油改煤 油水有多大

　　双环科技的油改煤工程竣工投产，保守估计每年可节约成本2亿多元。所以，尽管油改煤工程投资大，周期长，但是国内许多化工企业仍趋之若鹜。

　　○ 李晓明

　　油改煤使壳牌与双环共赢2006年6月20日，荷兰壳牌公司在双环科技召开全球第一套用于合成氨的油改煤成功运行的新闻发布会，壳牌中国董事局主席也出席了本次发布会。双环科技董事长吴党生会上宣布，该设备投产后，每年将降低生产成本2亿元以上。

　　建设周期长达7年、总投资7亿多元的双环科技油改煤工程，从5月17日开车运行以来，装置运行非常顺利。长江

证券研究员卞曙光认为，双环对成本下降2亿元的估计是相当保守的，实际成本节约还要超过这个数字。

　　据介绍，该项目从5月17日项目开车运行至今，开车时间总计已经一个月左右，一直满负荷运行，按照投氧量计算实际负荷已达110%，接近设计满负荷120%的水平。这也表明，壳牌油改煤装置不仅能够成功地应用于合成氨工业，而且能够高负荷稳定运行。

　　长江证券研究员卞曙光测算认为，随着油改煤的成功运行，预计合成氨生产成本将由此前的3500元/吨左右下降至1500～1600元/吨左右，下降幅度超过50%。以价格低廉的河南粉煤为原料而取代价格昂贵的重油，根据技术参数测算，该公司年净成本下降约为2.4亿元。

　　此前，双环科技曾预计公司2006年上半年将会出现亏损，亏损的数额在5000万元左右。卞曙光认为，双环科技上半年亏损已经成定局，亏损额应该会比5000万略少。但自6月份起公司将开始扭亏为盈，在油改煤新工艺的情况下，全年扭亏为盈也是可以预期的。按此前预亏情况可以估计上半年前五个月亏损约1000万/月，按照油改煤成本每月下降2000万来测算，从6至12月，下降成本抵消上半年亏损后还可以有9000万的盈余。至于具体的油改煤运行后的财务数据，据公司和研究员介绍，因为是按月计算，所以要到本月底才能有具体的统计数据。

　　油改煤投产后，双环科技主导产品产能也将有所提高，合成氨将从20万吨/年提高到24万吨/年，联碱相应由60万吨/年提高到70万吨/年。

　　双环科技油改煤项目主楼共计11层，高达50米，粉煤从自动传送履带送入研磨中心，经过研磨系统后，变成每颗只有50微米上下细的煤颗粒，再喷入气化炉进行不完全燃烧变换合成参与联碱合成，整体工厂实现全自动化操作，工人只需坐在电脑前就可以完成这项复杂的化学转换过程。壳牌中国的姜博士介绍：该技术有“煤种选择程度大、设备简单、转化率高、多产有效气体10%左右”等优点，至于成本与产出的比例要看各公司的自身情况。

　　很明显，壳牌公司此次新闻发布会除宣告第一套SHELL洁净粉煤气化技术成功外，同时还存在推广其油改煤技术和设备的意图。SHELL粉煤气化技术是世界上综合效率最高、接近零排放的煤气化技术，在性能方面要优于TEXI-CO的水煤浆技术。

　　国内第一套SHELL洁净粉煤气化技术，其成功开车不仅会给双环科技本身带来翻天覆地的变化，对目前国内其他13套SHELL煤气化装置的成功投产更具有直接的推动作用；同时，从更深层次上看，将会大大推进中国煤化工的技术升级和原料变革，意义深远。

　　为何油改煤

　　油改煤工程投资较大，少则四五亿元，多则十几亿元。以双环科技油改煤工程为例，建设周期长达7年，总投资7亿多元。尽管如此，为彻底改变合成氨生产的不利局面，许多以油为原料生产合成氨的企业，特别是大型碱厂，开始酝酿将油改煤。

