煤制油技术发展综述

摘 要：众所周知，我国作为能源消耗的大国，随着社会经济的快速发展，对石油的消耗量每年与之俱增，导致国内石油供应紧张的局面出现，面对此现象，我国已通过多种多种渠道来解决此问题，其中煤制油就是很好的解决措施，既可以利用起来我国丰富的煤炭资源，一场不断，同时有助于缓解我国的石油紧缺的局面，因此，对于煤制油技术的研究和创新成果较多，煤制油工艺水平不断得到提升。

关键词：煤制油技术 液化技术 溶剂精炼煤法

我国作为世界的第二大能源消耗国，石油是我国当前的主要消耗能源，随着社会的发展，对其需求量亦在随之增加，石油问题成为我国经济发展过程中必须面对的问题。煤炭在我国整个能源消费体系中的比例约占70%，短期内以煤为主的能源消费结构难以改变。长期以来，我国已形成的能源生产体系的基本格局是以煤炭生产为主，这决定了煤炭在新能源开发中的萤要地位。从国家能源结构调整和能源安伞方面考虑，煤制油已经成为我国能源发展战略的一个重要方向。文中对当前我国煤制油技术的发展进行了分析介绍。

一、 煤制油技术

煤是煤制油的主原料，通过化学方式加工生产油品的一项技术。煤制油技术最初源于20世纪初，柏吉乌斯作为煤液化制油的奠基人，其首次在高温高压下将煤加氢完成了制油工艺的研究，随后，德国为了满足战争的需求，大力开展了由煤制液体燃料的研究和工业生产。尤其20世纪70年代的两次石油危机，促使世界各国重新审视煤作为一次能源的重要性，煤制油技术的研究开发重新得到重视，一些新工艺也被陆续开发出来。但总体来分，煤制油技术分为煤直接液化和煤间接液化两条路线。煤直接液化是指将煤置于较高温度和压力下，使其与氢发生反应，达到降解和加氢，最终转化为液体燃料的过程；而煤间接液化的主要思路是先让煤气化生成合成气，再以合成气为原料通过费托反应转化为液体燃料。

1 煤制油的基本原理

煤变油是指将煤通过脱碳和加氢转化加工，生产出汽油、柴油、液化石油气等液体燃料的煤液化技术，有“直接液化”和“间接液化”两种技术方法。前者对煤质要求高于后者，但其液化路线相对简单，热效率高，液体产品收率也比较高。两类液化技术都有成熟范例，我国已拥有绝大多数自主知识产权。

2 煤炭制取甲醇的化学反应

（1）煤炭纯氧气化（生成物H2/CO=0.5）：

2（CH）+O22CO+H2

（2）合成甲醇（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H22CH3OH

（3）合成二甲醚：

2CH3OHCH3OCH3+H2O

或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2CH3OCH3+H2O

（4）合成乙烯：

2CH3OHC2H4+2H2O

或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2C2H4+2H2O ΔH=-11.72kJ/mol

（5）甲醇合成丙烯

3CH3OHC3H6+3H2O ΔH=-30.98 kJ/mol

二、直接液化技术

煤直接液化又称煤的加氢液化法。指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液体燃料，转化过程是先把煤磨成粉，再和自身产生的液化重油（循环溶剂）配成煤浆，在高温（450℃）和高压（20 MPa～30 MPa）下直接加氢，将煤转化成汽油、柴油等石油产品，从煤的液化过程来看，采取直接液化的方式，能够有效提高煤制油的生产效率，在煤直接液化过程中，煤的生产效率主要为一吨优质原煤可以产出 0.5～0.6 吨油，如果想生产成品油，产出比为 3-4吨制氢优质煤产出 1 吨成品油。基于这一分析，煤的直接液化生产率较高，是煤制油的重要方式。通过对煤直接液化的工艺流程进行分析可知，其工艺流程。

优点： 热效率较高，液体产品收率高；

缺点：煤浆加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。

二、煤制油间接液化技术

煤间接液化工艺流程主要包括煤气化、气体净化、合成及产品分离与改质等部分[煤间接液化典型流程]）其中煤气化部分投资占总投资的70%～80%同时，高选择性合成催化剂及与其相匹配的反应器的应用，对提高过程热效率、增加目的产品收率，改善经济效益起重要作用。煤间接液化技术具有下述特点：①使用一氧化碳和氢，故可以利用任何廉价的碳资源（如高硫、高灰劣质煤，也可利用钢铁厂中转炉、电炉的放空气体），如南非SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ工厂所用煤中灰分含量高达27%～31%；②可根据油品市场的需要调整产品结构，生产灵活性较强；③可以独立解决某一特定地区（无石油炼厂地区）各种油品（轻质燃料油、油等）的要求，如费托合成油工厂；④工艺过程中的各单元与石油炼制工业相似，有丰富的操作运行经验可借鉴。

三、煤制油技术的发展趋势

从上述分析可知，出于提高成品油和化工产品供应的需要，煤制油技术在工业发展中得到了重要应用，并取得了积极效果，目前来看，煤制油技术是将原煤转化成油的最佳手段，煤化工也成为了工业发展中的重要技术突破，基于这一分析，煤制油技术将在未来的工业发展中得到重要应用并取得快速发展。

1.工艺技术不断提升优化

煤制油包括直接液化和间接液化两种工艺技术路线，直接液化油品芳烃含量较高，柴油十六烷值低，而间接液化油品直链烷烃含量较高，柴油十六烷值也高。间接液化和直接液化油品互相调和，可以提高煤制油产品的品质和市场竞争力。神华集团鄂尔多斯百万吨级直接液化煤制油示范工程于2008年12月成功开车，目前神华正在就后续煤制油项目开展前期工作。在鄂尔多斯，神华还计划建设配套的间接液化装置，实现间接液化和直接液化油品互相调和。兖矿集团自主研发的间接液化煤制油技术，并在山东鲁南化肥厂完成5000吨级中试。

2. 节能环保成为发展主题

“十一五”以后，煤制油企业应将转型升级作为企业可持续发展的重中之重，首先要确立“与生态环境相容，与产业导向相符，与经济发展相联，与城市形象相称” 的发展原则，做到节能减排、安全环保。 为了增强员工的节能减排意识，要紧扣宣传教育这一重要环节。 从最初的政策解读，到形势任务宣传；从节能减排与企业长期发展的关联度及重要性分析，到生存意识、危机意识教育；从“绿色化工，让生活更美好”的目标愿景激励，到节能减排自觉性和紧迫性的激发，只有企业和员工的责任感增强了，才能使承担社会责任的使命意识逐步转化为自觉行动。

3. 坚持创新驱动发展

作为实体经济、化工制造的企业，抢占创新制高点是煤制油企业实现转型升级的关键，因此要坚持将高端发展、循环发展、一体化发展作为转型升级的“跳板”，围绕煤基多联产、化工新材料、精细化工、现代服务业等核心业务，推进产业链升级。 同时在技术创新和产业链高端升级方面加大资金投入，从而实现从单一的制造基地转向全国多个生产基地；从单项产品生产转向产业链两端，使产品链实现“补缺联线”；从单个企业调整转向“一体化、区域化”整合，使调整凸现“一体化”增值；从单纯制造业转向制造和生产服务业多元化发展，构筑企业优势资源集中、核心业务产业链集聚、一体化集约发展的可喜局面。