神華集團煤直接液化示范工程_葉青

1、綜 述神華集團煤直接液化示范工程葉 青(神華集團有限責任公司 , 北京 100011摘 要 :簡敘了神華集團有限責任公司煤直接液化示范工程的意義 、 資源狀況 、 技術(shù)特點和管理模 式 。 神華煤直接液化示范工程是利用世界上煤直接液化新技術(shù)建設(shè)商業(yè)化工程的首例 , 該工程建設(shè) 本身也是煤直接液化技術(shù)應(yīng)用和工程再開發(fā)的過程 , 其成功實施對中國能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整 , 對中 國煤直接液化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有非常重要的示范作用 。關(guān)鍵詞 :神華集團 ; 煤直接液化 ; 示范工程中圖分類號 :TQ52911文獻標識碼 :A 文章編號 :0253-2336(2003 04-0001-03Shenhua dem

2、o project of coal direct liquefactionYE Qing(Shenhua Group Co rp. Ltd. , Bei j ing 100011, China Abstract:The paper stated the significance, resource status, technical features and managemen t mode of Shenhua demo project of coal direct liq -uefaction 1The Shenhua demo project is the firs t case wit

3、h world advanced technology of coal direct liquefaction to build a commercialized project 1 The constructi on of the project i tself is also a procedure of the coal direct liquefaction technology application and the engineering redevelop ment 1 The successful practice of the project will have very i

4、mportan t demo functions to the strategic adjustment of the Chinese energy structure and the in -dustr ial develop ment of the Chi nese coal direct liquefaction technology 1Key words:Shenhua Group; coal direct liquefacti on; demo project1煤直接液化工程項目的重大意義(1 中國有著豐富的煤炭資源 , 到 1999年末 , 累計探明煤儲量為 10018億 t, 煤

5、儲量占已探明的 各種能源 (煤炭、石油、天然氣及水電 總儲量的 90%。充分利用儲量豐富的煤炭資源 , 大力開發(fā)替 代石油的技術(shù) , 多元化降低能源風險 , 及早考慮能 源的多樣化是普遍共識。中國石油資源有限 , 到 1999年末 , 累計探明 石油地質(zhì)儲量 203億 t, 石油剩余可采儲量僅為 24億 t 。而中國又是一個石油消費大國 , 石油供需矛 盾日益突出。最近幾年中國的原油年產(chǎn)量一直徘徊 在 116億 t 左右 , 資源品位不高 , 難開采資源比重 較大 , 主要油區(qū)生產(chǎn)已處于高含水、高采出階段 , 原油開采效果 變差 , 增產(chǎn) 難度較大。 1993年 以后 一直靠不斷增加進口來彌補

6、國內(nèi)石油產(chǎn)量的不足。 1992年中國成為成品油凈進口國 , 1993年成為石 油 (原油加 成品油 凈進 口國 , 1996年又成 為原 油凈進口國。 1999年中國原油產(chǎn)量為 116億 t, 而 需求量為 2億 t, 原油和成品油的凈進口量已突破 了 4000萬 t, 約占總消費量的 20%。隨著中國經(jīng) 濟的穩(wěn)步發(fā)展 , 這種供小于求的態(tài)勢還將進一步發(fā) 展 , 石油消費量還將猛增。預計 2010年中國石油 的進口量將可能高達消費總量 的 40%, 凈 進口量 為 112億 t 左右。預計 2015年 , 中國石油需求量為 316億 t, 缺口達 119億 t 左右 , 石油 自給率僅 為 4

7、7%, 而建設(shè)煤液化項目必將對緩解石油產(chǎn)品的供 需矛盾開辟一條新的途徑。(2 煤直接液化示范工程項目建在神華集團所 屬的神東礦區(qū) , 該礦區(qū)地處石油資源貧乏的山西、 陜西、內(nèi)蒙古、寧夏和甘肅等省 (區(qū) 中間地帶 ,第 31卷第 4期 煤 炭 科 學 技 術(shù) 2003年 4月這幾個省 (區(qū) 是中國西部開發(fā)的重要地區(qū)。該項 目的建設(shè)對落實黨中央西部大開發(fā)戰(zhàn)略、加快西部 經(jīng)濟發(fā)展 , 緩解石油產(chǎn)品的供需矛盾 , 充分利用中 國豐富的煤炭資源 , 保證國家能源戰(zhàn)略和石油安全 具有重要意義。2煤直接液化項目發(fā)展現(xiàn)狀及總體規(guī)劃211煤直接液化項目單位 神華集團簡介 神華集團有限責任公司是以能源、交通為主導

8、 產(chǎn)業(yè) , 負責建設(shè)的神華工程集煤礦、電廠、鐵路、 港口、煤液化、航運為一體 , 實施多元化經(jīng)營 , 是 一個跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有制經(jīng)營的特大型企業(yè) 集團 , 集團公司在國家計劃和中央財政實行單列 , 享有對外融資、外貿(mào)經(jīng)營、煤炭出口和外事權(quán) , 是 中央直管的 44戶國有重點骨干企業(yè)之一 , 在中國 國民經(jīng)濟中占有重要地位。神華一期工程 的建設(shè)規(guī)模 :煤炭生產(chǎn)能 力為 4000萬 t/a, 鐵路 1041km, 港口吞吐能力 3000萬 t/a, 形成 一體化的 綜合配套 能力 , 實 際投資 450億元。神華集團規(guī)劃到 2005年 , 神東礦區(qū)的煤炭生 產(chǎn)能力將達到 9000萬 t/a,

