煤炭液化技术最新发展报告.doc

_煤炭液化技术的发展摘要 本文分别介绍了煤炭直接液化和间接液化技术及其发展历程，展望了煤炭液化的发展趋势和应用前景。煤炭液化是一种先进的洁净煤技术，主要生产含硫量含氮量和烯烃极低的马达燃料(汽油、优质柴油和航空煤油)、液化石油气、烯烃和芳烃化学品，是“煤代油”的一条重要途径。关键词 煤炭直接间接液化一、前言随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，我国一次能源中石油供需矛盾日益突出，1995年我国的原油进出口量基本持平，轻油(轻油、柴油)净进口量1000万吨，2000年后我国的石油进口已达7000万ta，预计2004年我国石油进口将达到1亿t。石油是重要的战略物资。石油是能源也是宝贵的化工原料。我国已探明的剩余可采储量只有数十亿t，难以满足国民经济高速发展的要求。我国煤炭储量丰富，中国煤炭探明可采储量为世界总量的116，仅次于美国、俄罗斯，居第三位。我国有着丰富的煤炭资源，全国累计探明煤炭保有储量超过1万亿t，经济开采储量达1700多亿t。全国垂深2000m以浅的煤炭资源总量为超过5亿t。我国煤炭资源种类齐全，包括从褐煤到无烟煤各个煤种。在已发现资源中，炼焦煤占2765，动力煤约占7254；动力煤中褐煤占1775，低变质烟煤占4463。煤炭是我国的主要能源，近年来在我国一次能源生产和消费总量中均占70以上。在未来30-50年内，我国一次能源生产、消费中煤炭所占的比重有可能仍将超过50。实践证明，煤炭在生产、运输和使用过程中通过采用洁净煤技术完全可以清洁利用。为此需要增加一些必要的设备、设施和操作费用，但可以得到显著的环境效益和社会效益。总之，在相当长一段时间内煤炭是我国最可靠的、可依赖的、廉价的、可以洁净利用的能源资源。我国煤炭资源中适合煤炭直接液化的褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤等低变质煤占已发现资源量的5813。其中仅神华集团神东煤田的探明储量就高达2300亿t，如果全部液化，可以生产800亿t1000亿t人造石油。可以气化制合成气的煤都是间接液化的原料煤，几乎所有的煤炭资源都可以用于气化。以富煤缺油的南非为例，在国际石油禁运期间，南非的石油供给主要靠煤的间接液化合成油；在解除石油禁运以后，南非的合成油厂为了提高经济效益，增加了化学品的生产比重，但现在其生产的汽油、柴油仍然占南非国内需求的一半左右。在我国，神华煤直接液化项目一期设计生产油品250万ta，二期达到500万ta，远期为1500万ta，神华煤间接液化项目的规模一期生产油品300万ta，二期达到500万ta，远期为1500万ta，神华煤直接液化与间接液化示范工程项目建设完成后将形成3000万ta的油品生产能力。一旦神华一期工程建成投产，将有一批煤炭直接液化厂在国内兴起。国内拟建煤液化厂的有陕西榆林、山东兖州、肥城、云南先锋、内蒙胜利、黑龙江依兰、双鸭山、河南义马、贵州水城、宁夏宁东等煤田或地区，可以预计，未来几十年中国煤炭液化产业发展将大致分布在以神华集团为核心的西北、华北产业区，以云南、贵州为主的西南产业区，以黑龙江省为主的东北产业区，每个产业区可建成若干个相互联系、又独立运行的液化工厂，产量均在每年数百万t或数千万t。我国实现煤液化的产业化必将有助于减轻我国对石油进口的依赖。能源供应是国民经济持续稳定发展的要素，是现代化建设的基础，煤炭液化是先进的洁净煤技术和煤转化技术之一，煤炭液化技术是我国一项具有战略意义和现实意义的能源技术。二、煤炭液化技术简介煤炭液化是用煤为原料以制取液体烃类为主要产品的技术。煤液化分为“煤的直接液化”和“煤的间接液化”两大类。煤的直接液化是煤直接催化加氢转化成液体产物的技术。煤的间接液化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其净化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。煤炭液化由于采用的工艺和催化剂的不同，可以生产汽油、柴油、LPG(液化石油气)、喷气燃料，并提取BTX(苯、甲苯、二甲苯)，也可以生产乙烯、丙烯、a烯烃和石蜡等化工原料和产品。煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化剂，煤中硫在气化和液化过程中转化成H2S再经分解可以得到元素硫产品1煤炭直接液化工艺煤的直接液化是煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化生成液体烃类及少量气体烃，脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的转化过程。煤炭直接液化生产过程可分为4个主要单元(不包括制氢部分)：煤浆制备单元：将煤破碎至<01mm以下与溶剂、催化剂一起制成煤浆；反应单元：在反应器内在高温(420470)高压(6MPa30MPa)下进行加氢反应(氢气用量一般为液化用煤的6m10m)，生产以液态烃类为主的液化产物；分离单元：将反应生成的液化油、气体烃与残渣分离开，取出重油作为循环溶剂配煤浆用；液化油提质加工单元：根据需要将液化轻油、中油加工成符合环保要求和产品标准的的汽油、柴油与航空煤油等成品。20世纪70年代以后，德国、美国、日本等主要工业发达国家，为提高效率、降低成本，相继开发的新工艺有几十种，其中几种先进的技术，完成了50td600td(液化用煤)的大型中试，设计出日产5万桶液化油的工厂。比较著名的工艺有：美国的溶剂精炼煤法(SRC-1，SRC-2)、供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(HCoal)、HTI工艺、俄罗斯低压液化工艺、德国新工艺(IGOR)、英国的溶剂萃取和日本的NEDOL工艺等。（1）美国HTII艺此工艺是在两段催化液化法和已进行200 td600 td大型中试和完成了50000桶天生产装置基础设计的H-COAL工艺基础上发展起来的。该工艺是两段催化液化工艺，采用近十年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂(GelCatTM)。HTI工艺的主要特点是：反应条件比较缓和，反应温度420450，反应压力17MPa；采用特殊的液体循环沸腾床(悬浮床)反应器，达到全返混反应器模式；催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂；在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度回收重质油以提高液化油收率。该工艺的可靠性差。（2）日本NEDOL工艺NEDOL工艺由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等4个主要单元组成。NEDOL工艺的主要特点是：反应压力较低，为1719MPa，反应温度为430465；催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；固液分离采用减压蒸馏的方法；配煤浆用的循环溶剂单独加氢，以提高溶剂的供氢能力；液化油含有较多的杂原子，还须加氢提质才能获得合格产品。（3）德国煤液化新工艺(IGOR工艺)70年代，世界石油危机发生后，德国鲁尔煤炭公司与VEBA石油公司和DMT矿冶及检测技术公司合作，重新开发煤炭加氢液化技术。1981年，德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法(Bergius process)进行了改进，建成日处理煤200t的半工业试验装置，操作压力由原来的70Mpa降至30Mpa，反应温度450480，固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50，此称为德国IG煤液化工艺。德国矿冶技术及检测有限公司(DMT)在20世纪90年代初经过不断改进和完善，开发出了更为先进的IGOR工艺。此工艺主要特点是：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失，并且在固定床催化剂上还能把CO2和CO甲烷化，使碳的损失量降到最低限度。经过这样的改进，总的液化厂投资可节约20左右，能量效率也有很大提高。（4）俄罗斯煤加氢液化工艺俄罗斯煤加氢液化工艺的特点：一是采用了自行开发的瞬间涡流仓煤粉干燥技术，使煤发生热粉碎和气孔破裂，水分在很短的时间内降到152，并使煤的比表面积增加了数倍，有利于改善反应活性。该技术主要适用于对含内在水分较高的褐煤进行干燥。