煤间接液化制油技术探讨

摘 要：石油是关系我国经济发展的一种重要能源，我国煤炭资源丰富，但是石油资源有限，主要依靠从国外进口。煤间接液化制油技术作为一项重要制油工艺，对于保障我国能源安全、平衡能源结构、缓解石油资源短缺等有着重要现实意义，因此应加大煤间接液化制油技术研究力度，推动我国经济的可持续发展。本文分析了煤间接液化技术，阐述了煤间接液化制油技术的核心工艺。

关键词：煤间接液化；制油技术；核心工艺

我国能源结构特点是少气、贫油、富煤，应积极采取有效工艺技术，将煤炭资源转化为液体油品，实现煤转油的规模化和产业化，缓解我国经济市场的石油供需矛盾。煤间接液化制油技术合成的油品具有燃烧性能高、环保、清洁等优点，可以直接替代化石液体燃料，因此在未来发展过程中，应积极推广和应用煤间接液化制油技术，采取现代化生产工艺，进一步优化和完善煤间接液化制油技术工艺。

1 煤间接液化技术概述

煤间接液化技术是一种将煤炭转化为液化石油气、燃料油、煤油、柴油、汽油等产品的工艺技术，在煤间接液化处理过程中，煤炭原有化学结构完全被破坏，降将煤气化为合成气，在适当催化剂作用下，通过F-T合成（费托合成）形成不同液态烃。煤间接液化工艺主要包括造气、F-T合成、分离、加工处理、提质等环节[1]，核心环节是合成反应。F-T合成通过将煤炭气化，生产出氢气和一氧化碳的煤气，然后经过净化和变换送入反应器，经过催化作用，形成烃类和汽油产物。煤间接液化技术主要是区别于直接液化技术，煤直接液化技术对操作环境要求非常苛刻，并且对煤种具有很强依赖性，其多是在150～300Pa氢压和450摄氏度环境中，将符合条件的煤种催化加氢液化，该工艺技术对于机械设备要求较高，生产出来的油品含有很高的芳烃，氮、硫等杂质必须经过深度处理。而煤间接液化技术对于环境要求较少，也不依赖各种煤种，其可用于含碳有机物和天然气的转化，合成的油品不含有氮、硫等污染物。煤间接液化技术的核心是催化剂和反应器，开发和研制高性能廉价的F-T合成催化剂和反应器是实现工业化煤液化燃料油的股眼见，并且考虑使煤气化实现国产化和大型化，最大限度地减少合成气生辰成本，优化工艺流程，全面提高煤间接液化制油技术的经济性和效率。

2 煤间接液化制油技术的核心工艺

2.1 选择原料煤

煤间接液化制油技术对于煤质有以下几点要求：其一，煤灰分应小于13%；其二，煤水含量要低，应具有良好的可磨性，可快速制粉；其三，煤要具有良好的成浆性能，满足水煤浆制气工艺要求，水煤浆浓度应高于60%；其四，满足煤气化要求，应具有较高的灰熔点。虽然煤间接液化制油技术对于煤炭资源具有广泛的适应性，但是还应该考虑到最大化经济效益，根据不同煤种，采用不同气化方法，并且做好原煤的降低硫分和灰分以及洗选加工环节。

2.2 F-T合成反应器

F-T合成反应器是煤间接液化制油技术的关键核心，其在工业规模的应用主要有浆态床、流化床和固定床。

（1）浆态床反应器。浆态床反应器具有潜在的技术经济优势和良好操作性，被公认为是最佳F-T合成反应工艺。浆态床反应器可用来生产蜡产品和柴油，蜡产品是一种直链烷烃，不含有对人体有损坏的芳环烃，熔点较高[2]；柴油是一种高十六烷值并且无硫的产品。这些优点使得浆态床反应器在煤间接液化制油工艺中发挥着重要作用。经过浆态床反应器产生的烃，经过加工处理后即可得到煤油、柴油、汽油德国，还可生产硬蜡，其尾气经过深冷分离处理后可获得低碳、高附加值的烯烃，在经过齐聚反应后，可提高油品收率，也可以形成合成气生成合成烃，用于合成甲醇、合成氨或者燃料气等。在我国石油化工领域，油品加工技术比较成熟，由F-T合成产生的烃基本不含杂环芳烃、氮和硫等杂质，加工成本很低，加氢深度不高，但是需结合F-T合成烃的特点，研发相应的催化剂。

（2）流化床反应器。流化床反应器可以分为固定流化床和循环流化床，在产物分布、移热性能、生产能力等方面，流化床反应器具有明显优势。循环流化床主要是气流携带细粉催化剂进行上升反应，在支管中受到旋风影响不断沉降分离，在催化剂反应下循环，循环流化床的合成气转化率高达85%，气体中含有大量汽油馏分烃类，蜡和轻油生产量较少。固定流化床主要是气流中的催化剂悬浮反应，其具有良好的床层等温性和较高的油选择性，反应器投资造价较低，适用于高温F-T合成。

（3）固定床反应器。固定床反应器工艺比较简单，对于液态、气态或者混合态的F-T合成产物对于环境温度要求较低，不需要考虑液态产品和催化剂分离的问题，并且液态产物易从反应器出口气流中跨苏分离，可用于F-T蜡生产。固定床反应器可吸附大量硫，有效保护下部床层，降低催化剂活性损失。

3 催化剂

催化剂的使用直接影响着煤间接液化制油工艺的经济效益，是降低制油工艺成本的关键。煤间接液化制油技术应采用高效廉价、磨损强度高、绿色环保、易于和油品分离的催化剂，并且催化剂可尽量回收再利用，能够大规模生产。当前，煤间接液化制油技术最常用的催化剂有Ru、Ni、Co和Fe等过渡金属[3]，这些催化剂具有良好的加氢作用，并且有利于促进链增长，其含有d轨道空位，可快速接收电子，和碳原子和氢原子产生较强的吸附性，促进CO活性。Ru催化剂在F-T合成过程中受到的影响因素较少，但是其储量不足、价格昂贵，只能用于研究；Ni催化剂具有很强的加氢作用，易产生甲烷和羰基镍；在实际应用中，Co和Fe应用最为广泛。

4 结束语

近年来，我国经济快速发展，石油短缺形势日益严重，积极发展煤间接液化制油技术是保障我国石油能源的重要途径。煤液化作为一种高新技术，应积极吸收和引进国外先进经验和技术，开发和研究具有自主知识产权的设备和工艺，并且考虑到煤炭资源的合理利用和优化配置问题，最大程度的减少污染物排放，推动我国煤液化产业的健康发展。

参考文献：

[1]孙启文，吴建民，张宗森，庞利峰.煤间接液化技术及其研究进展[J].化工进展，2013（01）：1-12.

[2]煤间接液化制油技术进入新时代 [J].t望新闻周刊，2012（10）：78-80.

[3]白亮，邓蜀平，董根全，曹立仁，相宏伟，李永旺.煤间接液化技术开发现状及工业前景[J].化工进展，2013（05）：441-447.