【《煤制油項目發展現狀文獻綜述》4000字】

煤制油項目發展現狀文獻綜述1.1國外煤制油項目發展現狀煤炭的一種非常規用途是煤炭的液化。煤炭的液化歷史跟氣化一樣古老。早在1869年，MarcellinBerthelot發現，煤可以通過加氫還原成類似石油的物質[[]Whitehurst,D.D.,T.O.Mitchell,andM.Farcasiu,CoalLiquefaction;TheChemistryandTechnologyofThermalProcesses.1980,NewYork:AcademicPress.]。然后，在1913年，德國化學家FriedrichBergius開發了煤制油直接液化工藝-Bergius（伯吉尤斯）工藝，該工藝使用高壓氫氣將煤轉化為液態碳氫化合物[[]ChemViews.100thAnniversary:BergiusProcess.2013April20,2017];Availablefrom:/details/ezine/5466751/100th_Anniversary_Bergius_Process.html.]。在二戰前后，德國廣泛使用這一工藝來滿足其對液體燃料的需求。1923年，德國科學家F.Fischer和H.Tropsch發明了煤制油間接液化工藝-Fischer-Tropsch（費托合成）方法，用煤炭間接液化方式制取液態烴[]Whitehurst,D.D.,T.O.Mitchell,andM.Farcasiu,CoalLiquefaction;TheChemistryandTechnologyofThermalProcesses.1980,NewYork:AcademicPress.[]ChemViews.100thAnniversary:BergiusProcess.2013April20,2017];Availablefrom:/details/ezine/5466751/100th_Anniversary_Bergius_Process.html.[]孫予罕,陳建剛,王俊剛等.費托合成催化劑的研究迸展.催化學報,2010,31(8):919-927.煤制油工藝主要有兩種類型。直接液化工藝是指使用一個主反應器生產產品的工藝。這些工藝大都是在20世紀60年代發展起來的。間接液化工藝分為兩個階段，包括先溶解或解離煤，然后把大的煤分子分解成小的產物。這些方法大多是自1970年代以來開發的。直接液化工藝技術主要有Bergius（伯吉尤斯）工藝、氫-煤工藝、Exxon供氫溶劑法、NEDOL工藝、SRC-I和SRC-II工藝，間接液化工藝技術主要有催化兩級液化工藝、液化溶劑萃取工藝、褐煤液化工藝、HTI煤液化工藝[[KatsumiHirano.OutlineofNEDOLcoalliquefactionprocessdevelopment(pilotplantprogram)[J].FuelProcessingTechnology,2000,62(2):109-118.]。[KatsumiHirano.OutlineofNEDOLcoalliquefactionprocessdevelopment(pilotplantprogram)[J].FuelProcessingTechnology,2000,62(2):109-118.1934~1945年間，德國建廠并投運煤間接液化項目，總產能達67萬噸/年。后期由于石油產業的興起和發展，導致多數煤間接液化項目停產。第二次世界大戰后，美國液體燃料供應不能滿足日益增長的需求，其對煤炭液化產生了短暫的興趣。然而，隨著頁巖氣和頁巖油的發現，美國對煤炭液化的關注逐漸減弱。20世紀70年代的阿拉伯石油的禁運重新燃起了人們對煤炭液化工藝的興趣，包括煤炭的直接液化。20世紀80年代，隨著禁運的結束，石油再次充足，興趣再次下降。最后，由于2001年（911恐怖襲擊后）到2014年的高油價，人們的注意力再次轉向替代燃料，包括煤炭直接液化工藝和間接液化工藝。這些價格是由中東地區的動蕩以及對全球石油供應減少的擔憂所刺激的。然而，2015年之后，由于全球經濟衰退和新的水力壓裂和鉆井技術的實施，降低了石油和天然氣的開采成本，增加了石油和天然氣可開采儲量，最終導致全球油價暴跌。由于石油價格急劇下跌，石油市場供應豐富而油價低迷，2020年全球新冠疫情的爆發導致的全球經濟低迷，人們對煤炭液化產品的興趣再次下降。圖6-1顯示了自1861年以來的油價波動[[]Holodny,E.TIMELINE:Thetumultuous155-yearhistoryofoilprices.2016April23,2017];Availablefrom:/timeline-155-year-historyof-oil-prices-2016-12.]。[]Holodny,E.TIMELINE:Thetumultuous155-yearhistoryofoilprices.2016April23,2017];Availablefrom:/timeline-155-year-historyof-oil-prices-2016-12.