张波慧
(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司,山西 长治 046200)
国际油价的快速下跌对石油化工行业乃至整个能源行业产生了巨大影响。同时,低油价也对具有战略价值的非常规能源产业产生了巨大影响。优质、稳定、丰富的能源是发展经济的根本保障。2019年,中国石油对外依存度将超过70%。目前全球格局正在发生深刻变化,大国战略博弈日趋激烈,这就要求中国要保证自身的能源供应安全,保持对石油的合理低依赖水平[1],煤炭是中国的优势资源,受“油气资源贫乏”的制约,煤炭已成为国家能源系统的基石[2]。
从煤跨越到石油是煤制油的重要突破,开辟了从上到下的资源通道,在能源安全中发挥了重要作用。毫无疑问,在设备、消费、产品、技术等方面仍然存在问题。因此应当加强煤制油工业的环境保护与经营管理,针对当前世界能源供应结构和国民经济发展趋势,通过对我国能源供应结构进行研究和思考,进而探讨如何发展煤制油工业。
煤炭是将煤炭转换成液体燃料的工业过程。二十世纪初以来,煤制油产业工业迅速发展。煤制油项目可以分为直接煤炭液化和间接煤炭液化,这两种形式都具有各自的特点。间接液化被认为是最方便和最经济的煤制油方法,丰富的产品类型和强市场适应性优点,使其成为最有前途的煤制油技术,并且也被大多数国内煤炭选择为制油方法。因此,本文分析主要基于间接煤炭液化途径。
煤基产品通常具有低硫或低硫、无氮、无重金属等有害杂质的特点。它是一种典型的优质清洁燃料,符合国家发展优质能源的政策方向,与国家五级标准柴油相比,一氧化碳、细颗粒物的排放量、柴油机的燃油经济性、燃油经济废气中的氮氧化物和碳氢化合物可分别减少24%、49%、12%。
间接液化柴油的十六烷值高,硫、芳香族碳氢的含量低,冷过滤点低,是优质柴油的理想混合成分。石脑油的留分辛烷值一般较低,不应该直接用作车用汽油的调配成分。
国际原油价格长期高位盘整,加之国内煤炭价格持续下滑,煤化工工艺的经济性得到提升,在和传统石油化工原料路线的竞争中形成明显的低成本优势,煤化工企业普遍取得较好的经济效益。国际原油价格深度下跌后,主要石化产品及油、气产品价格普遍出现一定回落,煤化工企业经营业绩普遍下滑。这一点可从典型煤化工公司历年年报披露的业绩数据得到体现[3]。
由于现代煤炭化工企业的一些没有做好准备,突然的低价使煤炭化工企业的利润水平低于预期,与煤炭化工业务有关的几个企业开始缩小。
华电集团对煤炭化学工业的开发变得慎重,开始研究引入民间资本。例如,为了实现化学纤维原料纤维的综合发展,汀伦控股公司和陕西某公司放弃了煤炭化工业务。
低价有利于炼油企业的整体利益,但受供需基本面和自身竞争力的影响,各地区的产业结构正在重建。北美的经济复苏稳步增加了炼油行业的需求,提高了劳动生产率。然而,从原料成本和产品结构来看,WTI原油和页岩气的低价格保持了较高的竞争力。然而,低廉的价格大大削弱了这种优势。西欧经济停滞和衰退导致需求低迷。区域炼油竞争力受到布伦特原油价格高企的影响。低原油价格难以改变这一地区炼油工业低谷的局面。一些竞争力较弱的炼油企业将继续关停。在保证低成本原材料的前提下,中东地区应该转变发展方式,变资源出口为产品出口,降低原油进出口价格。
作为世界主要的精制生产和消费中心,亚太地区的低原油价格降低了原材料的进口成本。但是,面对中东和北美的低成本产品的冲击,市场竞争变得非常激烈,产业结构需要调整。