二是采用了先进高效的钼催化剂。俄罗斯采用的催化剂是钼酸铵和三氧化二钼，催化剂添加量为002005，而且这种催化剂中的钼可以回收8595。三是针对高活性褐煤，液化压力低，可降低建厂投资和运行费用，设备制造难度小。由于采用了钼催化剂，特别是针对俄罗斯高活性褐煤，液化反应压力降低到610MPa。反应压力的降低，可以带来的好处有：降低液化反应设备的重量，减少投资，降低生产过程中的动力消耗，降低成本，还可以提高生产操作的可靠性和安全性。但是对烟煤液化，必须把压力提高，如果煤中活性组分含量不够多，反应压力还需大大提高。2煤炭间接液化工艺煤的间接液化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤炭气化制取合成气、气体净化与变换、催化合成烃类产品以及产品分离和改质加工等过程。典型的工艺是F-T合成法，又称CO加氢法。对于F-T合成，主要是合成烷烃的反应以及少量合成烯烃的反应，所用的催化剂有Co剂、Ni剂和Fe剂等。铁剂价廉、选择性和操作适应性也比较好。南非SASOL公司，1955年在距约翰内斯堡公司总部80公里的萨索尔堡区建成第一座由煤间接液化生产燃料油的SASOL-厂。七十年代石油危机后，于1980年和1982年又在距总部130公里的赛空达区相继建成了SASOL-厂和SASOL-厂。目前三个厂年处理煤炭超过45Mt(其中厂年处理约65Mt，I厂和II厂年处理约39Mt)，是世界上规模最大的以煤为原料生产合成油及化工产品的化工厂。主要产品汽油、柴油、蜡、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等100多种，总产量达76Mt，目前化学品的产量约占总产量的40以上。实现工业化生产的还有荷兰Shell公司开发的SMDS合成技术和美国Mobil公司开发的MTG合成技术。（1）南非SASOL公司的F-T合成技术SASOL-厂建厂初期选择了德国的Arge固定床和美国Kelloge公司的Synthol流化床F-T合成反应器。目前SASOL-厂仍有6台Arge固定床反应器，每台反应器生产能力为18kta。产品主要是汽油、柴油和蜡，其中蜡的产量占总产量的5060。SASOL公司开发的一台先进的浆态床反应器建在SASOL-厂，其直径为5m，反应温度较低为250，主要以生产柴油和蜡为主，蜡可以通过裂化转化为汽油、柴油。浆态床合成技术具有气固相工艺无法相比的技术经济优势。这主要表现在：可以直接使用现代大型气化炉生产的低H2C0比值(0607)的合成原料气。生产操作弹性大。反应器热效率高，温度容易控制。合成气单程转化率高。由于上述优势，世界许多研究机构和公司都着力于浆态床合成技术的研究，但都未实现商业化生产。SASOL-厂和SASOL-厂曾使用36m，高75m的循环流化床反应器，针对其不足，又开发了固定流化床反应器(SAS)。SAS反应器取消了催化剂循环系统，加入的催化剂能得到有效利用，SAS反应器操作与维修费用较低，SAS反应器的转化率较高，生成能力得到提高，操作简单。现SASOL-厂和厂共有4台8m和4台107m反应器在运行。催化剂是SASOL开发的铁系催化剂，反应温度较高，为350，主要产品为汽油、柴油和烯烃等化学产品。（2）荷兰Shell公司的SMDS合成技术Shell公司经多年研究，对CO+H2反应的Schulz-Flory聚合动力学的规律有了深刻的认识，认为可以高选择性和高效率地合成高分子长链烷烃，同时大大降低低态气态烃的生成。Shell公司开发的(SMDS)中间馏份油工艺由合成石蜡烃过程和石蜡烃的加氢裂解或加氢异构化制取发动机燃料两部分组成。合成过程使用的是固定床反应器。Shell公司利用廉价的天然气为原料制取合成气CO+H2，采用SMDS工艺制取柴油和石脑油，其热效率可达60，而且经济上可以与其它 F-T合成技术相竞争。SMDS产品最终分布主要是依靠调整高分子长链石蜡烃的加氢裂解和加氢异构化技术的操作条件，因此可以根据市场供需变化来改变上述两种技术的工艺操作条件，以灵活调整产品的分布。应用该技术已于1993年在马来西亚建成50万吨年合成油工厂，该厂以天然气为原料，生产柴油、煤油、石脑油和蜡，投产至今，反应器运行良好，经济效益显著。（3）美国Mobil公司的MTG合成技术20世纪70年代初，美国的Mobil公司成功地开发了甲醇转化为汽油的MTG工艺过程，其技术关键是将ZSM-5沸石分子筛用于甲醇转化汽油的工艺。