我国煤焦油加氢产业发展现状与展望

我国煤焦油加氢产业发展现状与展望

摘要：煤焦油加氢是以生产清洁燃料油品为主要目的，将煤焦油在高温、高压、临氢和催化剂的条件下，脱除硫、氮、氧和金属等杂原子，饱和芳烃、烯烃等烃类，进而转化为较低分子量的液体燃料，并副产轻烃、沥青焦等的过程，属

于煤化工领域。

关键词煤焦油，特性，加氢，产能，产量，制约因素，展望

1煤焦油加氢产业规模

截至2019年底，煤焦油加氢项目总规模已达839.6万t/a，可生产各类油品约700万t/a。其中，中低温、中温煤焦油加氢产能已达到495.8万t/a，开发应用了轻馏分加氢、延迟焦化-加氢、全馏分加氢、宽馏分加氢、沸腾床加氢、悬浮床加氢等一系列技术；另外，高温煤焦油加氢，尤其是蒽油加氢产业规模不断扩大。

虽然我国目前已建成煤焦油加氢总产能为839.6万t/a，但由于原料供应、装备技术和生产操作等因素的制约，实际开工率约为80%，则可生产清洁油品约为550万t/a（油品收率按80%计算）。截至2019年底，我国在建和规划中的煤焦油加氢项目产能达3200万t/a。若在近五年内拟在建项目可建成30%（约960万t/a），我国煤焦油加氢总产能将达到1800万t/a，将可生产各类油品约1400万t/a。

2制约因素与发展方向

2.1制约因素

从20世纪90年代以来，我国科研单位根据煤焦油原料的组成及特性，在石油加氢工艺技术及催化剂研究应用的基础上，将其借鉴改进并应用到煤焦油加氢领域，但由于加氢产业发展过快及所处发展阶段影响，在原料、市场、技术、环保等方面仍存在诸多制约。4.1.1原料供需矛盾将凸显2019年，我国中低温和中

温煤焦油产量共有约660万t，相应已投产的加氢项目规模为495.8万t；高温

煤焦油产量约为1850万t，其中蒽油馏分产量约为410万t，相应已投产的加氢

规模为343.8万t。若考虑煤焦油在其他深加工应用领域的拓展，加氢产业原料

供需基本平衡。

2.1.2产品市场变数较多

按照国家汽油、柴油质量指标要求，煤焦油加氢项目所生产的汽油辛烷值和

柴油十六烷值均不达标且较低，出厂售价亦低于石油炼制产品。在国内炼油能力

严重过剩、原油进口资质不断放开的背景下，加之国际油价动荡及醇醚燃料等石

油替代能源的竞争，作为石油有效补充的煤焦油加氢项目，其产品价格将难以得

到保障。

当前的煤焦油加氢项目多以环保类项目立项，汽油按照化工轻油、柴油按照

燃料油出厂销售，因而免除汽、柴油消费税，仅有个别地方收取少量定额税。一

旦执行严格的成品油消费税政策，企业效益将面临巨大考验。

2.1.3工艺技术亟需提升

现已运行的加氢项目中，仅有少数装置（企业）实现了“安、稳、长、满”