从以前的分析可以看出,节约原煤成本是提高从煤炭到液化产品的市场竞争力的最直接且有效的方法。但是,煤气化技术的开发并没有开发出能够使所有煤炭都能气化的“通用燃气化炉”。各气化炉适合独自设计。如果气态对气化炉的偏差过大,则必然影响气化炉的运行循环和效率[4]。
为了避免盲目误降低成本、需要建立一个多维评估系统,利用燃气化室、设备维护、资源消耗等指标来计算煤炭的综合成本。在系统容量和经济合理性的范围内,研究低成本低质量的煤气化技术或低质量的煤炭混合气化技术。着眼于提高煤制混合系统和原料均匀性,有助于燃气化系统的稳定运行。
煤油企业的核心竞争力是原料转化效率。在过量的氢条件下需要进行纤维合成反应。煤炭是一种高碳低氢的原料,在生产过程中所需的大部分氢从气化产生部分的一氧化碳转化为不需要的二氧化碳转换反应。因此,原煤中只有一部分碳原子可以转化为产品。以单位产品中碳原子数与原煤中碳原子数之比,测定煤在石油制造过程中原料转化效率。以提高总碳利用率为目标,从物质整体平衡、能源平衡、水平衡三个方面不断进行再设计,优化工厂整体流程。结合不同原料要求的生产过程也是值得探索的过程优化方向。一氧化碳是山西某公司安和美国大鹏公司联合开发的工业尾气乙醇生产技术的主要原料。该过程可选择性地消耗一氧化碳,原料气的氢碳可广泛调节,无需改变反应[3],直至满足填充反应的供应要求。因为消除了气体转换过程,这个组合有助于提高总碳的利用率。
为了整个炼油产业的发展,首先必须改变产业方向,扩大产业链,把产业结构方向从“大精炼”变成“大能源”。把精炼产业放在能源产业的环境中,为煤炭产业精炼的发展解决了问题。其次,大规模、精炼、化学集成、绿色、智能是炼油未来发展的方向。中国的精制产业的发展将依赖于从过去开始的容量扩大吧。随着投资的广泛发展,在结构调整、技术创新、转换升级和效率提升的基础上,带动了广泛开发的大数据,提升了精炼化工的综合水平,通过创新驱动提高效率,提高了质量加速速度。为提供高品质的燃料产品,我们将密切关注节能减排。实现绿色、低碳和安全的开发。
从提高产品价值和开拓产品市场两方面,建议加强煤油企业的盈利能力。根据之前的分析,飞雪合成油是各种碳氢化合物的混合物,其中飞雪和α-烯烃是最独特的成分。通常,化工产品的价格与纯度成比例,即纯度越高,价格越高。与α-烯烃的混合相比,纯α-烯烃的市场价格大幅上涨。因此,基于碳链分子数量的独特高效分离技术是提高菲特合成油产品升级和增值的关键。煤炭炼油企业(主要是间接液化企业)将重点放在这项技术的研发上,尽快突破,实现产品净化升级。
费托蜡具有石油蜡所没有的独特品质特征,但市场上还没有充分认识和接受。目前,费托蜡在高冷凝点应用领域具有竞争优势,其他应用领域的市场份额还处于较低水平。生产企业对消费终端密切关注,上下一体进行研发,从精密切断、特殊化的改变性等角度提高产品质量,另一方面积极为与用户对接,开展共同研究、开发、优化提升应用技术,充分发挥费托蜡的特点,达到提高市场份额的目标。
由于世界经济复苏缓慢和经济全球化的影响,原油价格偏低、产能过剩、安全环保和清洁生产成为炼油行业面临的新常态。加快淘汰落后产能,促进产业结构转型升级,促进国家和地区经济发展,营造公平竞争环境,是国家适应新常态的有力政策措施。完善发展战略,平衡上下游业务,创新发展清洁技术,降低成本,实现差异化发展,是石油企业提高竞争力、实现可持续发展的重要保障。