为原料,进一步延伸产业链,开发出液体蜡、高碳醇、高端润滑油、PAO、油田驱油剂等高端产品。目前,先期规划的液体蜡和润滑油项目已经完成可行性研究工作,液体蜡项目计划今年开工建设,润滑油项目计划年内完成合资公司成立工作。

“目前,我们所产柴油的50%以上都用来做化工品了,再进一步努力,可以达到70%。”郭中山说,“主要通过延长产业链,细分产品,给下游提供优质、个性化的化工原料,而不是供给油品。”

据了解,2016年,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目累计产出油化品2.1万吨,其中柴油1.45万吨、石脑油0.65万吨;甲醇日均产量达到2000吨,累计产量9.5万吨。2017年,生产柴油及化工品68万吨、石脑油37万吨、甲醇88万吨、稳定轻烃5万吨、液化石油气5.5万吨,开发的粗白油、液体蜡、精制蜡等7种化工品占产品总量的33%。2018年,生产柴油及化工品183万吨(化工品占比达50%)、石脑油98万吨、液化石油气22.9万吨、精甲醇91万吨。

今年以来,宁夏煤业煤制油分公司采取了28项开源节流措施,通过高负荷运营和节支增效,预计全年运营成本比目前内陆原油开采成本低5美元/桶至10美元/桶。

“这5美元/桶至10美元/桶的利润差,也是宁夏煤业煤制油分公司有信心生存得比较好的基础。”宁夏煤业煤制油分公司总工程师黄斌说。

一个平台,带动煤制油“中国制造”走出去

煤间接液化技术1923年起源于德国,由于石油工业的兴起,其煤制油装置关闭。20世纪50年代初,由于长期受到国际制裁和石油禁运,南非开展了煤间接液化技术的开发与应用,并成为第二次世界大战后第一个将煤间接液化技术工业化的国家。截至目前,南非年产油品和化学品达850万吨。目前,全世界有10多个国家都在研制煤间接液化技术,但绝大多数未实现工业化应用。煤间接液化技术最成熟先进的还属南非。

基于富煤、贫油、少气的国情,几十年来,我国对煤间接液化技术的研究从未间断。但直到2011年,中科合成油公司16万吨/年煤间接液化工业装置才在内蒙古伊泰公司成功示范。

据郭中山介绍,早在1999年,宁夏煤业就开始了煤间接液化项目的前期工作。2004年,我国基于能源安全的考虑,以项目招标的方式确定由宁夏煤业建设国家级煤间接液化示范项目。当时,中国煤间接液化技术尚不成熟,宁夏煤业计划引进南非萨索尔浆态床煤制油技术。

“整整谈了9年,主要是对方要价太高。”郭中山说,2011年,基于中科合成油公司16万吨/年工业装置在内蒙古伊泰公司成功示范,宁夏煤业采用国内技术及装备做好400万吨/年煤间接液化项目工业化示范。

在煤间接液化工艺中,气化是关键。宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目立项时,引进的是德国的GSP干煤粉气化技术。但该技术在前期烯烃项目的应用中暴露出很多问题,进行了历时2年的改造,而且在煤制油项目工艺包设计中没有更深层次的修改完善。

“我们提出让对方进行大的改进,但对方报价2700万欧元,也就是需要将近2亿元的修改费。”黄斌说,“买了技术,还要这么高的修改费,这是非常不合理的。我们不得不终止了合作。”

实际上,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目承担了37项关键技术、重大装备及材料的国产化任务。因此,在引进气化技术的同时,宁夏煤业也于2011年着手神宁炉的研发。历经2年多的技术攻关,黄斌带领团队研发出了“粗粮、细粮”通吃的神宁炉,为劣质煤清洁利用提供了途径。

截至目前,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目使用神宁炉28台,对外推广应用27台,其中2台应用于美国顶峰集团的项目。如今,神宁炉不仅走出宁夏,还走出了国门。

不止神宁炉,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目涉及的1.3万台工艺设备、11万台仪表设备、1.5万台电气设备、25万台阀门等技术装备,98.5%实现了国产化。“剩下的1.5%中也有国产化相伴,只有0.1%是纯进口的。”黄斌说。

技术设备的国产化加快了建设进度,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目仅用39个月就建成了国外专家断定60个月才能建成的举世瞩目的超级工程。

在黄斌看来,这个项目实际上搭建了一个平台,国内800多家供货单位中的很多单位依托这个平台,让自主研发的技术设备登上了国际舞台。

沈鼓集团研制了10万标准立方米空分用压缩机组,倒逼国外大型压缩机厂商主动大幅下调产品报价。内蒙古北方重工集团通过超级P91高端钢管技术攻关,产品完全替代进口。原来进口一节长12米的管道造价相当于一辆奥迪车,而国产管道造价只有进口价格的三分之一,制造周期也由12个月缩短到3个月。杭氧公司以10万空分设备示范项目为业绩,中标伊朗卡维、布什尔以及一批国内项目。河钢集团舞阳钢厂的钢板出口到中亚、中东地区。

“从近3年的应用情况来看,这些设备运行得非常好,去年绝大部分通过了第三方单位鉴定。”黄斌说。

黄斌表示,与世界先进的煤化工企业相比,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目的费托合成技术现阶段处于绝对领先地位,但是在油品深加工和产品多元化方面尚处于初级阶段,可以借鉴南非萨索尔的经验,毕竟他们已经有70年的发展经验。