大多數間接煤炭液化項目都在運行美國、南非共和國、莫桑比克、印度尼西亞和澳大利亞。其中美國的間接煤炭液化項目已在商業規模中實施和中試規模工廠應用。韓國自2007年也在KIER的間接液化工廠開發并運行了間接煤炭液化試驗裝置，最大生產能力在10~15桶/天，目前該試驗裝置僅作為基礎研究之用。韓國間接煤炭液化的研究集中在氣化爐的開發，各種燃料（煤、生物質油、廢油等）的氣化試驗和費托合成工藝催化劑性能試驗上，沒有建造中試規模的裝置和大型的商業化裝置[[]HoWonRa,Tae-YoungMun,SungJunHong,etal.IndirectcoalliquefactionbyintegratedentrainedflowgasificationandRectisol/Fischer-Tropschprocessesforproducingautomobiledieselsubstitutes[J].Energy,2020,219,10.1016/j.energy.2020.119597.][]HoWonRa,Tae-YoungMun,SungJunHong,etal.IndirectcoalliquefactionbyintegratedentrainedflowgasificationandRectisol/Fischer-Tropschprocessesforproducingautomobiledieselsubstitutes[J].Energy,2020,219,10.1016/j.energy.2020.119597.目前世界上只有南非沙索爾公司建有大型的費托合成油廠，油品產能達768萬噸/年。南非的沙索爾工廠是最成功的商業化案例。位于莫桑比克的兩個煤炭液化項目綜合生產能力達到7.45萬桶/天。1.2國內煤制油項目發展現狀自20世紀40年代以來，中國的煤制油經歷了一個漫長的過程，這一直是每一個國家能源戰略制定階段爭論的話題[[]VertesAA,QureshiN,BlaschekHP,YukawaH.Biomasstobiofuels:strategiesforglobalindustries.Chichester:JohnWiley&Sons,Ltd.;2010.,[]MaitlisPM,deKlerkA,editors.GreenerFischer–Tropschprocessesforfuelsandfeedstocks.Weinheim,Germany:Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA;2013.]。由于國內經濟動蕩和國際市場原油價格波動，在早期進行煤制油技術研發的進展有限。ErleiJin、DingY認為，推動中國將煤炭轉化為清潔液體燃料（CTL）和合成天然氣（SNG）等能源產品的決定性因素是貿易平衡，這可以從一定程度上降低因原油進口導致的日益增長的成本[[]ErleiJin,YulongZhang,LeileiHe,etal.Indirectcoaltoliquidtechnologies.2014,476:158-174.,[]DingY,HanW,ChaiQ,YangS,ShenW.Coal-basedsyntheticgas(SNG):AsolutiontoChina’senergysecurityandCO2reduction.EnergyPolicy2013;55:445–53.]。從上世紀70年代起，中國煤炭直接液化技術研究就開始開展。1997至2000年期間，針對不同煤種（神華煤、黑龍江依蘭煤和云南先鋒煤），煤炭科學研究總院進行了直接液化示范工廠的初步可行性研究工作。神華寧煤集團也在國內和國外煤直接液化技術的基礎上，開發出集團自己的煤直接液化路線和催化劑[]VertesAA,QureshiN,BlaschekHP,YukawaH.Biomasstobiofuels:strategiesforglobalindustries.Chichester:JohnWiley&Sons,Ltd.;2010.[]MaitlisPM,deKlerkA,editors.GreenerFischer–Tropschprocessesforfuelsandfeedstocks.Weinheim,Germany:Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA;2013.[]ErleiJin,YulongZhang,LeileiHe,etal.Indirectcoaltoliquidtechnologies.2014,476:158-174.[]DingY,HanW,ChaiQ,YangS,ShenW.Coal-basedsyntheticgas(SNG):AsolutiontoChina’senergysecurityandCO2reduction.EnergyPolicy2013;55:445–53.[]北京泛地能源咨詢中心.中國煤炭深加工產業發展報告2017-2018[R].北京:中國煤炭加工利用協會,2018.中國煤炭間接液化技術研究始于20世紀70年代。