煤炭液化技术的发展

2008 年第3期内蒙古石油化工煤炭液化技术的发展宋传平(神华煤制油厂煤制氢联合车间,内蒙古鄂尔多斯017209)摘要:我国煤炭储量丰富,煤液化制油技术是缓解我国一次能源结构中原油供应不足的措施。文章介绍了煤炭液化的方法、原理和国内外研究发展概况。关键词:煤液化;能源;直接液化;间接液化石油是重要的战略物资,它既是能源,也是宝贵通过液化使之转化成油,是解决我国石油短缺的一-的化工原料。我国已探明的石油剩余可采储量只有条重要途径,具有战略意义和现实意义。由于全球的数十亿吨,难以满足国民经济高速发展的要求。煤炭储量极其丰富,因此煤炭液化可作为替代液体我国有丰富的煤炭资源，全国累计探明煤炭保燃料来源之。有储量超过1万亿吨，其中经济可开采储量约占.1煤炭的液化技术30%.几年来,煤炭在全国一次能源生产和消费中的煤的液化技术主要分为直接液化和间接液化两比例占70%左右,在未来30~50年内,仍有可能在种,目前国外这两种技术都很成熟。50%左右。1.1 煤炭直接液化技术。该技术是把煤先磨成粉，随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不再和自身产生的液化重油(循环溶剂)配成煤浆,在断提高,我国一次能源中石油供需矛盾日益突出:高温(430C ~465C)和高压(17MPa ~ 30MPa)下直1995年原油进出口量基本持平,轻油(轻油、柴油)接加氢,将煤转化成汽油、柴油等石油产品。1t 无水净进口量1000万t,2000年石油进口已近7000万t,无灰煤可产500~ 600kg油,加上制氢用煤,约3~4t .预计2010年将达到1亿t。国内有丰富的煤炭资源，.原煤产1t成品油[”。使柴油机运作状态达到最佳。分送到每个喷油器;并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。因工作原因,笔者接触到橇装制氮注氮气举装TTTTTT置中配套的卡特彼勒C- 10.C- 3412两种型号柴油机。以上两型柴油机均采用了电喷涡轮增压技术，具有自动化程度高、系统工况自诊功能及低污染排围放等优点。但对燃油、机油品质和保养工作要求较高。电喷发动机对油质较敏感,在正常使用周期内，应该采用高标号,低含硫燃油并经常排放油水分离微机控制柴油机高压共轨喷射系统图器和燃油箱中的积水和沉污。在使用期间中应严格由于高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，执行保养程序,定期更换柴油机润滑油和机油滤芯，通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压更换燃油滤清器(燃油滤清器包括粗滤器，油水分离油管压力大小与发动机的转速无关。这样可以大幅器和细滤器)。在更换燃油滤芯时,一-定 要把安装口度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此端尘土擦除干净,避免灰尘进入细滤出油口,造成对也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的触动泵内泵动偶件损坏。喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压中国煤化工-点理论认识和实力和电磁阀开启时间的长短。共轨式电控燃油喷射践体YHCNMHG'业内专家予以指技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，正。收稿日期:2007-11-1450内蒙古石油化工2008年第3期煤的直接液化工艺流程见图1.第一座由煤生产燃料油的SASOL- I厂.1980年和1982年又相继建成了SASOL- 1厂和SASOL- I催化剂厂,当时SASOL- I厂和SASOL-■厂投资达70气亿美元,相当于现在的140亿美元。3个厂年用煤总?油计达4590万t,主要生产汽油、柴油、蜡、氨.乙烯、丙→煤浆反应十分离提质→柴油烯、聚合物、醇、醛、酮等113种产品,总产量达768万其他t,其中油品458万t,占60%;化工产品310万t,占循环格剂40%9。--中渣2我国煤炭液化技术的进展图1煤的直接液化流程示意图2.1直接液化技术的研究开发煤炭直接液化技术的发展始于20世纪初的德为了寻求廉价生产人造石油的有效途径,解决国。1913年,德国的柏吉乌斯首先研究了煤的高压石油短缺问题,我国自1980年重新开展煤炭直接液加氢,并获得了世界上第-一个煤炭液化专利。1927化技术研究。在煤炭科学研究总院北京煤化学研究年,德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤炭所建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加直接液化厂,规模为10万t/年。1936~1943 年德国工、催化剂开发和分析检验实验室,开展了基础和技又先后有11套煤炭直接液化装置建成投产.到1944术研究,取得了- -批科研成果,为深入进行工艺开发年，德国媒炭直接液化工厂的油品生产能力已达到和筹建大型煤炭直接液化生产厂奠定了基础。423万t/年,为德国在二战中提供了2/3的航空燃料2.2 煤炭间接液化技术研究开发和50%的汽车和装甲车用油”。二战前后,美国、日20世纪80年代初,中科院山西煤化所开始了煤本、法国、意大利、原苏联等国也相继进行了煤的直基合成液体燃料的研究,提出将传统的F-T合成接液化技术研究。20世纪50年代以后,随着中东地与选择型分子筛相结合的两段法改进F-T合成区大量廉价石油的开发,煤炭直接液化逐渐失去了(简称MFT法)汽油新技术。1994 年11月完成了70竞争力和继续存在的必要。1973 年后,由于中东战余天的工业性试验2000t/a.争,在世界范围内发生了一场石油危机,煤炭液化技其基本工艺过程是传统F-T合成与选择型分术又开始活跃起来。德国、美国、日本等发达国家,在子筛相结合的改进两段法F- -T合成。主要特点是:原有基础上相继研究开发了- .些煤炭直接液化新工将传统F-T合成宽馏分烃类(Cr~Co)缩小到艺,其中大部分研究工作重点是降低反应条件,从而C.~Crz,其中汽油馏分占70%~80%,且质量达到降低煤液化油生产成本的目的。不少国家已完好,辛烷值可达90以上;产品分布可调性大,在合成.成了中间放大试验,为建立大规模工业生产厂打下汽油的同时,可联产煤气、高级硬蜡、化肥。了基础。目前,有代表意义的是德国的200t/天新的2.3 直接液化与间接液化的对比.二段液化( IGOR)工艺,美国的600t/天氢煤法(H-间接液化由于原料煤要全部气化,约5t煤才可coal)工艺和日本的150t/天NEDOL工艺。合成1t液体产品(同时生成约1.3t水),煤炭消耗和1.2煤的间接液化技术。该技术是先将煤全部气化公用工程消耗较多,能量转化率低,投资高,投资回.成合成气,然后在催化剂作用下合成为油品和其他报率低,但它可以液化各种煤,产品品种较多,并且化学品,约5~7t煤产1t油[2]。可以得到高质量的柴油。煤的间接液化工艺流程见图2。直接液化由于气化3t煤就可生成1t液体产品,副产燃料气投资较低,投资回报率高,但对煤种有一定要求。[参考文献]原料煤气粗煤气H+CO|合| 汽油等1] 吴春来.煤炭间接液化技术及其在中国的产业化前景[J].煤炭转化,2003, (2):45~49.化[2]贾明生，陈恩鉴,赵黛青. 煤炭液化技术现状合成不蜡与发展前景[J].选煤技术,2003,(4).50~54.[3]杜铭华,舒歌平. 中国煤炭液化技术产业化前图2煤的间接液化流程示意图中国煤化工-9):1~5. .煤的间接液化技术是一种非常成熟的技术,南.[4] .展现状及投资前非SASOL公司运用该技术生产油品已有50多年的fYHC N M H Go1,(6). 6~11.历史。该公司成立于20世纪50年代初，1955年建成