煤制油与生物质能融合发展潜力大

   2022-04-01 中国能源报

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核心提示:俄乌冲突导致油价大涨,各国开始担忧以原油为基础的供油体系,煤制油及生物质液体能源再次受到重视。2021年

俄乌冲突导致油价大涨,各国开始担忧以原油为基础的供油体系,煤制油及生物质液体能源再次受到重视。2021年,我国原油对外依存度超过70%,煤制油具有保障能源安全的重要作用。

煤制油主要有两种生产路径,一种是煤加氢直接液化,再合成油品,即将煤制成煤浆,在高温、高压、催化条件下与氢气反应,通过催化加氢、溶剂萃取、裂解等工艺,将煤转化为烃类液体,然后再加氢精制,去除油中的氧氮。另一种是煤间接液化,先将煤气转变为合成气(一氧化碳+氢气),在催化剂的作用下经费托合成转化为烃类,再经过深加工得到油品。

截至2020年,我国建成投运7个煤制油项目(含1个煤油共炼项目),总产能约700万吨/年,除鄂尔多斯直接液化项目外,其余6个均为煤间接液化项目。生物质能主要包括生物质固体能源、生物质液体能源、生物质气体能源等,其中生物质液体能源主要包括生物乙醇、生物甲醇、生物柴油、生物质(秸秆)裂解油品等。

煤制油亟需技术进步与升级。煤基费托合成油的柴油组分达到《GB/T29720-2013煤基费托合成柴油组分油》要求,可作为中间产品出售,但达不到《GB19147车用柴油》和《GJB3075军用柴油规范》要求,不能作为成品油出售。目前只能依据《GB/T32066-2015煤基费托合成液体蜡》,将煤制柴油作为液体蜡销售。

煤制油与生物质能融合发展,可弥补油品短板。以煤间接液化油品为例,该油品的组分磨痕直径为600微米-700微米,而《GB19147车用柴油》规定,柴油磨痕直径不能大于460微米。生物质能可生成脂肪酸酯型抗磨剂,敏感性强,可有效改善煤间接液化烃类组分,同时针对煤基费托合成烃类组分产品直链烃类含量高、芳烃环烷烃含量低、硫氮含量低等特点,在加剂量0.02%-5%范围内,可将煤基费托合成油烃类馏分磨痕直径指标降至340微米以下,大幅提高油品的润滑性能,优于《GB19147车用柴油》相关要求。

煤制油与生物质能融合发展,可有效解决油品密度低的问题,并改善油品运动粘度、闪点、馏程等指标,不仅能满足车用柴油要求,还可拓展到坦克、舰船等用油。

煤间接液化油品经过改善提质,可作为优质汽柴油调和组分,获得市场认可,同时可通过调整其工艺参数,生产凝点-50℃-0℃的柴油组分,但无法作为单独油品销售。目前生物质能行业已开发出凝点为-30℃、-40℃、-50℃的生物柴油,按照国六柴油标准要求,可根据凝点(包括冷滤点)将生物柴油分为凝点不高于0℃、-10℃、-20℃、-35℃、-50℃6个标号,均可对标石化柴油。

为完善生物柴油标准,中国石油和化学工业联合会将《生物柴油(B100)》《生物调和燃料(B10、B20、B30)》《脂肪酸酯型柴油抗磨剂》列入2020年第一批团体标准计划项目。上述标准明确提出,生物柴油与煤基费托合成油组分调和,可得到凝点不高于0℃、-10℃、-20℃、-35℃、-50℃6个标号的B5柴油,符合《GB25199B5柴油》要求,且比该标准增加-20号、-35号、-50号3种柴油。

值得一提的是,中央军委后勤保障部立项支持的《军队后勤开放研究项目》,包括《煤基军舰用柴油关键技术研究》《加氢工艺军用柴油与武器装备适应性研究》等相关课题。该课题提出,推动煤间接液化与生物质能融合发展,开发军用舰船用油及-60号柴油。我国自主研发的“煤间接液化油品+脂肪酸酯型抗磨剂调和”工艺,实现煤基费托合成油提质转化,达到《GJB3075军用柴油规范》《GB19147车用柴油》《GB25199B5柴油》等标准要求,不仅能作为车用柴油,还可作为坦克、舰船用油,其动力性、经济性与石化柴油相当,润滑性更优。同时,坦克、舰船使用煤基合成油,不仅有利于扩大装备用油范围,提高燃料保障能力,还能加强军用、民用技术双向转移,完善军民融合科技成果共享机制。

(作者系中国石油和化学工业联合会特种油品专业委员会副主任)


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