由于沸石分子筛的形选作用与酸性，提高了产品以生成C5C11汽油馏份为主的选择性，制得富含芳烃和侧链烷烃的高辛烷值发动机燃料。Mobil公司的MTG合成汽油技术已在新西兰建成一座生产能力为570kta合成汽油的天然气基工厂。1985年投产证实了该技术的成熟和可靠。后来由于经济上的原因，该厂改为只生产甲醇而不再生产汽油了。三、煤炭液化技术的发展历程1煤炭液化技术在欧美、南非等国家和地区的发展历程早在1913年，德国化学家柏吉乌斯(Bergius)首先研究成功了煤的高压加氢，为煤的直接液化奠定了基础。1927年德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤直接液化厂，规模10万ta。19361943年为支持其法西斯战争，德国又有11套煤直接液化装置建成投产，到1944年，生产能力达到423万t年。1923年德国人FFischer和HTropsch发现在铁催化剂作用下进行一氧化碳加氢反应可以得到烃类产品，简称F-T合成。1934年德国鲁尔化学公司用此研究成果开始建设了世界上第一个合成油工厂，1936年投产，年产4000万升油(约3万多t)。至1945年，德国共建设了9个合成油厂，总产量为57万t。F-T合成的研究开发过程见表1。 表1F-T合成的研究与开发的历史沿革 时间 发展进程 主要研究者 1923 F.Fischer和 1936 德国鲁尔化学公司 1937 中压法F-T合成开发成功 1937 引进德国技术以钴催化剂为核心的F-T合成油厂建成投产 日本与中国锦州石油六厂 1944 德国 1945后 F-T合成受石油工业增长的影响，其工业化发展受阻 1952 5×104t/a煤基F-T合成油和化学品工厂建成 前苏联 1953 4500t/a铁催化剂流化床合成油中试装置建成 中国科学院大连石油研究所 1955 SASOL公司 1970 提出F-T合成在钴催化剂上最大程度制备重质烃，然后再在加氢 荷兰Shell公司 1976 浆态床反应器技术、MTG工艺和ZSM-5催化剂开发成功 美国MObil公司 1980 SASOL-II建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融法催化剂 循环流化床反应器由美国M.W.凯洛洛开发，SASOL公司改进 1982 SASOL-建成投产，中压法，循环流化床反应器，熔融法催化剂 SASOL公司 1982 中国科学院山西煤炭化学研究所 1985 新型钴基催化剂和重质烃转化催化剂开发成功 荷兰Shell公司 1993 荷兰Shell公司 1994 采用MFT工艺及Fe/Mn超细催化剂进行2000t/a工艺试验 中国科学院山西煤炭化学研究所2我国煤炭直接液化技术研究开发20世纪5060年代初，在中国的一些高等院校和科研单位曾进行过煤炭直接液化技术的研究，在发现大庆油田以后陆续中断了有关的工作。到1980年中国重新开展煤炭直接液化工艺技术研究，其目的是由煤生产洁净优质轻、中质运输燃料油和芳烃化工原料。经过20余年的科技攻关和开展国内外合作，煤炭科学研究总院北京煤化学研究所已建成具有世界先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工和分析检验的研究实验室，从美国、日本和德国引进了三套连续煤直接液化试验装置，培养出一支技术队伍，开展了基础和工艺技术研究，取得了一批有价值的科研成果，为建设大型煤直接液化工厂奠定了基础。为了解决我国石油短缺的问题，寻求廉价生产人造石油的有效途径，我国自1979年重新开展煤炭直接液化技术研究。在煤炭科学研究总院建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工、催化剂开发和分析检验实验室，开展了基础和工艺技术研究，取得了一批科研成果，培养了一支技术队伍，为深入进行工艺开发和筹建大型煤炭直接液化生产厂奠定了基础。20年来，国内许多科研院所、高等院校以及设计单位的专家学者一起合作攻关，从基础研究到生产厂的可行性研究都取得了突破性的进展。（1）煤种评价与选择煤炭直接液化对原料煤质量有一定的要求，选出适合液化的中国煤种，对我国煤直接液化采用何种工艺及其经济性都有重要意义。