“刚开始,南非萨索尔也主要生产油品,后来60%生产化工品,现在产品超过千种,包括指甲油、口红、墨水等。这些都是特性产品,虽然量不大,但价值高,市场稳定。”黄斌说,“未来,我们的煤炭既可能变成蜡烛出现在烛光晚餐中,也可能变成日化品用于护肤美容。”

创建分子工厂,提升每个分子的价值

谈及宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目的未来,郭中山表示,总体目标是打造主业突出、综合指标处于行业先进水平、国际一流的煤制油化工企业;总体思路是围绕价值创造,从分子结构层面认识煤制油产品特性,如C12、C14等,从分子管理角度定义精益化运营管理方式。

2019年,宁夏煤业煤制油分公司以创建分子工厂为战略中心,全面提升企业发展质量和效益,全面提升生产经营管理水平,全面提升产品市场竞争力,促进煤间接液化项目高质量发展,全年力争油品线保持90%以上负荷运行。

“今年我们计划生产油化品357万吨,通过节支降耗、降本增效等措施,力争生产油化品360万吨。”郭中山介绍。

按照实施步骤,宁夏煤业煤制油分公司计划用1年时间,到2020年,新产品种类达到15种以上,在低油价时代确保项目实现盈亏持平;用3年时间,到2022年,通过技术改造,实现产出和消耗匹配,建成一批与集团发展相适应、与宁东煤化工基地发展相互补充的提质增效工程,最终将煤制油所有燃料油转化为高附加值的高端化工品,形成30种以上、万吨级规模、百花齐放的产品结构,具有较强的市场抗风险能力;用5年时间,到2025年,完成分子工厂建设,各项管理效能达到最优,综合指标引领行业,达到油化品分子的调和、优化、分离,产品结构根据市场宜油则油、宜化则化,实现市场需求的及时响应,在技术和经济性方面实现行业领先。

目前,宁夏煤业煤制油分公司400万吨/年煤间接液化项目冷却水循环使用率达99.1%,每吨油品水耗为5.31吨,比国家先进值低24%;余热回收发电装机264兆瓦,总能效44.6%,比国家先进值高0.6个百分点;每吨油品煤耗为2.77吨标准煤,比国家先进值低1.1%;工艺尾气硫回收率达99.96%;污水回用率达97%,含盐废水回用率达98%,水重复利用率达98.3%,采用晒盐场蒸发工艺,实现工业废水“近零排放”。

“我们将坚持结构优化,通过深入的技术改造升级和精准的技术控制,实现产品精准高效分离,逐步开发出差异化、高端化、高附加值的化工品和清洁燃料,提升每个分子的价值,打造低成本高效率高效益高精细的分子工程,使煤制油项目具有持久的续航力。”郭中山说。

新闻延伸

400万吨/年煤间接液化项目基本情况

项目由工艺生产装置、公用工程、辅助工程、储运工程、服务性工程和厂外工程等6部分71个主项组成。工艺生产装置包括12套空分装置、28台干煤粉加压气化炉、6套一氧化碳变换装置、4套低温甲醇洗装置、3套硫回收装置、8套费托合成装置、1套油品加工装置和1套尾气处理装置。项目于2013年9月开工建设,2016年10月29日产出合格甲醇,2016年12月21日油品A线打通全流程,产出合格油品,2017年12月17日实现满负荷运行。

项目概算投资586亿元,共有工艺设备1.3万台、仪表设备11万台、电气设备1.5万台、阀门25万台,使用总桩基3.6万余根、混凝土浇筑173万立方米、钢结构27万吨,管道合计长3728公里,电缆敷设1.8万公里,工程量巨大。

项目集成规模大,包含由1000余个子系统组成的156个系统,全厂I/O控制点多达21.7万个,设备管道阀门选择、仪表控制连锁、开停车和运行管理等系列技术集成规模大,建设难度大。在这种情况下,项目实现了1年投产、1年达产、1年创效。

项目投产以来生产运营情况

2016年,在初次投料成功的基础上,项目边试车、边攻坚、边生产,累计产出油化品2.1万吨。2016年12月28日,首批油品进入市场。

2017年,在第一条油品线投料成功的基础上,项目加快油品B线工程收尾和试车进程。全年总体负荷30%,单系列最高负荷达到116%。全年生产柴油及化工品68万吨、石脑油37万吨、甲醇88万吨、稳定轻烃5万吨、液化石油气5.5万吨、自发电量9.9亿千瓦时,创造产值49.8亿元。开发的粗白油、液体蜡、精制蜡等7种化工品占产品总量的33%,增收创效2亿元,消耗原煤1120万吨。

2018年,项目全面进入生产经营阶段,全年总体负荷85%,生产柴油及化工品183万吨(化工品占比达50%)、石脑油98万吨、液化石油气22.9万吨、精甲醇91万吨。全年营业收入168亿元,转资后可控成本2738元/吨,完全成本4544元/吨。2018年10月转资前,项目盈亏持平,联合试运转费较批复结余25亿元;转资后,2018年四季度整体盈利4亿元。

2019年上半年,宁夏煤业煤制油分公司分步骤、分系列对费托反应器和低温甲醇洗换热器开展停车技改检修。2019年上半年,油品平均负荷80%,甲醇合成负荷95%。截至今年6月,项目共生产油化品173.55万吨,甲醇47.17万吨,基本实现时间过半任务过半目标。其中,车用柴油44.38万吨、化工品46.41万吨、石脑油68.41万吨、液化石油气14.35万吨。全年力争油品线保持90%以上负荷运行,通过节支降耗、增产增效等各项措施,力争生产油化品360万吨。

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