煤热解投资且行且珍惜

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   2013年3月29日新疆庆华集团煤炭分质综合利用项目正式破土动工前拟建一期工程规模为年处理400万吨干煤（折原煤约500万吨），主要包括400万吨/年煤炭中低温热解和50万吨/年煤焦油加氢项目
　　2014年5月24日新疆京能建设投资有限公司800万吨/年煤炭分质综合利用项目召开可研评估会，主要产品为石脑油35万吨/年，轻质燃料油95万吨/年、LPG3.16万吨/年.
　　2014年5月26日上午，酒钢集团公司、广汇能源公司1000万吨煤炭分质利用项目开工奠基仪式在嘉北工业园举行，项目先行启动一期150万吨煤炭干馏提质及50万吨焦油加氢装置。一期工程建成后，可年产提质煤65万吨、1号加氢油12万吨、2号加氢油32万吨、加氢尾油1.5万吨、液化气0.5万吨，该项目列入了甘肃省2014年省列重大项目，今年重点推进。甘肃还将重点发展煤炭分质利用项目，2013年9月甘肃省省长刘伟平主持召开省长办公会，专题研究谋划甘肃省河西地区煤炭分质利用项目规划布局、技术工艺流程、项目融资等问题。甘肃在河西地区近期将规划2000万吨规模、远期规划5000万吨规模煤炭分质利用项目，将重点在酒嘉地区布局，远期根据资源和市场情况，逐步向河西其他具备条件的市扩展。
　　2014年7月4日至6日，由国家能源局能源节约和科技装备司委托中国国际工程咨询公司组织有关专家一次性论证通过了新疆准东6个大型煤炭分级分质综合利用示范项目，为全面提升准东经济技术开发区煤化工精细化发展水平。
　　近年以来，一个长期沉寂的传统煤化工技术——煤热解又重新热了起来。各地的煤热解项目多集中在煤炭资源丰富的内蒙古和陕西等地陆续上马，而且在内陆的山东、河南等地也是热度不减，有企业提出来直接上马年产500万吨以上，而且这种同时产油产气产半焦的煤炭分质利用模式也被地方政府推崇，列为当地经济转型的项目，督促企业上马。
　　针对各地陆续上马煤热解项目热度不减的形势，记者在近期调研中，却听到专家这样的评价：
　　“目前，年产30万吨以上的装置没有一套装置连续开起来的”。说这话的是考察过国内多家煤热解装置的延长石油集团西湾煤化工项目筹建处技术顾问李佩玉。
　　“目前煤热解项目还没有哪一项技术能够实现安全、稳定、长周期经济运行。”说这话的是石油化工规划院能源化工处高工刘思明。
　　记者综合了一下业内专家对煤热解市场的主流评价：企业对目前运行的年产几万到几十万吨煤热解装置运行状况缺乏真实、客观、全面的了解，缺乏对各类技术的客观评价分析,以及对煤热解的特殊性和难度的充分估计，这是造成煤热解项目盲目热情高涨的原因。
　　梅开二度的传统技术
　　煤热解，也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，把煤里面的焦油和煤气蒸发出来，得到焦油、煤气、半焦的过程。煤热解与煤液化、煤气化的区别有以下几点。
　　首先是工艺不同。煤液化是将煤在高温下加氢裂解；煤气化是煤在高温条件下，以氧气、水蒸气或氢气作气化剂的一种反应；煤热解是一种加热蒸发的过程。其次是得到的产品不同。煤液化得到的是柴油、汽油；煤气化得到的是气体；煤热解能得到3种产品：焦油、煤气、半焦。此外，与煤气化比，煤热解产出的煤气量少；与煤液化相比，煤热解得到的燃料油比重大、密度高、十六烷值低，质量不如煤液化的好。
　　该技术最早产生于19世纪，起源于德国，发明之初主要用于制取煤焦油，也用于生产炼铁用焦炭和燃料气。由于该技术的能源转化率很高，一直被国内外认为是与煤气化、煤液化并列的第三种煤炭转化技术。
　　煤热解技术在19世纪就已出现，但受技术所限，生产的产品比较简单，当时主要用于制取灯油和蜡。19世纪末，因电灯的发明，煤热解趋于衰落。第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国出于战争目的，建立了大型煤热解厂，以褐煤为原料生产煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油。战后，由于大量廉价石油的开采，煤热解再次陷于停滞状态。
　　在国内，上世纪50年代，我国很多城市用的煤气还是通过煤热解产生。后来随着石化产业的发展，煤热解技术渐渐萎缩，其经济价值也没有得到最大限度地发挥。所以该技术在我国有一定的发展，但一直处于受冷落的状态。近年来，随着煤化工产业的兴起，这种已经有上百年发展历史的传统煤化工技术也老树开新花，带起了一股研发与上马热潮。
　　业内专家表示，热解属于传统的煤化工技术，是很多年前就有的技术。只是由于过去的利用技术不高，其经济价值没有得到发挥。现在，随着相关技术的提高，煤热解有望向大型化、一体化、多联产的方向发展。
　　难以攻克的三大问题
　　但目前煤热解产业主要存在这样几个问题。
　　一是技术还不成熟。刘思明向记者明确表示，煤热解还处于观望期，要说哪种技术好，都还缺乏工业化装置连续化稳定运行的支撑。全国煤化工设计技术中心主任、中国工程设计大师李大尚表示，技术还不成熟，工业技术还不过关，焦油里面灰含量高，分离困难，而且焦油在煤气里面，整个系统容易堵塞，分离也困难。