9、 神華自營控股電廠裝機 容量達 1000萬 kW, 神華煤炭直接液化的 油品年 生產(chǎn)能力達 500萬 t 。212神華煤液化項目發(fā)展現(xiàn)狀及總體規(guī)劃1997年 , 神華 集團在中國政 府的支持下 , 通 過國際合作 , 開始進行神華煤直接液化預可行性研 究。 19972001年 , 利用國內(nèi)外的試驗裝置對神華 煤進行了多次評價試驗。試驗結(jié)果表明 , 神華煤具 有 較好的液化 性能 , 油收 率較高。 2002年 2月完 成了項目可行性研究報告 , 34月先后通 過專家 和中國國際工程咨詢公司的評價 , 7月通過國家發(fā) 展計劃委員會的批準 , 8月上報國務(wù)院 , 并得到最 終批準。項目采用美國烴技

10、術(shù)公司 (HTI 的煤炭 直接液化核心技術(shù)。2002年 10月 21日神華集團與美國 Axens 公司 正式簽訂了基礎(chǔ)設(shè)計合同 ; 2002年 12月 10日 , 與 ABB 魯瑪斯公司關(guān)于神華煤液化項目 PMC 管理合 同在北京簽字 , 這標志著該項目進入了全面實施階 段。項目總的建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品 500萬 t, 分 2期建設(shè) , 6條生產(chǎn)線。先期投產(chǎn)第一條線 , 年產(chǎn)液 化油 100萬 t 左右。待這條線運轉(zhuǎn)成功后 , 再建另 外 5條線。先期單系列建設(shè)任務(wù)要求在 2005年完 成 , 力爭在 2008年完成二期工程建設(shè)。項目廠址 確定在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木 倫鎮(zhèn)馬家塔

11、 (神府東勝礦區(qū) 。第一條生產(chǎn)線年需液化、制氫和鍋爐用原料煤 221萬 t, 由神華集團所屬的神東煤炭公司 坑口供 應(yīng)。年產(chǎn)商品石腦油 3211萬 t 、柴油 6211萬 t 、液 化氣 710萬 t 、其他化學品 516萬 t 。3煤直接液化項目的保障條件311豐富的資源是基礎(chǔ)煤直接液化項目所選廠址位于陜西省榆林地區(qū) 和內(nèi)蒙古伊克昭盟境內(nèi) , 神府東勝煤田屬世界七大 煤田之一 , 含煤面積達 3112萬 km 2, 探明煤炭儲量 為 2236億 t, 資源賦 存條件好 , 埋藏淺 , 煤炭屬 低灰、特低硫、特低磷、中高發(fā)熱量優(yōu)質(zhì)動力煤和 化工用煤 , 大功率機械化開采生產(chǎn)成本低 , 將煤炭

12、轉(zhuǎn)化為液體燃料具有資源豐富、油品生產(chǎn)成本低的 優(yōu)越條件。根據(jù)煤炭科學研究總院和美國 H TI 公司對神華 集團公司神東礦區(qū)幾種煤進行的煤液化性能評價試 驗 , 神府東勝煤田上灣煤具有良好的液化特性 , 是 直接液化的優(yōu)選煤種。因此 , 選用上灣煤作為該項 目的原料煤。上灣煤礦在 2000年就形成 500萬 t/a 生產(chǎn)能力 , 后期能力可達到 1500萬 t/a, 煤液化工 廠生產(chǎn)用原料煤、燃料煤來源有保障。312優(yōu)化的核心技術(shù)是關(guān)鍵神華集團在認真研究了直接液化和間接液化技 術(shù)后 , 認為無論從神華煤的適用性還是項目的經(jīng)濟 性考慮 , 在現(xiàn)階段條件下 , 直接液化技術(shù)具有較大 的優(yōu)勢。20世紀

13、 70年代以后 , 美國、日本、德國等主 要工業(yè)發(fā)達國家 , 相繼開發(fā)了 幾種煤直接液 化工 藝 , 為建立大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)廠打下了基礎(chǔ)。具代表 性的是美國的 HTI 工藝 , 日本的 NEDOL 工藝和德 國的 IGOR 工藝。為確定最佳煤直接液化工藝 , 神華集團多次組 織國內(nèi)、外專家對上述技術(shù)進行研究和比較論證 , 2002年 6月神華集團與美國 HTI 公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn) 讓許可證協(xié)議 , 2002年 8月 HTI 提交經(jīng)過修改后的 工藝包。為確保第一條生產(chǎn)線的穩(wěn)定可靠 , 神華集 團對 HTI 工藝進行了重大修改 , 最終確定采用此項 世界上最先進的煤 直接液化工藝。其突出特 點如第 3