　　由于资源结构的原因，在我国以油、气为原料制氨，其原料成本较高，且供应往往难以保证。以煤为原料则成本较低，且来源丰富。

　　对于以重油为原料生产合成氨的企业来说，在现有生产工艺条件下，虽然通过降低能耗可以降低部分成本，但是由于目前重油占合成氨总成本的80%左右，如何寻找一种工艺路线可行且价格较低、资源丰富的原料，成为一个现实的课题。

　　资料显示，1996年重油为每吨1400元，目前已经上涨到了3500元左右。近期，化工行业整体运行景气周期下降，再加上重油价格不断上升，国内不少烧油氨碱厂商成本急剧上升，有的甚至亏损严重，许多厂商为了降低原料采购成本，纷纷酝酿将油头改为煤头，国内现有16家公司正在或拟投资进行大型油改煤的工程建设。

　　双环科技的油改煤项目顺利投产运行，在国内是第一家，在国际上也尚属罕见。

　　据双环科技有关负责人测算，根据一个多月的试运行情况来看，按照年产20万吨的生产量来计算，每生成一吨合成氨需要0.84吨重油(重油去年是3200元/吨)，用电量是1450千瓦(电为0.3元/度)，蒸汽量是2吨(蒸汽为100元/吨)，总计一年的生产成本在6.65亿元。油改煤后，每生成一吨合成氨需要1.45吨的煤(煤为460元/吨)，用电量是1700度，蒸汽0.5吨，合计年成本在2.45亿元，除去各项运作成本及其他费用，每年降低成本约在2亿元以上。

　　壳牌中国的专业工程师说，所谓油改煤工程，以双环科技为例，其采用的是壳牌公司的流化粉煤化技术，原理是将煤粉碎研磨成极细的干煤粉粒，喷入气化炉进行不完全燃烧制得合成气，该技术有煤种选择程度大、设备简单、转化率高，多产有效气体10%左右等优点，至于成本与产出的比例要看各公司的自身情况。

　　该人士同时指出，一方面公司在生产成本上大大降低，让公司在与同行竞争中有足够优势；另一方面从社会效益角度来看，油改煤非常环保，生产中排放的煤渣、煤灰含碳量都很低，是优质建材原料，符合循环经济的大环境。

　　根据中国工业经济统计年鉴的数字，目前每吨合成氨耗电1260度左右。按湖北省大工业电价每度0.496元计算，即使双环科技电力成本增加一倍，每年也仅仅增加了1.2亿元，相比而言成本还是下降2.7亿元。事实上，由于合成氨生产中同时需要电力和蒸汽，如果自己拥有热电厂，成本还会降低。

　　鉴于我国石油资源总量不足是未来必须面对的现实，因此合成氨“以煤代油”势在必行。

　　主要工艺路线及对比

　　水煤混合料浆气化技术

　　该技术是美国德士古公司专利技术，已在合成氨、甲醇、含氧化合物、洁净煤气化联合循环发民等方面得到成功应用。该技术也是当前世界上发展较快的第二代煤气化技术。德士古水煤浆气化工艺是将一定粒度的煤粒及少量添加剂与水在磨机中磨成可以用泵输送的非牛顿形流体，与氧气或富氧在加压及高温状态下发生不完全燃烧反应制得高温合成气用于制造碳-化学品、合成氨等。由于是在加压及连续操作下进行，从而简化了工艺，又因其“三废”排放少，属环境友好型工艺。

