煤炭物化反应液化法制取柴油项目可行性分析报告(doc 38).doc
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1、煤炭物化反应液化法制取柴油项目可行性分析报告2006年9月 第一部分 煤炭物化反应液化法制取柴油背景、重要性、依据一、煤炭物化反应液化法制取柴油项目提出的背景1、今天能源危机已经成为人类生存发展的一道严峻的课题。据权威资料显示:在过去的20年间,世界能源消费一直呈直线上升趋势,人类所需能源的97%98%是来自一次性、不可再生的矿物能源,而其中石油、天然气又占61.2%。一个世纪以来人类的石油能源消费又一直呈指数增长,由于过量的消费石油,天然气的储量急剧下降,日趋枯竭。据有关资料介绍:“至1992年全球已探明的石油储量为1368亿吨。如按2000年全球需求量计算,目前已探明的石油储量只能维持到2
2、015年,天然气可以维持66年,如此推算,到不了21世纪中期,地球上的石油资源将告枯竭,而天然气资源也将在21世纪60年代后全部枯竭”。美国9.11事件后又出现了能源恐慌,美国对伊拉克战争,更加剧了世界能源恐慌,这再一次凸显了重新评估能源政策的紧迫性。美国对伊拉克的战争基本上是为了控制中东石油能源而进行的。世界工业化进程表明,经济越发展,对一次性能源中高值、污染少的石油依赖性越大,在未来能够对美国经济实力构成威胁的主要是欧盟、日本以及其它一切有潜在竞争力的大国。这些国家的能源来源现在主要是依赖从中东地区进口石油和天然气,由于他们本国的石油、天然气资源已近枯竭,不得不将越来越加大对中东地区石油和
3、天然气的依赖,控制了中东就可以在未来的能源争夺战中抢占先机、压制对方,以保本国能源的安全。我国石油资源有限,不能完全满足国民经济快速发展的需要,必须寻找可以进口石油的渠道,中东地区是世界上产油最多的地区,这里人口少、工业又不太发达,生产的石油主要是出口,我国自然希望从这个地区得到稳定、充足的石油供应。美国对中东的控制将对我国石油安全产生比较大的影响,在中东石油问题上,我国与美国等两方国家存在着冲突、对抗与合作的可能性,冲突可能更多于合作,美国可能利用中东石油的控制来牵制我国,甚至可能影响到我国的石油安全,在严峻的能源形势面前,探索新的可替代石油能源和增加我国油品资源之路是刻不容缓的。2、从19
4、98年我国石油价格形成改革方案出台后,国际市场石油价格发生了急剧变化,受石油输出国组织的限产保价措施以及国际经济增长对石油增长的影响,1999年4月以来,国际原油市场价格平均涨幅达130%,汽、柴油价格涨幅分别达到62%84%。目前国际市场原油价仍在高位上运行,居高不下的国际油价加剧了我国成品油和原油根据国际市场油品价格变化情况的限价。1999年11月、2000年2月、5月,我国连续3次调整了成品油价格,但仍与国际市场价格存在一定差距,因此2004年6月7日又二次进行调整,虽然在12月初和12月下旬又进行了二次回调成品油的出厂价,但成品油的批发和零售价仍远高于年初的价格。在2004年10月国际
5、市场原油价格一度涨到历史的最高水平每桶54.2美元,在以后一段时间有所回落,至到现在仍然在每桶4043美元左右,仍远高于年初国际市场的原油价格。国际市场源油价格涨到现在的水平主要是受欧佩克、国际经济增长和美国对伊战争造成动荡的国际形势等诸多因素影响形成的。从现在看国际经济将持续增长,对石油的需求将会继续增加而不会减少,即使将来国际形势有所好转,石油输出国组织为了其即得利益会采取各种可能的措施来保持现在油价的稳定,也不会让国际油价回落到年初的水平。我国成品油价格经过多次调整,虽然已经提高了很多,但与欧、美国际相比仍然属于价格较低的,其主要原因是我国成品油的含税比例比较低,目前我国成品油含税还未达
6、到20%,而美国的成品油含税比例是30%,日本是50%,一些欧洲国家达到75%,如果与国际市场接轨,我国的成品油价格上涨的空间还仍然有很大的余地。油品的价格不断攀升,必将影响和波及我国工业、农业、交通运输业以及国民经济、人民生活等各方面、导致企业成本明显上升、物价上涨柴油供应紧俏,这一现象在我国的南方、北方地区表现十分突出。柴油库存下降,引起各界的关注,石油公司倍感压力加大。在北方,冬季温度较低,低标号柴油供应形势将更为严峻。大部分经营单位早已停止批发柴油、力保零售。石油价格上涨对世界经济的影响是非常深刻的。对于发达国家来说,油价上涨将加重他们政府的财政负担和工业产品成本的增加,可能会产生增加