我们用高压釜对华北、东北、华东、西北、西南的十几个省、自治区的气煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤进行液化性能测试，接着在处理能力为O1td煤的连续液化试验装置上进行液化性能评价和工艺条件优选，从中选出15种适宜液化的煤，见表2。 表215种煤在O1td连续试验装置液化性能评价结果 mdaf 煤样 氢耗量 转化率 水产率 气产率 油收率 氢利用率 山东兖州 5.36 93.84 9.97 12.77 67.58 12.61 山东滕县 5.56 94.33 10.46 13.47 67.02 12.05 山东龙口 5.24 94.16 15.69 15.66 66.37 12.67 陕西神木 5.46 88.02 11.05 12.90 60.74 11.12 吉林梅河口 5.90 94.00 13.60 16.85 66.54 11.27 辽宁沈北 6.75 96.13 16.74 15.93 68.04 10.08 辽宁阜新 5.50 95.91 14.04 14.90 62.05 11.28 辽宁抚顺 5.05 93.64 11.51 18.72 62.84 12.44 内蒙海拉尔 5.31 97.17 16.37 16.36 59.25 11.16 内蒙元宝山 5.63 94.18 14.91 16.42 62.49 11.10 内蒙胜利 5.72 97.02 20.00 17.87 62.34 10.90 黑龙江依兰 5.90 94.79 12.33 16.90 62.60 10.61 黑龙江双鸭山 5.12 93.27 9.24 16.05 60.53 11.82 甘肃天祝 6.61 96.17 11.43 14.50 69.62 10.84 云南先锋 6.22 97.62 19.37 16.83 60.44 9.72油产率为萃取油收率，即己烷可溶物称作油；氢利用率为油收率与氢耗的比值；表内数字均为重量百分比表中列出的15种煤都是适宜液化的煤。试验表明，碳含量8085，HC原子比>08，挥发分高、活性组分高、灰分低的煤，都具有良好的液化性能。煤液化可以加工高硫煤。（2）催化剂的筛选和研究煤科总院在直接液化催化剂的筛选和研究方面的工作分两部分进行。一是天然矿物催化剂的筛选和微粉碎及其评价，二是高活性催化剂的研制。煤科总院对我国的硫铁矿、钛铁矿、铝厂赤泥、钨矿渣、钼矿飞灰、高炉飞灰等27种天然矿物进行了活性筛选，从中选出了5种活性较高的催化剂，达到或超过了合成硫化铁的催化活性指标。国家863项目研制成功纳米级铁系催化剂，催化活性达到了世界先进水平。（3）煤液化油提质加工的研究利用国产催化剂，进行了煤液化油的提质加工研究，经加氢精制、加氢裂化和重整等工艺的组合，成功地将煤液化油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油。（4）工艺技术研究煤科总院对北宿、神木、天祝、先锋等4种煤样进行了工艺条件试验。结果表明，采用铁系催化剂，一段液化工艺的适宜条件是：煤浆在反应器内停留时间不能小于1h，氢浓度应控制在90左右，循环氢流量应控制在Q>2m3kg煤，反应温度取决于原料性质和反应压力，一般在440470范围内。新开发的“神华煤直接液化工艺”在2004年5月通过了煤炭协会和石油化工协会组织的技术鉴定，该工艺采用全部供氢性循环溶剂制备煤浆、强制循环悬浮床反应器、减压蒸馏分离沥青和固体，强制悬浮床加氢反应器等成熟单元组合，采用的催化剂是国家“863”项目研制成功的催化剂。“神华煤直接液化工艺”可靠性高，经济性好。3我国煤炭间接液化技术研究开发我国50年代在锦州石油六厂建成2万ta的F-T合成油车间，至60年代中期停产。与此同时，中国科学院大连化物所对F-T合成技术进行了大量研究工作，于1953年建成处理能力为500m3d合成气的中试装置，进行了1500h的运转，取得了与南非SASOL相近的结果，之后拟建处理能力为10万m3d合成气的工艺试验车间，后因大庆油田的开发而终止。我国自八十年代初恢复煤基合成液体燃料的研究开发以来，中科院山西煤炭化学研究所率先开始了合成油的研究开发工作，在分析了国外F-T和MTG工艺的经验基础上，提出了将传统的F-T合成与沸石分子筛特殊形选作用相结合的固定床两段法合成(简称MFT)和浆态床固定床两段合成(简称SMFT)工艺，先后完成了MFT工艺的小试、模试和百t级年中试，取得了油收率较高，油品性能较好的结果，接着进行了2000ta的工业性试验和SMFT工艺的模试，并对自主开发的两类催化剂分别进行了3000h的长周期运行，取得了令人满意的结果。