煤制油技术在我国的发展现状

摘 要：本文就煤制油的两种主要工艺进行了介绍，并且对煤制油技术在我国的应用与推广进行了概述，并对煤制油技术在我国工业化进程中应该注意的问题进行了分析，希望对煤制油技术在我国的进一步发展起到积极的推动作用。

关键词：煤制油技术 现状 发展

1 前言

我国的自然资源存在富煤、贫油、少气的特点。相对于石油和燃气的储量，我国的煤储量较为丰富，能够占到世界煤储量的百分之十二，在世界排名前三。可见，我国是一个产煤大国，同时也是煤消费大国。而我国的石油可采资源量才占世界总储量的百分之二，天然气资源仅占百分之一。但是，石油时非常重要的资源，随着我国经济的迅速发展，我国对石油的需求量也逐渐增加，国内的石油产量已经不能够满足日益增长的需求。因此煤制油已经成为我国能源战略的一个非常重要的发展趋势。当前，我国全国各地都计划兴建煤制油项目，因此本文就煤制油技术在我国的发展状况进行了综述，希望对煤制油技术在我国的进一步发展有一定的推动作用。

2 煤制油技术简介

当前，煤制油技术主要工艺有两种路线，一种是间接液化技术，另一种是直接液化技术。下面就这两种煤制油技术进行简单的介绍和对比。

2.1 间接液化煤制油技术

间接液化煤制油技术主要是先将煤气化形成合成气，之后再将煤基合成气（CO、H2）为原料，通过加温和加压，将其催化合成烃类燃料油及化工原料和产品。间接液化煤制油技术工艺过程包括煤炭气化制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等工艺流程。根据合成温度的差异，间接液化煤制油技术还可以划分为高温合成和低温合成两种不同的工艺，二者得到的产品有一定的差异。通常，高温合成工艺得到的主要产品包括石脑油、丙烯、C14-C18烷烃、烯烃等，这些产物能够用作生产石化替代产品的原料，也能够加工成柴油、汽油等燃料。而低温合成工艺的主要产品则是航空煤油、柴油、LPG、蜡等产品。目前，研究相对较热的间接液化制油工艺主要有Sasol工艺、SHell的SMDS工艺、Syntroleum技术、Exxon的AGC-21技术、RentecH技术。其中Sasol浆态床、流化床、固定床工艺以及SHell的固定床工艺已经进入工业化阶段。

以典型的煤基F-T合成工艺为例简单介绍一下间接煤制油工艺的工艺流程。F-T合成工艺流程包括煤的气化剂煤气净化、变换和脱碳、F-T合成反应、油品加工等个步骤。原煤经过气化装置后气化成粗煤气，之后将粗煤气进行除尘、冷却等操作后，得到净化煤气，将净化煤气再经过耐硫变换和脱除酸性气体流程后得到合成气。之后，合成气就会进入到反应器当中，在一定温度和压力以及催化剂的催化下进行反映，将硫化氢和一氧化碳等直接转换为链烃、水和少量有机化合物。将生成物进行三相分离，之后进一步加工成所需的产品。间接煤制油工艺条件温和，转化率高等优势，但是也存在合成副产物较多，废水排放量大，煤消耗量大等缺点，因此还需要进一步的优化。

2.2 直接液化煤制油工艺

直接液化煤制油工艺是指先将煤进行研磨，制成煤粉，之后再通过高温高压条件，在催化剂催化作用下加氢裂解，从而转化为液体燃油的过程。第一代直接液化煤制油工艺最早出现在二十世纪三十年代的德国，但是当时该工艺的条件要求十分苛刻，反应温度在470℃，反应压力在70Mpa。之后，世界各国相继开发了多种第二代直接液化煤制油工艺，例如美国的氢-煤法、供氢溶剂法、溶剂精练煤法等等。但是这些工艺还是存在一些缺陷与不足，随着科技的进步，许多国家已经开发出了第三代直接液化煤制油工艺，具有反应条件温和，转化率高，成本较低等优势，得到许多国家的认可。比较有代表性的有德国IGOR工艺、美国HTI工艺和日本NEDOL工艺，相对成熟可靠的就是德国IGOR工艺，转化率高达百分之九十七。

直接液化煤制油工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制以及液化残渣气化制取氢气等流程。其中，加氢液化的重要环节就是氢气的制备。大规模的氢气制备通常要利用煤气化及天然气转化。在液化过程中，将煤、催化剂和循环油制成煤浆，再和氢气进行混合后送入反应器。在反应器中，首先将煤进行热解，从而生成自由基碎片，之后这些自由基碎片再与氢气在催化剂存在的条件下进行结合，从而形成分子量较低的加氢产物。之后再将这些产物加工成合格的汽油、柴油等产品。直接液化煤制油工艺具有转化率高，煤消耗量少的有点，但是该工艺还需要选择液化的煤的种类，原料煤中的氢含量要求高，水分和氧含量低，灰分含量低。除此之外，直接液化煤制油工艺化学反应条件也相对苛刻，液化生成物也很复杂，耗氢量大，因此需要进一步进行优化提高。

3 煤制油技术在我国的应用于推广

近几年，由于燃料短缺和环境保护双重压力的影响，煤制油技术在我国的发展比较快，生产规模也在不断扩大，技术水平与质量也不断提高。但是在整车和发动机上的应用研究还相对落后。北京交通大学的胡准庆等人使用煤间接液化燃油工艺制备了煤制油，并且在一台ZS195单缸直喷式柴油机上进行了燃烧特性和排放特性的研究。结果表明，发动机燃用煤制油比0号柴油油耗低，热效率高，有害排放量也降低。从而证实煤制油是一种清洁能源。神华煤制油研究中心有限公司的直接液化煤制油工艺经过氢改质和改进剂加工后得到的十六烷值能够达到45以上，从而使得煤直接液化燃油在我国的大规模推广成为可能。2006年山西潞安矿业集团煤基合成油示范厂奠基。此厂“煤制油”技术是国家863项目和中科院创新工程重大项目的延续，其煤间接液化采用的浆态床反应器、油品加工装置和系统集成等技术，全部是我国科学家自主研制拥有完全自主知识产权。示范厂的规模为年产16万吨油品，主要产品为柴油、石脑油、LPG 及少量混合醇燃料，从技术指标看，它将是世界上最洁净的煤液化燃料，不需经任何处理再加工就可直接作为汽车燃油使用，百公里油耗为4.5～5L，比一般汽车耗油可节省30%～40%。

4 结束语

我国是煤炭大国，合理发展煤炭深加工具有重大的现实和长远的意义。我国石油资源短缺，国家油价逐渐攀升，因此以煤代油迫在眉睫，煤制油技术必然是我国能源战略中的重要发展趋势。发展煤制油工艺，一定要注意煤炭和石油市场价格的波动，注意技术的进一步改进以及环境友好型技术的开发，这样才能够使得煤制油产业在我国得到更好的发展，为我国创造更多的经济效益和社会效益。

参考文献

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