　　主要特点：

　　一、气化炉结构简单。该技术关键设备气化炉属于加压气流订湿法加料液态排渣设备，结构简单，无机械传动装置；

　　二、开停车方便，加减负荷较快；

　　三、煤种适应较广，可以利用粉煤、烟煤、次烟煤、石油焦、煤加氢液经残渣等；

　　四、合成气质量好，CO＋H2≥80%，且H2与CO质量之比约为0.77，可以对CO全部或部分进行变换，调整其比例，且后系统气体净化处理方便；

　　五、合成气价格低，在相同条件下，天然气、渣油、煤制合成气，综合价格以煤制气最低；

　　六、碳转化率高，该工艺碳转化率在97% ～98%之间；

　　七、单炉产气能力大。由于德士古水煤浆气化炉操作压力较高，又无机械传动装置，在运输条件许可下设备大型化较为容易，目前气化煤量达2000吨/天台的气化炉已在运行；

　　八、“三废”排放少。

　　由于目前我国燃煤和燃油价格相差悬殊，即使考虑2吨水煤浆替代1吨油(水煤浆热值一般在20000kJ/kg，油的热值一般在41000kJ/kg)，其节省的燃料费用也是相当可观的。德士古于1989年在日本宇部兴产公司建成1套1000吨/天合成氨水煤浆气化装置，我国渭河化肥厂采用该技术也建成1套同等规模的水煤浆气化装置，其合成氨生产成本仅为600元/吨。

　　流化床粉煤气化技术

　　该技术是荷兰壳牌公司专利技术，也属于先进的第二代煤气化技术。该技术主要是将煤通过粉碎研磨成干煤粉，喷入气化炉进行燃烧制得合成气。目前，该技术已广泛用于电厂发电，在美国也已用于合成氨生产，但在我国应用于大型合成氨生产尚未开始。

　　主要特点：

　　一、采用干煤粉作气化原料，操作十分安全；

　　二、气化温度高，一般在1400℃～1600℃，碳转化率高达99%，煤气中甲烷含量很少，不含重烃，CO＋H2达到90%，因而可以降低气化消耗的煤量；

　　三、由于采用干煤粉作气化原料，不必在气化炉内蒸发水分，氧气用量可减少15%～20%，从而降低成本。配套空分装置规模可缩小，投资也相应降低；

　　四、气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，且每台气化炉设有4～6个喷嘴，因此气化炉检修周期较长。

　　五、气化过程无废气排放，系统排出的融渣含碳低，可用于水泥等建筑材料。

　　以上两种技术对环境影响程度都比较低且都属成熟技术。比较而言，在煤种适应性、氧气消耗、碳转化率、热效率等方面，壳牌公司气化技术比德士古技术占有一定优势。

　　我国目前大型合成氨生产装置绝大多数是从国外引进的，而且大多以天然气、重油和石脑油为原料，只有山西潞城、山东鲁南和陕西渭河3套装置以煤为原料。其中，山东鲁南和陕西渭河采用的是德士古公司水煤浆工艺，几年来通过不断消化和改进生产工艺，目前装置运行已经比较平稳，经济效益也逐渐体现出来。2000年，吉林长山化肥厂采用德士古技术的“油改煤”工程也已经正式奠基。

　　为了彻底改变合成氨生产亏损局面，许多以油为原料制合成氨的生产企业，特别是大型合成氨生产企业，开始酝酿将油头改为煤头，以降低合成氨生产成本，扭转目前的亏损状态。通过对壳牌技术和德士古技术进行比较，由于壳牌技术工艺对煤种选择度较大，且其生产设备较为简单，运行周期较长，因此大多数企业倾向于采用壳牌技术。

　　2005年6月，被列入国家原料本地化改造项目的天津渤海化工有限责任公司天津碱厂8万吨/年的合成氨装置“油改煤”工程，全面建成并一次投煤试车成功。

　　这项以烟煤为主要原料、替代以往原料重油的“油改煤”合成氨装置技改工程，采用陕西秦晋煤气化工程设备有限公司常压灰粘聚流化床粉煤气化工业化专有技术，这套国内自主开发建成的工业化装置顺利开车成功，标志着中国的流化床粉煤气化技术又迈上新台阶，对中国的煤化工事业和洁净煤技术的发展将产生深远的影响。

　　无论从节约

能源还是从环境保护角度出发，“油改煤”势在必行。专家建议，我国应该本着国情，尽快制定相关政策，鼓励企业实施“油改煤”。有关科研院所也应该结合国内生产企业的实际情况，尽快开发出具有自主产权的专利技术。