Топливо из угля

Оценка промышленных установок гидрогенизации угля

В ФРГ после II мировой войны гидрогенизацию угля уже не проводили, а данные о затратах на гидрогенизационные установ­ки, работавшие до войны, сейчас вряд ли справедливы, поэтому при оценке затрат обычно ссылаются на новые американские раз­работки по гидрогенизации угля. В них приведены также подроб­ные проектные разработки и предварительные технико-экономиче­ские оценки для промышленных установок. Правда, использование этих данных применительно к сегодняшним условиям в ФРГ затруднительно и ненадежно: затраты часто представляются слишком благоприятными. Переработка угля была до сих пор направ­лена на выработку котельного топлива или автомобильного бензина, а не на получение химического сырья.

Согласно оценкам по состоянию на 1967 г., самым перспектив­ным оказался способ фирмы Hydrocarbon Research. Общие капи­таловложения в установку производительностью 1,36 млн. т угля в год составили 136 млн. долл., или 105 долл. на 1 т угля в год [12]. При пересчете с учетом условий ФРГ в настоящее время эта величина не превысила бы 450 марок ФРГ на 1 т в год, одна­ко указанную цифру нельзя считать надежной. Также представля­ется исключительно низким суммарное потребление угля (пример­но 2,6 т угля с QH = 29 330 кДж/кг) при дополнительном расходе природного газа для обогрева установки конверсии.

Было установлено, что в условиях ФРГ по состоянию на 1957 г. стоимость производства 1 т жидкого продукта из угля составляет 41,31 долл. Получаемый продукт состоит из 0,64 т бензина и 0,36 т легкого котельного топлива. Пихлер оценил затраты на перера­ботку угля по способу Consol фирмы Consolidation Coal по состоя­нию на 1970 г. применительно к западноевропейским условиям. Согласно первоначальной оценке для США в 1968 г., капиталовло­жения на установку производительностью 1,97 млн. т в год соста­вили 244,4 млн. долл., или 124 долл. на 1 т в год. После многих кор­ректировок эти данные были пересчитаны с учетом худших усло­вий— они составили 1,814 млрд. марок ФРГ, или 910 марок на 1 т в год [13].

Согласно американским оценкам, при стоимости 1 т каменного угля 4,71 долл. (в расчете на ОМУ) себестоимость 1 т бензина (единственный основной продукт) составляет 52,27 долл. Цена 1 т каменного угля в тот же период в ФРГ была принята 80 ма­рок ФРГ. Для этого случая расчеты показали, что применительно к условиям ФРГ в 1970 г. себестоимость 1 т бензина составила бы 443,18 марок ФРГ. При использовании же бурого угля и стоимо­сти потенциального тепла 5 марок ФРГ за 4,19-106 кДж себестои­мость 1 т вырабатываемого бензина составила бы да 340 марок ФРГ.

На основе этих расчетов в табл. 62 представлена предваритель­ная экономическая оценка получения бензина по методу Consol Для условий ФРГ в 1975 г. Суммарный расход угля в этом процессе равен 3,2 т на 1 т бензина, т. е. выше, чем в способе Н-Coal, но все же расходные показатели на выработку бензина ниже, чем на старых немецких заводах гидрогенизации с примерным расходом 3.6 т угля на 1 т жидкого продукта (0,8 т бензина и дизельного топлива, 0,2 т сжиженного газа) [14]. Побочные продукты, кото­рые можно реализовать, оценены по существующим ценам, причем без учета возможных изменений, которые могли бы быть из-за от­личий немецких углей по качеству.

Остаток полукоксования (его зольность 30%) получается в ко­личестве 0,8 т на 1 т бензина; из этого количества 0,3 т расходуется для выработки энергии для собственного производства. Водо­род, необходимый для гидрогенизации, также получают в самом производстве. Стоимость производства 1 т бензина должна соста­вить при переработке каменного угля 814 марок ФРГ, а при отка­зе от использования мелкого полукокса 856 марок.

Затраты на получение бензина гидрогенизацией угля по способу Consol

Рис.194. Затраты на получение бензина гидрогенизацией угля по способу Consol:,

а —США;   б —ФРГ   (на   основе   бурого  угля); в -                        ФРГ   (на   основе   каменного   угля);    1 — без использования полукокса; 2 —с использованием полукокса как товарного  продукта.

 

На рис. 194 представлена зависимость затрат на производство бензина гидрогенизацией угля от цены потенциального тепла угля. Если при использовании бурого угля не принимать во внимание возможные изменения показателей сырья, выхода продуктов, ка­питаловложений и т. д., то при теперешней цене потенциального тепла бурого угля себестоимость 1 т бензина, полученного его гид­рогенизацией, составила бы от 565 до 582 марок ФРГ (при оценке стоимости мелкого полукокса пропорционально стоимости угля или без учета этого полукокса соответственно). Если исходить из существующей в США цены угля, то себестоимость 1 т бензина составит 445 марок ФРГ.

Таблица 62.  Предварительная калькуляция производства бензина по  методу  Consol  применительно к условиям ФРГ в 1975 г. при мощности установки 2 млн. т в год

Общие капиталовложения 3200 млн.   марок  ФРГ   (1600 марок на  I  т в год); из них капитало­вложения в установку 2600 млн. марок (1300 марок на 1 т в год), а оборотные средства 600 млн.   марок  (300 марок на I т в год)

 

Статьи затрат

Расход на I т бензина

Сумма,  мар­ки ФРГ

Доля в общих затратах %

Каменный уголь (по 145 марок за 1 т)

3,2  т

464

57

Побочные товарные продукты

 

 

 

аммиак (500 марок за 1 т)

0,018 т

9

-60

-7

сера (100 марок за 1 т)

0,069 т

7

фенолы (300 марок за 1 т)

0,007 т

2

остаток   полукоксования  (85  марок  за  1 т)

0,5 т

42

Вода  (для  процесса  и для охлаждения) и вспомогательные материалы

30

4

Зарплата производственного персонала

100 чел. в смену

10

1

 

по 40 тыс.

 

 

 

марок на 1 чел. в год

 

 

Зарплата управленческого персонала

 

10

1

и  общезаводские расходы (100% зарплаты  производственного   персонала)

 

 

 

Отчисления

 

 

 

от капиталовложений в установку (24%)

 

312

38

от оборотных средств (16%)

48

6

Затраты на производство

814

100

 

Следует указать, что при ра­боте опытной установки экстрак­ции угля по способу Consol име­лись определенные трудности, и в итоге опытно-конструкторские разработки были прекращены до того, как удалось получить окон­чательные технические данные; поэтому показатели предваритель­ной экономической оценки нужно принимать с соответствующей оговоркой.

Для получения полупродуктов, пригодных для дальнейшей хи­мической переработки, предпочтительна гидрогенизация каменно­го угля — особенно если необходимо вырабатывать ароматические углеводороды. Для производства алифатических углеводородов с высоким содержанием линейных структур и олефинов, а также алифатических кислородсодержащих соединений более предпочти­телен синтез Фишера — Тропша.