我国煤焦油加氢产业发展现状与展望

我国煤焦油加氢产业发展现状与展望

刘艳强

陕西精益化工有限公司 陕西榆林 7190 00

摘要：煤焦油加氢是以生产清洁燃料油品为主要目的，将煤焦油在高温、高压、临氢和催化剂的条件下，脱除硫、氮、氧和金属等杂原子，饱和芳烃、烯烃等烃类，进而转化为较低分子量的液体燃料，并副产轻烃、沥青焦等的过程，属于煤化工领域。

关键词煤焦油，特性，加氢，产能，产量，制约因素，展望

1煤焦油加氢产业规模

截至2019年底，煤焦油加氢项目总规模已达839.6万t/a，可生产各类油品约700万t/a。其中，中低温、中温煤焦油加氢产能已达到495.8万t/a，开发应用了轻馏分加氢、延迟焦化-加氢、全馏分加氢、宽馏分加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢等一系列技术；另外，高温煤焦油加氢，尤其是蒽油加氢产业规模不断扩大。

虽然我国目前已建成煤焦油加氢总产能为839.6万t/a，但由于原料供应、装备技术和生产操作等因素的制约，实际开工率约为80%，则可生产清洁油品约为550万t/a（油品收率按80%计算）。截至2019年底，我国在建和规划中的煤焦油加氢项目产能达3200万t/a。若在近五年内拟在建项目可建成30%（约960万t/a），我国煤焦油加氢总产能将达到1800万t/a，将可生产各类油品约1400万t/a。

2制约因素与发展方向

2.1制约因素

从20世纪90年代以来，我国科研单位根据煤焦油原料的组成及特性，在石油加氢工艺技术及催化剂研究应用的基础上，将其借鉴改进并应用到煤焦油加氢领域，但由于加氢产业发展过快及所处发展阶段影响，在原料、市场、技术、环保等方面仍存在诸多制约。4.1.1原料供需矛盾将凸显2019年，我国中低温和中温煤焦油产量共有约660万t，相应已投产的加氢项目规模为495.8万t；高温煤焦油产量约为1850万t，其中蒽油馏分产量约为410万t，相应已投产的加氢规模为343.8万t。若考虑煤焦油在其他深加工应用领域的拓展，加氢产业原料供需基本平衡。

2.1.2产品市场变数较多

按照国家汽油、柴油质量指标要求，煤焦油加氢项目所生产的汽油辛烷值和柴油十六烷值均不达标且较低，出厂售价亦低于石油炼制产品。在国内炼油能力严重过剩、原油进口资质不断放开的背景下，加之国际油价动荡及醇醚燃料等石油替代能源的竞争，作为石油有效补充的煤焦油加氢项目，其产品价格将难以得到保障。

当前的煤焦油加氢项目多以环保类项目立项，汽油按照化工轻油、柴油按照燃料油出厂销售，因而免除汽、柴油消费税，仅有个别地方收取少量定额税。一旦执行严格的成品油消费税政策，企业效益将面临巨大考验。

2.1.3工艺技术亟需提升

现已运行的加氢项目中，仅有少数装置（企业）实现了“安、稳、长、满”运行，并获得良好的经济效益。仍有部分企业虽已建成投产，但由于工艺技术缺陷，尚未达到设计要求。

工艺技术制约主要表现在以下两个方面：（1）技术水平。现有加氢技术的产品中，以低端低附加值居多，高附加值有机化工产品较少，且重质馏分未得到合理利用；催化剂选择不合理，氢耗高而油品产率较低，能耗高、污染物排放大。不同地域的煤焦油由于组成及性质的差异，其工艺技术的经济性、适用性、可控性有待提高。（2）装置运行。加氢过程中放热大、床层温升不易控制、易飞温，造成催化剂结焦的速率增大，同时催化剂的中毒、失活等均导致加氢装置的运行周期缩短；煤焦油预处理效果不理想，导致后续加氢难度较大。