“十五”期间，中科院山西煤炭化学研究所和兖矿集团分别进行1000ta和10000ta的浆态床合成油试验研究。同时，国内其他有关单位也先后开展了F-T合成及改进工艺的研究与开发。清华大学、北京化工大学着重于实验室的基础研究，中科院大连化物所和南京化工研究院则致力于合成催化剂的开发与工艺的改进，都取得了可喜的成果，但均处于小试和模试阶段。四、煤炭直接液化与间接液化的对比1煤炭直接液化与间接液化的技术经济对比2002年8月14日，国务院讨论并通过了神华煤直接液化项目的可行性研究报告。2004年8月，神华煤直接液化项目正式批准开工。近年来，河南平煤集团、宁煤集团、神华集团和兖矿集团都在进行煤炭间接液化项目的前期工作，先后完成了预可行性研究。 表3神华煤直接液化和间接液化的技术经济对比 项目 神华煤直接液化 神华煤间接液化 工艺过程 煤与溶剂混合直接催化加氢 煤先制成煤气再催化合成 主要产品 汽油、柴油、LPG 石脑油、柴油、LPG 油品规模/万t/a 250 250 吨油成本/元/t 1400 1600 总投资/亿元人民币 163 200 全投资内部收益率（所得税前）/% 12.56 1011 煤炭用量/万/t/a 603 1200 新鲜水用量/t/t油 56 9122煤炭直接液化与间接液化的产业化应协调发展两种煤液化工艺的技术和经济分析表明，直接液化和间接液化之间不但不是相互排斥，而且还有互补性。走直接液化和间接液化一体化的道路可能是煤制油产业化发展的最佳选择。（1）直接液化和间接液化一体化使煤制油生产和产品分布更加灵活。直接液化产品主要是汽油、柴油和航空煤油等运输燃料，同时生产LPG和液氨、硫磺等，化工产品较少。间接液化无论是高温法还是低温法都会生产出油品和种类繁多的化工产品。F-T合成的产物中既有气体、液体产物，又有固体产物，组成非常复杂，除少量易溶于水的低碳醇、酮外，主要是含有从低分子(C1)气态至高分子(C50左右)固体蜡的烃类化合物的混合物，其馏份组成、族组成和性质因催化剂和合成工艺条件的不同而各异。气态烃可以提取人工合成天然气甲烷、乙烯、丙烯、丁烯和LPG等产品。液体产物可以提取石脑油馏份、煤油馏份和柴油馏份，重质组分可以得到软蜡。固体产物可以制造高级硬蜡。F-T高温(300350)合成以生产化学品为主。以南非SASOL-、厂采用的固定流化床合成产物为例，C1C4占产品总量的44左右，其中烯烃占产品总量的26，可以生产高价值的乙烯、丙烯，对价值相对较低的丁烯可以与乙烯按适当比例混合经歧化反应变成丙烯。石脑油馏份加氢饱和作乙烯原料。柴油馏份中含有大量烯烃，应提取C10C13 a-烯烃作为高级洗涤剂的原料出售，其售价比普通柴油高近一倍。柴油馏份中的C14C18正构烷烃是作高级脂肪醇的原料，其售价比普通柴油高约50。当生产规模较大时，可以从含氧混合物中得到高价值的乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮等。因此，建立一体化生产厂采取油化结合的方针可以使生产更加灵活，产品结构调整更加方便，有利于煤制油产业的生存和发展。（2）直接液化和间接液化产品质量有很强的互补性。直接液化可以生产高标号的汽油，但柴油馏分因含有大量芳烃，十六烷值较低，很难加工成为优质柴油。直接液化的石脑油馏分芳潜比较高，用作制乙烯的原料也有一定问题。间接液化可以生产十六烷值高达75的优质柴油、适合作乙烯原料的石脑油等，但却很难生产合格的汽油产品。F-T低温合成产物中的柴油馏份，既可以直接作为优质柴油直接用于柴油发动机，又可以作为调和柴油使用。F-T高温(300350)合成产物中的柴油馏份含有较多烯烃，经加氢饱和亦得到高十六烷值柴油。间接液化合成的高十六烷值柴油可以和直接液化低十六烷值柴油调成合格柴油。（3）直接液化和间接液化的原料具有很强的互补性。煤直接液化是通过在高压下加氢实现煤向油的转化，在需要大量氢气的同时排出含油和沥青质近50的残渣。而间接液化首先是将煤气化，生产出合成气然后再进行合成。因此可以将直接液化排出的残渣送到间接液化供造气用，同时间接液化合成富裕的氢气可以供直接液化使用。由此可见，直接液化和间接液化在原料方面也具有很强的互补性。