20世紀90年代末以來的高油價推動了我國煤炭液化技術的最新發展：氣化-費托合成路線，該煤炭間接液化路線技術成熟，并有許多運行可靠的項目。在國家“十五”規劃期間，中科院山西煤化所合成油工程研究中心在前期研究工作的基礎上，完成了年產兩千噸級煤炭間接液化的工業示范性實驗。2001年ICC-IA低溫催化劑的合成技術在山西太原完成了中試試驗的驗證。2007年，內蒙古準格爾旗大路工業園區進行的中試試驗標志著ICC-II高溫催化劑的合成技術的成功，形成了ICC-I低溫（230-270°C）和ICC-II高溫（250-290°C）兩系列的催化劑和相應的漿態床反應器[[]武靖為[]武靖為.煤制油技術概述與展望[J].中國化工貿易,2012,4(4):5-5.從2002年底起，兗礦集團和中石化石科院先后開始進行煤制油技術的相關研究。其中，兗礦集團高溫II型催化劑中試裝置于2007年投產成功。中石化石科院初代固定床催化劑于2006年初通過中試評議。受我國煤炭資源分布影響，我國煤制油項目主要由煤炭業巨頭實施。投產項目主要分布在內蒙古鄂爾多斯、山西長治、陜西榆林、寧夏寧東地區等煤炭主產區，此外，貴州、江蘇、浙江、內蒙古、新疆、陜西等地區也在規劃建設煤制油項目中[[]亞化咨詢.中國煤制油年度報告2020[R].上海:上海亞化商務咨詢有限公司,[]亞化咨詢.中國煤制油年度報告2020[R].上海:上海亞化商務咨詢有限公司,2020.[]XuGong,YouWang,BoqiangLin.AssessingdynamicChina’senergysecurity:Basedonfunctionaldataanalysis[J].Energy,2020,217,10.1016/j.energy.2020.119324.截止2020年底，我國已投產的間接液化煤制油項目10個、主要分布在寧夏、陜西、內蒙古、山西等地，直接液化煤制油項目1個，位于在內蒙古鄂爾多斯，總產能達1088萬噸/年，已投產煤制油項目統計表如表1-1，間接液化煤制油項目產能占所有煤制油項目產能的90%以上，在建間接液化煤制油項目9個，直接液化煤制油項目1個，預計煤制油項目總產能將達2998萬噸/年，具體項目信息見表1-1。表1-1已投產煤制油項目統計表Table1-1Statisticaltableofcoalliquefactionprojectsthathavebeenputintooperation項目名稱投產年份產能(萬噸/年)地點核心工藝神華鄂爾多斯年產108萬噸直接煤制油2009108內蒙古鄂爾多斯美國HTI煤液化工藝伊泰鄂爾多斯年產16萬噸間接煤制油201016內蒙古鄂爾多斯中科合成油技術潞安山西長治年產16+5萬噸間接煤制油201016山西長治中科合成油技術神華鄂爾多斯年產18萬噸間接煤制油201018內蒙古鄂爾多斯中科合成油技術兗礦榆林年產100萬噸間接煤制油2015100陜西榆林兗礦低溫費托合成油技術神華寧煤寧東年產400萬噸間接煤制油2016400寧夏寧東中科合成油技術延長榆林煤化年產15萬噸合成氣制油201515陜西榆林延長石油與大連化物所開發費托合成氣制油技術延長安源化工年產100萬噸煤焦油加氫一期201850陜西榆林VCC全餾分懸浮床加氫裂化技術延長石油年產45萬噸煤油共煉201545陜西榆林VCC全餾分懸浮床加氫裂化技術云南先鋒年產20萬噸甲醇制汽油201420云南昆明中科院山西煤化所、賽鼎、云煤化開發甲醇制油工藝伊泰杭錦旗年產120萬噸精細化學品項目2017120內蒙古鄂爾多斯中科合成油技術潞安山西長治年產180萬噸間接煤制油2017180山西長治中科合成油技術表1-2在建或擬建煤制油項目統計表Table1-2Statisticaltableofcoalliquefactionprojectsunderconstructionorplannedtobebuilt項目名稱項目狀態產能(萬噸/年)地點核心工藝伊泰內蒙古年產200萬噸間接煤制油在建200內蒙古鄂爾多斯中科合成油技術晉煤華昱年產100萬噸甲醇制清潔燃料在建100山西晉城埃克森美孚MTG技術伊泰伊犁年產100萬噸煤制油在建100新疆伊犁中科合成油技術伊泰華電甘泉堡年產200萬噸煤制油在建200新疆烏魯木齊中科合成油技術兗礦榆林年產400萬噸間接煤制油在建100陜西榆林兗礦低溫費托合成油技術浙能嘉興年產10萬噸甲醇制汽油在建10浙江嘉興中科院山西煤化所、賽鼎、云煤化開發甲醇制油工藝渝富能源貴州年產600萬噸間接煤制油擬建600貴州畢節中科合成油技術神木富油年產50萬噸煤焦油制環烷基油擬建50陜西榆林FTH技術及中高餾分油加氫制環烷基油技術慶華內蒙古年產400萬噸甲醇制汽油擬建400內蒙古呼和浩特昆侖工程MTG技術神華鄂爾多斯煤直接液化二三線項目擬建150內蒙古鄂爾多斯1.3煤制油產業發展預測據統計在2017至2023年期間，中國煤炭液化工廠的產能可能會增加兩倍[1]。目前，煤制油項目主要受到經濟性和市場影響。消費稅對煤制油項目經濟效益影響較大，各種稅費約占售價的50%以上。另外，我國成品油市場供大于求，加之受到電動車普及的影響，未來成品油市場有很大