5月上旬,神木富油能源科技有限公司(下称“富油科技”)50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目生产装置一次投料成功打通全流程,产出合格环烷基油系列产品。另一化工新产品甲基环己烷刚刚对外销售,就备受广大客户青睐。
这个全球首套以煤焦油为原料生产环烷基油、环己烷、甲基环己烷系列产品的示范项目,是富油科技近10年来通过自主攻关、科技创新的成功实践,实现煤化工与石油化工深度耦合,拓宽了环烷基资源渠道,开创煤基环烷基油新路径,引领我国中低温煤焦油加氢深加工综合利用走向高端。
作为煤炭分质清洁高效转化利用的重要方式,低阶煤通过中低温热解(干馏),将煤分解为气体、液体(煤焦油)和固体(半焦或称兰炭)三相物质。近年来,我国中低温煤热解技术开发不断取得突破,尤其是陕西榆林发展迅猛,目前半焦(兰炭)产能占全国总产能的一半以上。
富油科技是陕煤集团控股的混合所有制企业、陕西省技术创新示范企业、国内煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油技术(FTH)的首创者。公司充分发挥人才和技术优势,深化产学研协作创新,在业内具有领先的技术能力和广泛的影响力。2012年7月,富油科技12万吨/年煤焦油全馏分加氢装置建成投产。后经扩能改造,规模扩大至17万吨/年。2013年4月,FTH技术通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,专家认为该技术有效解决了煤焦油中沥青质、胶质等重组分难以加氢转化的世界性难题,系世界首创、居领先水平。
煤焦油全馏分加氢主要产品是柴油馏分、石脑油馏分等普通轻质化油品,经调和可作为车用燃料,附加值较低,特别是在近年来低油价时代盈利能力十分有限。
如何在FTH技术的基础上开发新产品、提高附加值?富油科技依托国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室试验示范基地的技术优势,确定了产品升级精细化利用和产业链延伸、高端化发展的总体思路。根据全馏分加氢产物富含环烷烃等特性,他们在深入调研后,果断决策以FTH加氢得到的中高馏分油为原料制取环烷基油及环己烷、甲基环己烷系列产品。
经过反复实验、筛选工艺条件,富油科技研发成功新型催化剂,2013年底取得实验数据,完全掌握了煤焦油全馏分加氢制环烷基油工艺技术,打造出FTH示范技术升级版。
神木高新区(原锦界工业园区),国家级榆林能源化工基地最早形成的企业集中区,经过20多年发展拥有一批煤化工、氯碱、精细化工企业。2018年9月,总投资38.3亿元的全球首套50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目土建工程在富油科技拉开帷幕。经过两年建设施工,一座崭新的生产装置在一片沙丘中崛起,2020年9月开始陆续中交,随后转入试车阶段。
2021年2月,煤焦油全馏分加氢装置投料产出油品;3月下旬,石脑油加氢及分离装置投料,产出合格环己烷、甲基环己烷等化工产品;4月下旬,环烷基油加氢装置投料,产出合格环烷基油产品,包括变压器油、冷冻机油、橡胶增塑剂环烷基矿物油N4006、N4010;5月上旬,环烷基油分离装置投料,产出合格轻质白油W2-40、W2-60、W2-70、W2-80、W2-100、W2-110、W2-140等。
据了解,环烷基油产品包括变压器油、冷冻机油、橡胶增塑剂环烷基矿物油等,在国内外备受青睐,市场需求量大。此前,所有的环烷基油全部以环烷基原油提炼而成。这是一种含环烷烃较多的原油,具有蜡含量低、密度大、黏度大、胶质、残炭含量高等特点。但环烷基原油属稀缺资源,储量只占世界探明石油总量的2.2%。目前全球只有中国、美国和委内瑞拉等国家拥有,我国仅分布在新疆克拉玛依、辽河油田、大港油田以及渤海湾等地区。
从煤焦油中制取高附加值的环烷基油,无疑拓宽了环烷基油的来源渠道,起到了弥补稀缺资源的重要作用。2016年4月,国家发展改革委、国家能源局编制出台的《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》,明确将建设富油科技50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油工业化示范工程,作为中低温煤焦油深加工技术创新的重要内容。
2020年9月15日,23个单元工程顺利中交验收。至此,项目建设全面进入试压、试车、调试扫尾阶段。2020年国庆期间适逢中秋节,富油科技干部员工坚守项目建设一线,加班加点,忘我工作,用最质朴的方式向新中国71周年华诞献礼。10月9日,制氢装置转化炉点火一次成功,向投料开车迈出坚实一步。
50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目反应器、空冷器、换热器、压缩机等重特大设备采用国内顶尖技术,装备国产化率达99%以上。从正式施工到装置建成,50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目有效工期屈指算来仅1年半。建设及试车整个过程进度受控,未发生质量、安全、环保等事故。
目前,国内以环烷基原油为原料生产的变压器油、冷冻机油、橡胶增塑剂环烷基矿物油、BS光亮油等环烷基油,年产能仅150多万吨,市场供不应求。
煤焦油全馏分加氢制环烷基油技术以FTH装置得到的石脑油、中高馏分油为原料,经加氢异构制取环烷基油系列产品,属全氢型的新型清洁生产工艺技术,工艺流程短,生产过程条件温和,能耗、水耗较低。
据介绍,煤焦油组分复杂,氮、硫、氧及重金属离子难以去除。富油科技在复合催化剂选择、集配等方面做了大量研究攻关比对试验,攻克了许多难关,杂质含量降低至ppm级。煤焦油全馏分加氢制取的油品中环状物含量较高,不但可以生产工业级和食品级白油、冷冻机油、变压器油等环烷基油,还可获得环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷+乙基环己烷等系列化工产品共20多种,可广泛应用于工业、农业、军工、航空航天、医疗等领域。
富油科技50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油项目投产后,一期FTH装置不再加工燃料油品,从轻组分到重组分的中间产物与新项目实现联产,共年产环烷基油和环己烷系列产品63万吨。通过技术升级,产品附加值明显提高,不仅不局限于目前现有的产品,而且产品方案可以通过工艺操作灵活调整,进一步丰富产品种类。
与传统的经芳烃再合成工艺不同,富油科技通过石脑油一步法加氢制取环己烷系列产品。4月下旬,先期试生产的环己烷各项指标均满足《工业用环己烷》要求,纯度达到了优等品级别,可用于制造环己酮,并进一步生产己二酸和己内酰胺,同时还适用于橡胶、涂料、清漆溶剂。环己烷新产品还未出厂面市,就被江苏、河南、广东等地的客户抢先预购。连日来,到富油科技装车的车辆络绎不绝,订单量和出库量持续攀升。其余新产品近期也开始陆续推出,开始市场热销。