煤液化发展现状.docx

我国煤液化发展现状 中国的石油和天然气虽然相对稀缺，煤炭却相对丰富。中国北方从山西、内蒙古一直向西延伸至宁夏、陕西、新疆等省份，是世界上煤炭蕴藏量最为丰富的地区之一。煤炭液化技术作为将固体状态的煤转化为清洁液体燃料生产石油代替品的有效技术之一，对于减少环境污染，缓解我国石油资源短缺，平衡能源结构，保障能源安全稳定供给，实现国民经济的持续稳定发展具有重要的战略意义。 一 煤液化技术 以煤为原料,在一定反应条件下生产液体燃料和化工原料的煤炭液化技术通常有直接液化和间接液化2 种工艺路线。直接液化合成的燃料转化效率较高;间接液化产品使用效率较高,比直接液化产品的环保性能好,但副产物多[1] 。 1.1 煤的直接液化技术 直接液化是指将煤粉碎到一定粒度后,与供氢溶剂及催化剂等在一定温度(430 ～470 ℃) 、压力(10～30 MPa) 下直接作用,使煤加氢裂解转化为液体油品的工艺过程。最早的液化工艺中没有使用氢气和催化剂,是先将煤在高温、高压的溶剂中溶解,产生高沸点的液体。1927 年,德国首次建成了第一座煤直接液化工厂,所使用的液化技术被称为Pott2Broche 液化工艺或者IG Farben 液化工艺,该技术受关注的程度及其发展随石油价格的波动而变化。煤直接液化技术主要包括: ①煤浆配制、输送和预热过程的煤浆制备单元; ②煤在高温高压条件下进行加氢反应,生成液体产物的反应单元; ③将反应生成的残渣、液化油、气态产物分离的分离单元;④稳定加氢提质单元。相继开发出的典型煤炭直接液化技术有:美国的氢煤法H- Coal 和HTI 工艺、德国的二段液化IGOR( Integrated Gross Oil Refining) 工艺、日本的NEDOL 工艺和我国的神华工艺[2] 。 1.2 煤的间接液化技术 煤炭间接液化是先将煤气化、净化生产出H2/CO 体积比符合要求的合成气,然后以其为原料在一定温度、压力和催化剂条件下合成液态产品的工艺过程,简称F- T 合成。煤炭间接液化的3 个主要产品是烃类燃料、甲醇和二甲醚。煤炭间接液化技术主要包括: ①大型加压煤气化、备煤和脱硫、除尘净化系统的造气单元; ②在固定床、循环流化床、固定流化床和浆态床等合成反应器中进行合成反应的F- T 合成单元; ③将反应产物进行分离的分离单元; ④后加工提质单元。近年来,国内外对F - T 合成烃类液体燃料技术的研究开发工作都集中于如何提高产品的选择性和降低成本方面。以粉煤添加催化剂的水煤浆为原料的德士古气化炉和两段陶氏气化炉、以干粉煤为原料的GSP 炉和Shell 公司开发的SCQP 炉均适合用于生产合成气,国内自行开发的多喷嘴水煤浆气化炉也具有较好的发展前景[3] 。 二 煤液化研发现状 2.1煤直接液化现状 在我国在煤直接液化方面的试验研究开始于20 世纪70 年代。近年来的研究、开发成果主要有:（1）完成具有自主知识产权的低阶烟煤直接液化工艺研究, 2005年取得6t/d放大工艺验证装置连续运转4 0 0 h、累计处理原料煤1 0 5 1 9 t的开发成果；（2）完成的纳米级高效煤直接加氢催化剂已经过5 个煤种的液化试验, 其性能达到国际先进水平；（3）直接液化粗油加氢精制工艺和催化剂技术均取得突破, 形成具有中国特色的液化油加工技术;（4）国家科技部支持的“973 计划”项目“大规模煤直接液化的基础研究”经过近一年时间的研究, 在液化产品基本物性、加氢液化反应网络动力学研究、油煤浆流变性等重要科学技术基础研究方面取得重要进展。这些成果和技术均为目前建设的1 M t / a 煤直接液化示范工程提供了技术支持和设计基础[4]。投资100亿元于2004年8月开工建设的神华集团煤直接液化项目总规模设计年产油品5 0 0万吨，分两期建设，其中一期工程由三条生产线组成，规模为年产油品3 2 0 万吨。神华建设目前世界上第一套煤直接液化工业化装置的重要意义，在于其拥有我国自主的知识产权，亦即掌握煤直接液化技术和工艺。 2.2煤间接液化现状 在2 0 世纪5 0 年代后，先后建立了大型以煤为原料的S A S O L -Ⅰ、S A S O L -Ⅱ、SASOL-Ⅲ费托合成油工厂。20 世纪50年代，煤间接液化技术开始在南非工业化建设和生产。南非萨索尔公司是目前世界上惟一的煤炭液化生产商，占南非燃料油市场总消费量的4 0 %左右。1 9 7 3年第一次石油大幅度涨价以后，在寻找替代能源的过程中，甲醇及低碳醇的优异的抗爆性能，以及低碳醇对汽油混合燃料的助溶性能，使醇类燃料的应用前景引人注目。同时，美国莫比尔公司开发的将甲醇直接转化为高辛烷值汽油的技术在新西兰投入工业应用，促进了煤间接液化技术的发展。在我国，中科院山西煤化所、山东兖矿集团等均在积极研发具有我国自主知