打通煤制油“最后一公里”

——記科技進步一等獎成果百萬噸級煤基漿態床費托合成產物加氫提質CFHL技術

  我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構以及超過70%的原油對外依存度決定了必須盡快發展煤基液體燃料生產技術。作為煤間接液化制油過程中最終實現合成油商品化的關鍵技術,百萬噸級煤基漿態床費托合成產物加氫提質CFHL技術打通了煤制油的“最后一公里”。該項目也因此獲得了中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎。

  技術水平先進

  該項目由中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院、上海兗礦能源科技研發有限公司、陜西未來能源化工有限公司和中國石化工程建設有限公司合作完成。

  該項目基于煤基費托合成油主要由正構烷烴和正構烯烴構成及含少量氧等特點,創新開發了兼具產品靈活性和價值最大化的穩定加氫—異構加氫裂化兩段兩分集成反應平臺、高耐水熱穩定性的穩定加氫專用催化劑RTF-1和低溫度敏感性高柴油選擇性的異構加氫裂化專用催化劑等關鍵技術,最終開發出煤基費托合成產物加氫提質CFHL技術。

  2019年1月,該技術通過了石化聯合會組織的科技成果鑒定,由中國工程院院士曹湘洪領銜的鑒定委員會一致認為,該技術開發了水熱穩定性較好的穩定加氫催化劑和非貴金屬體系的異構加氫裂化催化劑,并采用穩定加氫—異構加氫裂化兩段兩分集成工藝,將費托合成產物轉化成高品質柴油產品,打通了煤間接液化工藝生產柴油產品的工藝流程,技術具有創新性和自主知識產權,達到國際先進水平。

  補齊費托“短板”

  據該項目研究團隊的核心成員、中石化石油化工科學研究院吳昊博士介紹,煤間接液化制油因具有產品品種豐富、柴油質量好、可生產特種油品等諸多優點受到國內外高度重視。

  十多年前,基于能源戰略安全考慮,我國開始進行煤間接液化(費托合成)的研究,并于2010年開發成功。然而,煤間接液化裝置雖然可以生產非常好的合成油和合成蠟,但很多指標并不能滿足車用汽柴油或化工品的標準要求。為得到附加值更高的成品油或化工產品,吳昊及其技術團隊又開始著手進行煤間接液化產品加氫提質CFHL技術的開發。

  研究團隊通過對煤間接液化烴類產品的分析,確定了其中的微量雜質和烴類的分子結構,根據目標產品烴類組成的需要,最終選擇了穩定加氫—異構加氫裂化兩段式加工的技術路線。吳昊表示:“該路線實現了正構烷烴和異構烷烴的單獨利用?!?/p>

  采用這條技術路線開發的CFHL技術實現了正構烷烴、異構烷烴的分子利用,產品方案靈活,除生產石腦油、高煙點航煤和無硫高十六烷值柴油組分外,還可得到正構烷烴溶劑油、異構烷烴溶劑油、液蠟、石蠟等高附加值產品。

  采用該工藝技術,除了可以得到常規的石腦油和柴油組分,還能得到正構烷烴含量很高的液體石蠟,以及凝點很低的航煤組分。此外,通過調整生產,該技術還可以得到石油醚、多種系列的溶劑油、機械精密加工油等,產品方案的靈活性大大增加。與國際同類技術相比,CFHL技術具有操作條件相對緩和、柴油產品收率高、柴油凝點低等特點。

  經濟效益顯著

  在2015年投產的由陜西未來能源化工有限公司投資建設的我國首套百萬噸級煤間接液化制油示范項目中,煤間接液化油加氫提質裝置采用了CFHL技術。項目團隊針對催化劑裝填、催化劑硫化、引合成油升溫、操作優化調整等步驟進行了預案準備、認真檢查和現場監控,保證了裝置一次開車成功。

  工業運行結果表明:煤間接液化油加氫提質裝置運行穩定,各項技術指標達到設計值。其中,異構加氫裂化柴油收率83.5%,綜合柴油收率近73%。而穩定加氫柴油和異構加氫裂化柴油餾分的密度為0.77g/cm3左右,凝點則分別低于-10℃和-30℃,十六烷值分別為81和76,是非常好的低凝、高十六烷值清潔柴油組分。此外,在多產高十六烷值柴油組分工況下,每噸原料的利潤達到211.89元,百萬噸級工業裝置每年創造的經濟效益可達2億元以上,經濟效益顯著。

關鍵字:百萬噸級煤基漿態床費托合成產物加氫提質CFHL技術
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