2.1.4“三废”治理仍需加强

煤焦油加氢生产过程中不可避免地存在着污染物排放问题，其“三废”主要有：（1）废气：包括制氢解吸气、加热炉烟气、原料产品罐区VOCs等；（2）废水：包括煤焦油预处理产生的含油污水、加氢过程产生的酸性水、脱盐水排水、清净下水等；（3）固废：包括废催化剂、焦油渣。其中，废水污染程度较重、处理难度大，现已建成的加氢项目均进行了治理。

目前，煤焦油加氢过程废气排放量大、无组织排放较多、控制难度大；废水虽达标排放，但排放总量大，应向低排放甚至零排放方向迈进。随着我国环保要求的日趋严格，“三废”治理难度、投资、运行费用等都将进一步加大。

2.2发展方向

当前，我国煤焦油加氢产业正处在推进供给侧结构性改革、实现高质量发展的攻关期，同时面临煤焦油原料紧缺等严峻形势，如何突破瓶颈、提升水平，迈向新的发展阶段，将成为关键。

2.2.1坚持油化并举

以生产汽、柴油品为主，在兼顾传统油品质量升级的同时开发特种油品及化学品，是产业发展的一个方向。发挥煤焦油加氢油品低硫、低氮的特点，满足国家环保和运输行业的要求。同时，进一步提高油品产率、催化剂寿命及装置运行周期，降低运行成本及能耗。

对煤焦油加氢产品进行分质利用，生产高端油品及化学品。如将汽油馏分深加工，可生产环保溶剂油、重整制芳烃；柴油馏分深加工，可生产火箭煤油、航空煤油、变压器油、冷冻机油、橡胶油等特种油品及煤基蜡产品。

2.2.2装置大型化

合理的装置规模才能实现运行成本最低、经济效益最大。装置大型化的优点主要体现在：（1）能集中加工难于处理的重质沥青、含量较少的高附加值产品；（2）降低操作费用和能耗，易于实现自动化控制，提高产品收率和质量，提高劳动效率；（3）节约占地，可有效降低“三废”处理与综合利用的建设投资、综合成本，有利于环境保护。

由于煤焦油原料分布分散、产量较小，现有的加氢装置规模普遍偏小。根据国内外石油炼制工业经验推算，当煤焦油加氢规模由25万t/a增加到50万t/a时，规模增加1倍，投资增加0.7倍，生产运行费用降低10%左右，劳动生产率提高20%以上，占地面积和材料消耗也随之减少。考虑煤焦油产量半径的经济性，加氢装置规模宜为50万t/a~100万t/a。

2.2.3生产智能化

智能化工厂建设是煤焦油加氢产业发展的必然趋势。随着云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，以预测控制、智能控制等为核心的先进控制技术在流程行业得到了成功应用。煤焦油加氢作为典型的流程行业，其特点是管道式流体输送，生产连续性强，流程比较规范。促进新一代信息技术与煤焦油加氢技术的融合，推动智能化工厂的建设，将为加氢行业注入新动力。

煤焦油加氢装置智能化的重点在于加工方案、过程管控、产品调节、供应链衔接等煤焦油全过程的在线模拟与优化，也应关注基于分子炼油技术的智能化生产。美国炼油公司通过生产智能化建设，使能耗降低15%~20%。

2.2.4过程绿色化

一方面要加大创新力度，重点包括开发新型绿色友好加氢催化剂、重质组分高效转化技术、过程清洁化技术、环保节能技术、VOCs治理技术等，同时应关注与煤间接制油、煤油混炼等技术的耦合；另一方面建立量化指标体系，如油品转化率、吨产品氢耗、综合能耗、吨产品“三废”排放、吨产品环保投资、吨产品利润、总资产收益率等方面内容。

结束语

2014年以来，国家先后发布了十多项政策文件，积极推进煤炭分级分质梯级利用，使煤焦油加氢产业呈现井喷之势。本文在综合评价煤焦油的原料特性、产量与加氢产业规模的基础上，分析了煤焦油加氢产业的制约因素，并提出未来发展方向。

参考文献

[1]闫厚春,范雯阳,崔鹏,廖朝辉,王理想,李青松. 中低温煤焦油的加工利用现状[J]. 应用化工. 2019(08)

[2]赵文忠,孙丽丽. 炼油厂规模经济研究[J]. 当代石油石化. 2019(03)