（4）直接液化和间接液化在抗风险能力方面具有互补性。众所周知，直接液化投资较低，内部收益率较高，经济风险较小，但到目前还没有工业化生产装置，工程技术上可能存在一定的风险；而间接液化恰恰相反，具有投资较高，内部收益率较低，经济上会存在一定的风险性，但有工业化生产经验，工程技术上应不存在大的风险。因此，建立一体化煤液化工厂可以大幅度降低综合风险 参考文献：1吴春来煤炭间接液化技术及其在中国的产业化前景煤炭转化。2003。Vo126 No217-242韩建国神华煤炭北京：中国标准出版社，2003321-3583曹征彦中国洁净煤技术北京：中国物资出版社，1998441-4504杨松君，陈怀珍动力煤利用技术北京：中国标准出版社，1999287-3205舒歌平煤炭液化技术北京：煤炭工业出版社，2003186-2586贺永德现代煤化工技术手册北京：化学工业出版社，2004997-1044作者简介 吴春来教授，博士生导师。1966年研究生毕业于煤炭科学研究总院煤化所煤化学专业。一直从事煤转化的研究开发工作。曾任煤化所所长、煤炭工业洁净煤工程技术研究中心副主任、全国煤炭标准化技术委员会主任、国家煤炭质量监督检验中心主任、中国煤炭学会煤化学专业委员会主任等职。煤化工产业的科技发展状况综述一、煤化工产业科技发展现状 （一）煤化工概述 煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程。从煤的加工过程分，主要包括:干馏(含炼焦和低温干馏)，气化，液化和合成化学品等。煤化工利用生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。 （二）新型煤化工技术 1. 三种新型煤化工技术路线  技术之一：煤化工产业发展最重要的单元技术煤气化技术。以鲁奇、德士古、壳牌等炉型最为常用，我国先后引进了上述炉型用于生产合成气和化工产品。采用多组分催化剂，可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物，异丁醇脱水成异丁烯，从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚，这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。 技术之二：以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。目前国外甲醇生产主要以天然气为主，从资源背景看，我国煤炭储量远大于石油、天然气储量，因此在很长一段时间内煤炭是我国甲醇生产最重要的原料。目前正在山西交城建设的60万吨/年焦炉气制甲醇示范工程和以高硫煤为原料生产甲醇的创新工艺都将使煤制甲醇在全国得到更广泛的推广。甲醇作为一种重要的化工原料，通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。西南化工研究院现已开发成功甲醇羰基化制取醋酸、醋酸酐工艺软件包，在现有20万吨/年低压羰基化醋酸装置的基础上，正在扩展系列产品，进一步实现产业化；甲醇与亚硝酸在Pd催化剂作用下可反应制取草酸，这是合成草酸的一条新途径；德国Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压羰基化反应制得甲酸甲酯(HCOOCH3)，转化率为80.7%，选择性达99.4%。 技术之三：以煤为原料合成烃类。甲醇裂解制烯烃的研究工作已进行了多年，中科院大连化物所在此方面的研究居世界领先地位，甲醇转化率达到100%，对烯烃的选择性高达85%90%；目前合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的研究方向之一，一些研究结果已显示出诱人的工业化前景，但由于还有一些在转化过程中的核心问题有待解决，因此该项研究距离实际工业化尚有一定距离；近期，国内外对将甲烷摆脱造气工序直接氧化脱氢生成乙烯也颇为重视，中科院兰州物化所通过3年多的努力，取得了甲烷转化率25%35%，对C2的选择性为70%80%的可喜进展，目前该项研究已被列为科技部科技攻关重点项目。 2. 煤炭气化多联产技术 多联产是新型煤化工的一种发展趋势。