7、财政赤字,国民经济放缓。对于刚刚摆脱金融危机阴影不久的发展中国家,能源成本增加将导致经济复苏放缓,人民生活水平得不到很快改善,将势必造成社会不安定因素的增加。3、我国自身石油资源有限,储藏量较少,上亿吨和具有开采价值的石油矿源廖廖无几,同时开采技术和开采实力不如发达国家、成本偏高,竞争力较低是因现有的主要石油矿井地处偏僻、自然条件恶劣,这些势必使开采的投入加大,加之较远的运输距离造成了成本偏高。我国作为发展中国家受国际油价上涨的影响,不仅使企业产品成本上升,消费者负担加重,而且原本就短缺的石油资源显得更加紧张,将不得不增加油品进口,加大对国际石油资源的依赖度,必然将增加我国能源的不安全因素。1
8、999年我国原油需求量达19150万吨,原油产量仅为15935万吨,缺口为3215万吨,2000年我国的石油进口达到创纪录的7000万吨,据有关专家预测,今后我国原油供需之间的缺口将逐年加大,到年底我国的油品进口已达到了1亿吨;专家预测到2020年我国石油消量将达到6.1亿吨,缺口为2.5亿吨至4.3亿吨。由于国内石油产量不可能大幅增长,今后新增的石油需求量将几乎全部依靠进口,到2020年前后石油进口量有可能超过3亿吨,大量的石油进口,国际油价大幅度上涨,在国际资本操纵下已开始威胁我国的石油安全和国家外汇收支的安全。4、七十年代出现的石油危机促使发达国家加速产业和能源结构的调整,发达国家积极发
9、展和鼓励发展,使用新能源,大力推广电能、风能和太阳能等,调整固定、静止环境状态下的用油量,大力发展节能、低耗能的汽车工业,着力推广应用替代燃料、天然气、乙醇和氢气等。但时至今日仍然解决不了动态状态下的必须用油。我国是发展中国家,也认识到解决这个问题是刻不容缓的,政府出台政策鼓励和支持车用燃料多样化,部分城市的车辆已用上了乙醇汽油,有些地方也推广天然气和研究氢气,可至今我国的车用燃料油的消费不但没有能缓解,由于替代车用燃料的各种因素影响,发展比较缓慢,车用燃料汽油、柴油更显紧张,由于近年来夏季气温偏高、用电紧张,又加剧了柴油供应紧张的程度。5、利用煤炭制取柴、汽油技术在世界上已属成熟的技术,我国
10、的有识之士已认识到利用煤炭液化技术制取柴油的前景是非常可观的,它将是解决我国柴油短缺的途径之一。在山西、内蒙等地正在引进国外煤炭液化制取柴油的技术,建设年产柴油50万100万吨的工厂。可煤炭物化反应液化法制取柴油技术较国外煤炭液化技术有更大的优越性,它投资少,使用国外技术生产每吨柴油需投入5,000元-10,000元人民币,国内技术煤炭物化反应液化法,生产每吨柴油仅需投入1,000-1,500元人民币。采用标准设备,生产方法简单,建设周期短,见效快,成本低。用3吨煤可生产一吨柴油和二吨副产品沥青。投资规模可大可小都可产生,无需加氢,规模效益会更加可观。这不仅可在长久的将来使我国柴油紧张的状况得
11、到一定的缓解,而且将大大提高我国煤炭利用率。我国煤炭资源丰富,又是产煤大国。2003年全球主要产煤国烟煤产量约41.6亿吨,我国的烟煤产量为17.36亿吨,占了约41%左右,预计到2004年底我国煤炭产量已接近20亿吨,如此推算,利用15%的煤炭就可以生产1亿吨柴油。这将大大减轻我国需要大量进口油品压力,同时提高煤炭利用率和减少煤炭在生产和使用中对大气和自然环境的污染,是一举两得的利国利民的事情。二、煤炭物化反应液化法制取柴油项目提出的依据1、利用煤炭制取柴油利用煤炭制取柴、汽油技术在世界已属成熟阶段,早在二十年代,德国、美国、法国和丹麦等国家已拥有了煤制油技术,而且每年都在扩产。最为突出的是