14、1卷第 4期 煤 炭 科 學 技 術(shù) 2003年 4月下 :(1 在反應(yīng)器設(shè)置外動力循環(huán)方式來實現(xiàn)液化 反應(yīng)器的全返混運轉(zhuǎn)模式 , 油收率較高。(2 使用新一代的高效催化劑 , 添加量少 , 成 本低。(3 全餾分離線加氫 , 供氫溶劑配制煤漿 , 實 現(xiàn)長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。(4 反應(yīng)條件相對比較溫和。313全新的管理模式是保障煤直接液化項目采用先進的管理模式 , 采取國 內(nèi)外相結(jié)合、行業(yè)聯(lián)合和人才整合的管理部署。在 同國外進行積極的技術(shù)合作和引進先進的項目管理 的基礎(chǔ)上 , 與國內(nèi)煤炭、石化、化工行業(yè)的科研、 設(shè)計、工程建設(shè)和生產(chǎn)、銷售企業(yè)及大專院校全面 合作 , 積極進行技術(shù)配套 , 力爭成為世

15、界上第一個 煤直接液化成功運營的商業(yè)化項目。2002年 12月 10日神華集團與 ABB 魯 瑪斯公 司在長城飯店正式簽署了 PMC 管理合同。成立了 IP MT 聯(lián)合項目管理團隊 , 團隊由 PMC 、國內(nèi)工程 公司、神華人員組成。為配合項目工作 , 神華集團 成立了精干的項目管理組 , 把握項目的總體進度、 項目投資、項目質(zhì)量 , 確保項目可靠建成。為了更好地完成項目管理 , 2002年 11月 23日 至 25日舉行了神華煤直接液化廠廠級領(lǐng)導人員的 招聘考試 , 共有 70余名考生參加了 6個職位的競 爭。通過考試選拔出了優(yōu)秀的管理人才 , 為項目的 順利進行奠定了基礎(chǔ)。4煤液化配套技術(shù)

16、的開發(fā)411煤液化產(chǎn)物的加工煤液化粗油一般分 為輕油 (石腦油 、中油、 重油。煤液化石腦油約占煤液化油的 15%30%, 其性質(zhì)特點是具有較高的芳烴潛含量 , 鏈烷烴僅占 20%左右 , 含有較 多的雜 原子 , 加氫精 制條件 苛 刻 , 但石油系 Ni-Mo 、 Ni-W 型催化劑可以滿足 需要。加氫后的石腦油經(jīng)過較緩和的重整就可得到 高辛烷值汽油或豐富的芳烴原料。煤 液化中 油約 占全 部液 化油的 50%60%。 芳烴含量高達 70%以上。制取柴油需進行 苛刻條 件下的加氫精制和加氫裂化 , 氫氣消耗較高。催化 劑沿用石油工業(yè)的 Ni-Mo/Al2O 3、 Ni-W 、 Ni-Mo

17、-P 型催化劑。從煤液化中油可制取低凝固點柴油 和高質(zhì)量的航空煤油。煤液化重油指的是作為溶劑循環(huán)后剩作產(chǎn)物的 部分產(chǎn)物 , 占全部液化油的比重很小 , 一般和液化 中油一起加工。412神華煤液化油的加氫改質(zhì)(1全餾分煤液化油穩(wěn)定加氫 :¹加 氫飽和 二烯烴、烯烴等不穩(wěn)定組分 , 避免后續(xù)加工裝置設(shè) 備及管線結(jié)焦。 º加氫脫氧 , 避免生成水對后續(xù) 加氫裝置催化劑活性及穩(wěn)定性造成較大影響。加氫 脫氮、脫硫 , 降低后續(xù)石腦油重整預精制和柴油深 度加氫改制裝置操作苛刻度。(2柴油深 度加 氫改質(zhì) 裝置 :¹高 壓操作 , 提供芳烴加氫飽和的強大驅(qū)動力 , 同時克服熱力

18、學 上的不利因素。 º精制和裂化一段串聯(lián)工藝 , 使 雙環(huán)以上芳烴部分飽和后開環(huán)裂化 , 有利于提高柴 油十六烷值。 »采用高加氫活性的非貴金屬組合 催化劑 , 以降低催化劑費用。煤液化油經(jīng)過加氫改質(zhì)、重整、芳烴抽提等加 工手段 , 可以得到低硫低芳烴的柴油 , 以及合格的 苯、甲苯、混合二甲苯等化工產(chǎn)品。研究表明 , 煤 液化油提質(zhì)過程難點在于如何提高柴油餾分的十六 烷值。5結(jié) 語(1 神華集團煤直接液化項目技術(shù)含量高、初 期投資大、風險高 , 但其預期的經(jīng)濟效益和社會效 益都十分顯著 , 是中國 21世紀能源開發(fā)利用的戰(zhàn) 略舉措。(2 神華集團在煤直接液化示范工程項目設(shè)計 建設(shè)過程中 , 積極規(guī)避項目中的各種風險 , 從技術(shù) 方案、工藝流程放大、工程建設(shè)、專利轉(zhuǎn)讓、法律 和經(jīng)濟效益等方面 , 進行了項目建設(shè)風險的定量和 定性分析 , 并采取了