运行，并获得良好的经济效益。仍有部分企业虽已建成投产，但由于工艺技术缺陷，尚未达到设计要求。

工艺技术制约主要表现在以下两个方面：（1）技术水平。现有加氢技术的

产品中，以低端低附加值居多，高附加值有机化工产品较少，且重质馏分未得到

合理利用；催化剂选择不合理，氢耗高而油品产率较低，能耗高、污染物排放大。不同地域的煤焦油由于组成及性质的差异，其工艺技术的经济性、适用性、可控

性有待提高。（2）装置运行。加氢过程中放热大、床层温升不易控制、易飞温，造成催化剂结焦的速率增大，同时催化剂的中毒、失活等均导致加氢装置的运行

周期缩短；煤焦油预处理效果不理想，导致后续加氢难度较大。

2.1.4“三废”治理仍需加强

煤焦油加氢生产过程中不可避免地存在着污染物排放问题，其“三废”主要有：（1）废气：包括制氢解吸气、加热炉烟气、原料产品罐区VOCs等；（2）

废水：包括煤焦油预处理产生的含油污水、加氢过程产生的酸性水、脱盐水排水、清净下水等；（3）固废：包括废催化剂、焦油渣。其中，废水污染程度较重、

处理难度大，现已建成的加氢项目均进行了治理。

目前，煤焦油加氢过程废气排放量大、无组织排放较多、控制难度大；废水

虽达标排放，但排放总量大，应向低排放甚至零排放方向迈进。随着我国环保要

求的日趋严格，“三废”治理难度、投资、运行费用等都将进一步加大。

2.2发展方向

当前，我国煤焦油加氢产业正处在推进供给侧结构性改革、实现高质量发展

的攻关期，同时面临煤焦油原料紧缺等严峻形势，如何突破瓶颈、提升水平，迈

向新的发展阶段，将成为关键。

2.2.1坚持油化并举

以生产汽、柴油品为主，在兼顾传统油品质量升级的同时开发特种油品及化

学品，是产业发展的一个方向。发挥煤焦油加氢油品低硫、低氮的特点，满足国

家环保和运输行业的要求。同时，进一步提高油品产率、催化剂寿命及装置运行

周期，降低运行成本及能耗。

对煤焦油加氢产品进行分质利用，生产高端油品及化学品。如将汽油馏分深

加工，可生产环保溶剂油、重整制芳烃；柴油馏分深加工，可生产火箭煤油、航

空煤油、变压器油、冷冻机油、橡胶油等特种油品及煤基蜡产品。

2.2.2装置大型化

合理的装置规模才能实现运行成本最低、经济效益最大。装置大型化的优点

主要体现在：（1）能集中加工难于处理的重质沥青、含量较少的高附加值产品；（2）降低操作费用和能耗，易于实现自动化控制，提高产品收率和质量，提高

劳动效率；（3）节约占地，可有效降低“三废”处理与综合利用的建设投资、

综合成本，有利于环境保护。

由于煤焦油原料分布分散、产量较小，现有的加氢装置规模普遍偏小。根据

国内外石油炼制工业经验推算，当煤焦油加氢规模由25万t/a增加到50万t/a 时，规模增加1倍，投资增加0.7倍，生产运行费用降低10%左右，劳动生产率

提高20%以上，占地面积和材料消耗也随之减少。考虑煤焦油产量半径的经济性，加氢装置规模宜为50万t/a~100万t/a。

2.2.3生产智能化

智能化工厂建设是煤焦油加氢产业发展的必然趋势。随着云计算、人工智能

等新一代信息技术的发展，以预测控制、智能控制等为核心的先进控制技术在流

程行业得到了成功应用。煤焦油加氢作为典型的流程行业，其特点是管道式流体

输送，生产连续性强，流程比较规范。促进新一代信息技术与煤焦油加氢技术的

融合，推动智能化工厂的建设，将为加氢行业注入新动力。

煤焦油加氢装置智能化的重点在于加工方案、过程管控、产品调节、供应链

衔接等煤焦油全过程的在线模拟与优化，也应关注基于分子炼油技术的智能化生产。美国炼油公司通过生产智能化建设，使能耗降低15%~20%。

2.2.4过程绿色化

一方面要加大创新力度，重点包括开发新型绿色友好加氢催化剂、重质组分

高效转化技术、过程清洁化技术、环保节能技术、VOCs治理技术等，同时应关注

与煤间接制油、煤油混炼等技术的耦合；另一方面建立量化指标体系，如油品转

化率、吨产品氢耗、综合能耗、吨产品“三废”排放、吨产品环保投资、吨产品

利润、总资产收益率等方面内容。

结束语

2014年以来，国家先后发布了十多项政策文件，积极推进煤炭分级分质梯级

利用，使煤焦油加氢产业呈现井喷之势。本文在综合评价煤焦油的原料特性、产

量与加氢产业规模的基础上，分析了煤焦油加氢产业的制约因素，并提出未来发

展方向。

参考文献