12、南非沙索尔投产厂用25MT煤炭生产出5MT液体燃料一直生产至今。煤炭液化主要有两条技术途径:一是将煤炭制成煤浆进行加氢液化,反应器采用移动床,反应物料是柱塞流HCOAT法,采用沸腾床,催化剂在反应器内呈悬浮状态,操作条件大同小异,反应温度400460,压力为1030MPA,固液分离采用蒸馏,有的采用超临界萃取方法,残渣用于气化制氢,使用原料煤很窄,要求使用低灰细磨、干燥的煤以及高挥发的煤和不粘煤,由于煤种限制如此严格,能用于直接加氢液化的煤种是不多的。二是间接液化:指进行气化过程由煤或焦炭生产合成气,气化剂是氧和水蒸汽,在煤气加工过程中和净化过程中,调整H/C原子比,并脱去硫、在合成反应过程中
13、,由于反应放热,可产生大量蒸汽,合成产物经过分离、洗涤、冷却、精制得到各种产品,在液化剂作用下,生成的水蒸汽与一氧化碳进行下述反应:H2O+COCO2H22、目前国际上较具代表性的煤液化技术(1)氢煤渣:煤浆、氢气与循环油分别由下向上进入沸腾床反应器中,由于分布均匀,使得系统能在等温条件下操作,在操作过程中能够连续添加和抽出催化剂保持最佳的液化活性。特点:由于能连续加入和抽出催化剂,即使试验出现问题或催化剂中毒也不必停止运转即可解决。反应器处于等温操作能够很多地进行过程调节,可以改变产品分布也可生产各种液体产物。(2)埃克森供氢溶剂(EDS)法:经过细磨和干燥,煤与供氢溶剂混合制成煤浆,煤浆用
14、氢混合经预热后进入一个简单的向上流动的柱塞系统反应器中,在此于427-470、1014Mpa下发生煤液化反应,煤液化产物进入分隔装置,分为轻质气体、石脑油、馏分油及减压蒸馏塔底物(含有538的重质油、未转化的煤和矿物质残渣)轻质气体作本过程使用的氢,石脑油和部分馏分油作为液体产品。其中部分馏分油作为循环溶剂进入固定反应器中进行加氢反应,加氢后的溶剂再回到煤浆制备系统,蒸馏塔底物进入灵活焦化装置,在此进行焦化气化,获得液体和气体产品。特点:供氢溶剂是本工艺系统生产的一部分中质馏分(204207),送至溶剂加氢反应器,在C0M0和N1M0催化剂的作用下重新加氢制得的,由于采用供氢溶剂,增加了煤炭液
15、化产品中的轻馏分产率。将溶剂加氢和煤的加氢分别在两个反应器中进行,避免了重质油及未反应的煤和矿物质与催化剂直接接触,提高了催化剂的使用寿命,并改进了工艺过程的控制,也简化了操作过程。采用了减压蒸馏,避免了复杂的固液分离技术问题,由减压蒸馏塔底出来的残渣,送到灵活焦化装置,能够发生干馏和气化反应,使残渣中的有机物转化为液体产品和低热值的煤气,提高了转化率和液化产品收率。(3)、间接液化(FT)费托法:首先用水蒸汽和氧在鲁奇炉中把煤化成煤气经过净化后得到合成气,主要含有H2、CO和少量CH4,下一个主要工序是将H2和CO通过催化剂合成烃类,结果得到各种不同链的烃类产品,同时还能得到一些含氧化合物如
16、醇类和酮类,从反应器尾气中分离并回收这些合成产品,用常规精制工艺将烃类进一步精制(异构化、烷基化、铂重整、聚合等)结果得到的所需的一系列产品。评价:该法的优点是可利用劣质煤作为气化原料,主要缺点是气化造价太高,占整个费用一半以上,由于气化后合成过程繁多,热效率低,仅为58%,就目前几种液化方法相比,产品成本最高。(4)其它煤液化方法:整体化两段液化法催化两段液化法HRI煤油共炼法CANMET法尽管煤炭液化技术多途径,但是它们的市场竞争是靠的规模效益,如果是年产几十万吨产量只能是保本运行,除非百万吨级的运行才能产生12%15%的投资收益,其原因是每吨成品油的投比例大于5000元人民币,甚至高达1
17、0000元人民币,主要是设备投资的比例高达总投资80%左右。3、利用煤炭物化反应液化法制取柴油煤炭物化反应液化法制取柴油技术,是在总结以上各国煤炭液化法经验的基础上,克服其缺点,自成一套简易无需加氢加催化剂的煤炭液化法,使这一技术同样得到同质量同数量的产物,成本低廉,可与石油相比,具有市场竞争力。首先将煤破碎到一定规格后进行干燥,然后将干燥过的煤粉碎到所需的规格进行下一步浸渍。煤的粒度在液化过程中是不可忽视的,煤的粒度过小、过细在操作中易结块堵塞设备,煤的粒度过大、过粗减少气、固接触面,减慢化学反应速度,降低生产能力。合适的粒度能保持良好的操作。由于本液化法不需加氢,所以浸渍最为重要,因为煤的