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化耦合集成在一起，以同时获得多种高附加值的化工产品（包括脂肪烃和芳香烃）和多种洁净的二次能源（气体燃料、液体燃料、电等）为目的的生产系统。多联产与单产相比，实现了煤炭资源价值的梯级利用，达到了煤炭资源价值利用效率和经济效益的最大化，满足了煤炭资源利用的环境最友好。     （三）我国煤化工产业科技发展现状 1. 煤炭焦化 受钢铁工业快速增长的拉动，从2002年开始中国焦化工业呈现高速增长的态势。2004年焦炭总产量突破20亿吨，比2003年增加约亿吨，出口焦炭约1.5亿吨，约占世界焦炭贸易总量的60。 据估算，2004年中国炼焦消耗原料精煤约29亿吨，洗选加工原煤约45亿吨，约占当年煤炭消费总量的25，炼焦已成为涉及原料煤加工和转化数量最大的煤化工产业。中国炼焦工业技术已进入世界先进行列，新建的大部分是技术先进、配套设施完善的大型焦炉，炭化室高6m的大容积焦炉已实现国产化，2004年机械化焦炉生产的焦炭约占焦炭总产量的70；干熄焦、地面除尘站等环保技术已进入实用化阶段；化学产品回收加强；改造装备简陋、落后的小型焦炉，淘汰土焦及改良焦炉的进展加快。 优质炼焦煤不足是国内提高焦炭质量的主要障碍，通过对低灰、低硫、弱粘结煤或不粘结煤的改质或科学、优化配煤技术，可以扩大和改善原料煤资源，实现在常规工艺条件下提高焦炭质量。 注重煤焦油化学品集中深加工和焦炉煤气的有效利用，是焦化工业综合发展、提升竞争能力的重要方向。对布局较为集中的大型炼焦企业，应在焦油深加工、剩余煤气的利用方面统筹规划，以实现规模化生产和高效、经济生产。 污染控制仍然是当前焦化工业发展的迫切问题，在严格取消土法炼焦，改造落后、污染严重的中小型焦炉的同时，推动大型和新建焦炉采用先进的污染治理技术，切实搞好环境保护。 2. 煤制油技术及工业发展     煤直接液化、间接液化的产品以汽油、柴油、航煤以及石脑油、烯烃等为主，产品市场潜力巨大，工艺、工程技术集中度高，是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。近年来，两种技术在研究开发和大规模工程示范方面均得到发展。 直接液化技术开发及工业示范工程取得进展 煤直接液化于50年前已实现工业生产，新工艺研发在国外已有近30年，积累了从基础工艺研究到中间试验的大量经验，中国国内研究已有20多年。 国内已完成高分散直接液化加氢液化催化剂实验室开发，该催化剂具有添加量低，催化效果好，生产成本低，显著提高油收率等优点，达到国际先进水平。在开发形成“神华煤直接液化新工艺”的基础上，建成了工艺试验装置，于2004年1012月进行了溶剂加氢、热油连续运转和23小时投料试运转，打通了液化工艺，取得开发成果。适合中国煤种、煤质的CDCL直接液化新工艺的基础研究和工艺开发已启动进行。  煤间接液化技术开发和工业化发展速度加快 到2004年底，国内分别建成了设计合成产品能力为1000吨/年、1万吨/年的低温浆态床合成油（间接液化）中试装置，并进行了长周期试验运行，完成了配套铁系催化剂的开发，完成了10万吨/年、100万吨/年级示范工厂的工艺软件包设计和工程研究。低温浆态床合成油可以获得约70的柴油，十六烷值达到70以上，其它产品有LPG（约510）、含氧化合物等。 间接液化中试装置开发、运转是自主知识产权煤基合成油技术的标志性成果，对推动技术国产化和工业化发展有重要作用。煤间接液化大规模商业化生产在国外是成熟的，引进技术建设300万吨/年级工厂的可行性研究正在进行中。煤间接液化技术有较宽的煤种适应性，工艺条件相对缓和，可以通过改变生产工艺条件调整产品结构，或以发动机燃料为主，或以化工晶为主，因此将会成为未来煤制油产业发展的主要途径。 煤制油技术及工业发展趋势  煤制油可得到质量符合标准，含硫、氮很低的洁净发动机燃料，不改变发动机和输配、销售系统均可直接供给用户。 目前，国内煤制油技术和工业化尚处于发展初期，采用技术引进和自主开发两条途径推动发展速度。预计，2010年以前，利用国外技术和以国内技术为主的商业化示范工程都将有实质性进展，为2010年后进入工业化发展阶段打下基石出。到2020年期间，中国将基本建成煤制油工业产业，并在国内发动机燃料供应和替代石油化工品方面起到重要作用。 3. 煤气化甲醇及下游产品 2002年以来，中国甲醇产量及消费量持续快速增长，2004年精甲醇产量达到441万吨，