　　李佩玉向记者明确表示，煤热解、电、气、油一体化联合生产还存在一定的技术难题，热解过程中的气液产品收率和品质控制没有实现突破，焦油中灰含量达20%，分离困难，不能市场应用，装置根本无法长时间连续运行。半焦的加工主要为湿法熄焦，热能损失大。湿法熄焦工艺实际运行中吨煤水耗高达0.6吨，会产生大量难以处理的煤泥水，环境污染严重。褐煤中携带的水分和热解产生的水分，除一小部分用于冷激半焦（熄焦）后转入半焦，也大部分随烟气排入大气中。另外，热解得到的半焦粉化严重，挥发分较低，燃烧性大大降低，质量难以满足国内铁合金、电石等行业的指标要求，市场需求和适用范围受限。
　　二是有待工程化。刘思明认为，目前的示范项目应当针对存在的工程化问题进行攻关，加强反应调控和油气质量控制能力；研究煤层厚度、停留时间、气化温度、产品组分间的关系，尽快实现热解的定向转化，尽可能多地生产高附加值轻质油气产品和高质量的半焦产品；优化工艺流程，实现热解过程自身的热量平衡。目前干燥、热解的机理研究相对滞后，这会在一定程度上制约工程化。
　　三是工艺待优化。刘思明表示，由于缺乏对煤质与工艺条件间变化规律的深入研究。因而导致无法在煤质变化时对工艺过程中的控制温度、氧量、粒度、介质特性等条件做出及时、准确的调整。当前应当加大对褐煤热解过程的基础研究，深入了解褐煤热解过程中的行为变化和外部条件对其的影响。“煤热解应当从整体上考虑产品的用途，必须解决半焦的利用问题。”上海兖矿能源科技研发公司总经理孙启文表示，“1000万吨/年煤热解一年要出半焦700万吨，出这么多的半焦怎么利用是个问题。不能最高端的油气提取了，最难处理的半焦放那里了。”
　　多联产应是最佳选择
　　接受记者采访的专家一致认为，煤热解可以走出新路，但前提是综合利用产物，要走规模化、多联产的路子。
　　据了解，利用褐煤发展煤热解、走规模化之路，在国际上也有先例。目前，国外主要的褐煤加工技术有德国的低温热解工艺、苏联的褐煤固体热载体热解工艺、美国的温和气化技术、日本的煤炭快速热解技术和加拿大的阿特伯干馏技术等。
　　近几年国内煤热解新工艺的开发，也给煤热解的规模化、多联产提供了技术上、工程化上的探索。但是，现有煤热解技术大多停留在半焦一焦油一煤气阶段，半焦、焦油作为初级产品简单出售，煤气放空或燃烧，属于短期、粗放式的生产方式，能源转化效率低。循环流化床热一电一气多联产技术实现了煤、电、气、油一体化联合生产，但尚存在一定的技术难题，同时，也缺乏对煤气、焦油等副产物的配套回收工程。目前的煤热解单炉年生产能力2万～5万t，甚至更小，单炉只有提高至百万t级规模才能形成高效的产业化规模。不过，多位业内人士也指出，国内热解多联产技术工业化还处于起步阶段，因此应坚持先示范后推广的原则，不可一哄而上。先对几万到几十万吨煤热解示范装置存在的技术难题进行攻关，保证示范装置长周期稳定运行。
　　煤热解的投资，应当从整个多联产角度计算。热解产的焦油量以及加氢得到的燃料油量很少，大部分煤其实都是变成了兰炭，如果不对兰炭进行有效利用，等于做了一个不完整的工厂。建设380万吨/年的煤热解项目，生成的煤气为4.56亿立方米/年；另有50万吨/年煤焦油加氢、190万吨/年粉焦作为16亿立方米/年合成气项目的原料及燃料，建设此完整工厂的总投资要80亿元以上，远高于报告宣称的数字。此外，热解后煤焦油加氢的氢气就要靠煤的气化、空分和净化得到。因此，多联产的投资只能算总账，没办法对每个产品进行分摊。
　　坚持先示范后推广
　　多为专家向记者强调，煤热解应当坚持先示范后推广，目前的技术都没有经历工业示范装置有置信度的验证，已经投产的装置常常发生由于安全、环保、能耗指标不能达到预期的设计要求，设备运行可靠性不高长期反复整改的现象。李大尚向记者表示，煤热解经济规模至少在几百万吨、几千万吨以上。当前应当解决示范装置存在的问题，使其能够长周期稳定地运行起来。国家能源低阶煤综合利用研发中心主任夏吴认为，我国褐煤综合利用的很多现有路线看似合理，但在规模化、工程化应用上还存在着一系列难题，经济性也有待进一步提高，综合利用应稳步推进，不宜操之过急。
　　重点发展煤热解的陕煤化集团今年面向国内外发布的科研项目，要求进行中低温热解油气与热解粉焦气固在线分离技术及关键设备开发研究，除尘后焦油中含尘量要求≤5%wt；中低温热解半焦干熄焦技术及关键设备开发，要求半焦显热吸收率≥80%，排焦温度≤60-80℃，进一步提高能源利用率。同时，对中低温热解产物粉焦也要求综合利用，提出粉焦替代锅炉燃料技术开发研究，要求粉焦掺烧比大于50%，粉焦替代高炉喷吹原料技术开发，要求粉焦掺喷比例大于60%。
　　夏吴指出，国家应引导相关科研设计单位加大低阶煤的基础性和系统性研究，明确示范项目准入门槛，在单系列处理能力、能效、消耗和三废排放等方面设置严格的定额指标，禁止不成熟的技术做商业推广。超越阶段地使用未被商业示范成功验证的技术，不仅会造成资产的闲置，而且还会导致资源的浪费。
　　

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经济形势没有好转

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禁止不成熟的技术

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热解现在还没有成熟技术，除了热解工艺不成熟外，除尘和收油系统都还存在较多不成熟的地方，目前中科院的几只科研团队都在进行研发，相信离解决这个难题的日子不久了