18、有机组织为复杂的大分子网状,分子间通过强烈的氢键和范德华力连接。要打开煤大分子间强烈的氢键作用,削弱范德华力,同时对煤结构的破坏要小,因此物化浸渍对煤的高效转化有重要作用。技术发明人经过多次试验,选出了浸渍工艺在常压下进行最为合适的温度,保证煤在浸渍后能够高效转化。经过一定时间浸渍后的物质,通过热温管道用泵送至反应器。当反应器内温度达到规定温度和压力时,当量H2O由于分布均匀,物料中无机物在适应温度中形成金属羰基复合物,在其作用下物料发生了变换反应,该反应过程是在规定的时间、温度、压力范围,使煤保持最佳液化状态。液化后产物全部精馏,塔上流出物为粗柴油,塔下排放物为沥青。序号检 验 项 目单 位
19、检 验 结 果1检验:50% 回收温度90% 回收温度95% 回收温度2583353502闪点(闭口)583机械杂质-无4十六值46.55实际胶质Mg/100m218.26密度(20)Kg/m30.84154、利用煤炭物化反应液化技术制取柴油项目的依据是实践 该技术发明人经过多年对煤炭液化技术的研究,在实践的基础上, 总结经验,成功地解决了煤炭物化反应中的各种关键技术,形成了一套自成体系、完整的、方法简单、无需加氢、加催化剂的反应条件和温度,设备采用标准型,操作人员人身安全有保障的煤炭液化技术。利用该技术,已先后在四川、新疆、辽宁等地建成了年产万吨柴油的工厂,生产出了符合国家标准的柴油。这说明
20、,可以用于工业化生产。这些可以说明煤炭物化反应液化法制取柴油技术具备了成熟条件,可用于大规模工业化生产,可以推广和应用。5、煤炭物化反应液化法制取柴油技术的特点:煤炭物化反应液化法制取柴油技术方法比较简单,工艺流程合理,设备标准对投资规模要求宽松,可大可小,投资规模大可产生规模效益,投资规模小也能产生一定的效益,一般生产每吨柴油的投入在1500元人民币左右。这是适合发展中国家采用,推广的煤炭液化技术。该技术用3吨煤即可生产一吨柴油。无需加氢,加催化剂。不仅减少了投资,同时提高了煤炭利用率,降低了产品成本,增加了产品的市场竞争力和加大获利的空间,这是有效保证投资回收的最重要因素之一。原料充足,由
21、于该技术对原料质量要求不高,尤其在我国,煤炭资源丰富,这就保证了生产有充足的原料供应,该技术非常适合在我国发展。该技术产品比煤炭更适应各种动力机械使用,与石油产品相比有较好的经济性,适应性和操作性,是具有市场竞争力和广阔市场空间的畅销产品。该技术项目符合我国国民经济发展的产业投资政策。有利于我国减少原油的进口,减少我国对外国石油能源的依赖程度,提高我国能源的利用程度。提高煤炭资源的利用率。我国煤炭资源丰富,但毕竟是有限的,提高煤炭利用率在某种意义上是增加煤炭资源;由于该技术对原料要求不高,所以可将煤炭全部利用,不必洗选。使用该技术,生产过程中无三废。从生产工艺流程上就可以看到,生产过程中无废水
22、、废气和废渣产生。生产主要产品柴油后,其余的都转化为副产品沥青。由于部分煤炭已转化为柴油,减少了煤炭对环境的污染。使用的原料煤炭无需洗选,减少了在煤炭生产中产生的废水和废渣,这将十分有利于对环境的保护。本技术专利发明人是中国人,无论转让或合作不会有苛刻条件。第二部分 石油市场现状、价格及风险一、 石油市场现状目前,我国石油年生产能力为2亿吨左右,年消耗量为2.7-2.8亿吨左右,专家预测到2020年,中国石油消耗量将达到4.5亿吨至6.1亿吨,缺口达2.5亿吨至4.3亿吨。到2020年前后,石油进口量有可能达到或超过3亿吨。2003年,世界石油价格坚挺。到10月底,欧佩克一揽7种原油的平均价格
23、为27.91美元/桶,全年平均油价为24.6美元/桶;北海布伦特原油价格高居28美元/桶。在上世纪90年代,布伦特油价仅为18.38美元/桶。2003年,虽然欧佩克产油国突破限额增产,可另一方面,世界和地区局势动荡,造成石油供应短缺出现供应紧张,刺激了世界市场油价的不断攀升。供应方面除沙特外,欧佩克10个产油国不顾限额超产,1-7月份原油产量由2570万桶/日增至2660万桶/日。9月份制定的减产90万/日计划,仅过了两个月就无人理会。可伊拉克、尼日利亚和委内瑞拉三个产油国的国内局势不稳。伊拉克重建进程困难重重,石油生产恢复缓慢,什么时间可以恢复到战前水平,谁都难以预测。伊境内的输油管线接二连
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