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          煤制油與生物質能融合發展潛力大(行業洞察)

           

          俄烏沖突導致油價大漲,各國開始擔憂以原油為基礎的供油體系,煤制油及生物質液體能源再次受到重視。2021年,我國原油對外依存度超過70%,煤制油具有保障能源安全的重要作用。

           

          煤制油主要有兩種生產路徑,一種是煤加氫直接液化,再合成油品,即將煤制成煤漿,在高溫、高壓、催化條件下與氫氣反應,通過催化加氫、溶劑萃取、裂解等工藝,將煤轉化為烴類液體,然后再加氫精制,去除油中的氧氮。另一種是煤間接液化,先將煤氣轉變為合成氣(一氧化碳+氫氣),在催化劑的作用下經費托合成轉化為烴類,再經過深加工得到油品。

           

          截至2020年,我國建成投運7個煤制油項目(含1個煤油共煉項目),總產能約700萬噸/年,除鄂爾多斯直接液化項目外,其余6個均為煤間接液化項目。生物質能主要包括生物質固體能源、生物質液體能源、生物質氣體能源等,其中生物質液體能源主要包括生物乙醇、生物甲醇、生物柴油、生物質(秸稈)裂解油品等。

           

          煤制油亟需技術進步與升級。煤基費托合成油的柴油組分達到《GB/T29720-2013煤基費托合成 柴油組分油》要求,可作為中間產品出售,但達不到《GB19147車用柴油》和《GJB3075軍用柴油規范》要求,不能作為成品油出售。目前只能依據《GB/T32066-2015煤基費托合成 液體蠟》,將煤制柴油作為液體蠟銷售。

           

          煤制油與生物質能融合發展,可彌補油品短板。以煤間接液化油品為例,該油品的組分磨痕直徑為600微米-700微米,而《GB19147車用柴油》規定,柴油磨痕直徑不能大于460微米。生物質能可生成脂肪酸酯型抗磨劑,敏感性強,可有效改善煤間接液化烴類組分,同時針對煤基費托合成烴類組分產品直鏈烴類含量高、芳烴環烷烴含量低、硫氮含量低等特點,在加劑量0.02%-5%范圍內,可將煤基費托合成油烴類餾分磨痕直徑指標降至340微米以下,大幅提高油品的潤滑性能,優于《GB19147車用柴油》相關要求。

           

          煤制油與生物質能融合發展,可有效解決油品密度低的問題,并改善油品運動粘度、閃點、餾程等指標,不僅能滿足車用柴油要求,還可拓展到坦克、艦船等用油。

           

          煤間接液化油品經過改善提質,可作為優質汽柴油調和組分,獲得市場認可,同時可通過調整其工藝參數,生產凝點-50℃-0℃的柴油組分,但無法作為單獨油品銷售。目前生物質能行業已開發出凝點為-30℃、-40℃、-50℃的生物柴油,按照國六柴油標準要求,可根據凝點(包括冷濾點)將生物柴油分為凝點不高于0℃、-10℃、-20℃、-35℃、-50℃ 6個標號,均可對標石化柴油。

           

          為完善生物柴油標準,中國石油和化學工業聯合會將《生物柴油(B100)》《生物調和燃料(B10、B20、B30)》《脂肪酸酯型柴油抗磨劑》列入2020年第一批團體標準計劃項目。上述標準明確提出,生物柴油與煤基費托合成油組分調和,可得到凝點不高于0℃、-10℃、-20℃、-35℃、-50℃6個標號的B5柴油,符合《GB25199 B5柴油》要求,且比該標準增加-20號、-35號、-50號3種柴油。

           

          值得一提的是,中央軍委后勤保障部立項支持的《軍隊后勤開放研究項目》,包括《煤基軍艦用柴油關鍵技術研究》《加氫工藝軍用柴油與武器裝備適應性研究》等相關課題。該課題提出,推動煤間接液化與生物質能融合發展,開發軍用艦船用油及-60號柴油。我國自主研發的“煤間接液化油品+脂肪酸酯型抗磨劑調和”工藝,實現煤基費托合成油提質轉化,達到《GJB3075軍用柴油規范》《GB19147車用柴油》《GB25199 B5柴油》等標準要求,不僅能作為車用柴油,還可作為坦克、艦船用油,其動力性、經濟性與石化柴油相當,潤滑性更優。同時,坦克、艦船使用煤基合成油,不僅有利于擴大裝備用油范圍,提高燃料保障能力,還能加強軍用、民用技術雙向轉移,完善軍民融合科技成果共享機制。

           

          (作者系中國石油和化學工業聯合會特種油品專業委員會副主任)

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