新煤制油現(xiàn)狀及對(duì)中課件

煤制油現(xiàn)狀及對(duì)中石油總部的建議

2006年７月３日一、煤制油生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀1、煤直接液化制油（1）、德國煤液化精制聯(lián)合工藝——IGOR工藝（2）、日本NEDO工藝（3）、美國HTI工藝（4）、煤—渣油共煉工藝（5）、神華煤制油生產(chǎn)工藝2、煤間接液化制油（1）、南非的SASOL系列F-T合成技術(shù)（2）、荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)（3）、Mobil公司的MTG合成技術(shù)3、煤氣化制合成氣及制氫（1）、Texaco水煤漿氣化工藝（2）、Shell粉煤制氣工藝（3）、Texaco和Shell工藝對(duì)比二、經(jīng)濟(jì)可行性分析三、能源效率及環(huán)保四、存在的主要問題五、建議一、煤制油生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀煤制油分煤直接液化制油和煤轉(zhuǎn)化成煤氣然后經(jīng)F—T合成制油。目前，我國神華煤制油有限公司正從事這兩大系列技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。（1）、德國煤液化精制聯(lián)合工藝—IGOR工藝近年來，德國一直在探討改進(jìn)現(xiàn)有改進(jìn)技術(shù)，設(shè)法降低合成原油的沸點(diǎn)范圍，生產(chǎn)飽和的煤液化油等。其中DMT公司開發(fā)出將煤液化油的加氫精制、飽和等過程與煤液化過程結(jié)合成一體的新工藝技術(shù)，即煤液化粗油精制聯(lián)合工藝（IGOR）。IGOR工藝技術(shù)的研究和開發(fā)試驗(yàn)是在0.2t/dPDU和200t/d中試裝置上進(jìn)行的，反應(yīng)壓力為30MPa，原料煤為魯爾地區(qū)高揮發(fā)分煙煤。煤轉(zhuǎn)化過程用赤泥作催化劑，固定床加氫精制反應(yīng)器中，使用商業(yè)催化劑Ni—Mo—AL2O3。工藝流程見圖1，不同煤加氫液化工藝合成油對(duì)比見表1和表2。DT工藝為德國新工藝，是開發(fā)IGOR工藝的基礎(chǔ)。EDS為供氫溶劑法工藝。表1IGOR和DT工藝的原料和產(chǎn)品特性工藝ＤＴIGOR工藝ＤＴIGOR工藝ＤＴIGOR原料煤總反應(yīng)壓力MPa3030蒸餾分析灰分%（d）5.1反應(yīng)溫度℃475470初餾點(diǎn)℃9680揮發(fā)分%（daf）36.5煤轉(zhuǎn)化催化劑（可棄性）赤泥赤泥10%℃144115碳含量%（daf）84.8加氫精制催化劑（固定率）….Ni-Mo30%℃196175氫含量%（daf）5.6氫耗量（daf煤）%6.79.050%℃222220氧含量%（daf）7.2產(chǎn)品產(chǎn)率70%℃250251氮含量%（daf）1.5C4以上凈產(chǎn)品油%（daf煤）5560.590%℃290289硫含量%（daf）1.0閃蒸殘?jiān)╠基）%（daf煤）2421終餾點(diǎn)℃330331PDU運(yùn)轉(zhuǎn)條件C1-C4氣體烴%（daf煤）2017元素分析單位供煤速率（daf）kg·L-1·h-10.50.6反應(yīng)水和惰性氣體%（daf煤）7.510氫%10.013.7煤漿中煤油比值kg·kg-11：1.41：1C5以上油化驗(yàn)結(jié)果氮mg/kg9000<5密度20℃，kg·m-3930833氧mg/kg27000<2由IGOR工藝生產(chǎn)的精制合成原油與傳統(tǒng)煤加氫液化生產(chǎn)的合成原油性質(zhì)根本不同，它是無色透明的水狀油，沒有煤制油的臭味，貯藏中穩(wěn)定，不生成沉淀，也不改變顏色，且消除了對(duì)人體有害的毒性物質(zhì)。在PDU裝置上，采用IGOR工藝標(biāo)準(zhǔn)條件（470℃，30MPa，赤泥），試驗(yàn)了液化活性不同的煤，最高的灰含量為11%。制得的精制合成原油雜原子總含量低于5mg/kg，C4以上的烴類產(chǎn)物的產(chǎn)率高達(dá)66%（daf煤）。其中德國煙煤煤加氫液化的物料平衡列于表3。

IGOR工藝連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)330天，兩個(gè)固定床反應(yīng)器內(nèi)的催化劑都沒有明顯地失去活性。圖2為日本NEDO委托日本石油會(huì)社主持建設(shè)的精制煤液化粗油的PDU工藝示意圖。反應(yīng)器設(shè)計(jì)壓力為200kg/cm2,溫度為415℃，設(shè)備生產(chǎn)能力為40桶/d（約6.4kL/d煤液化中試廠平行的工藝開發(fā)裝置。圖2NEDO工藝提質(zhì)加工流程示意圖中試廠液化粗油一次加氫蒸餾二次加氫改性二次加氫煤油汽油柴油由此可見，像日本這樣開發(fā)建設(shè)2套完全獨(dú)立平行的煤液化/液化粗油精制裝置的場(chǎng)合，必然會(huì)帶來一系列產(chǎn)品的貯存、運(yùn)輸?shù)雀郊釉O(shè)備和物料升溫降溫等額外的能耗。（3）、美國HTI工藝該工藝是在H-Coal工藝和CTSL工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其主要特點(diǎn)是：反應(yīng)條件比較緩和，采用特殊的懸浮床反應(yīng)器，催化劑是采用HTI專利技術(shù)制備的鐵系膠狀高活性催化劑，用量少，在高溫分離器后面串聯(lián)了一個(gè)對(duì)液化油進(jìn)行加氫精制的固定床反應(yīng)器，固液分離采用臨界溶劑萃取的方法，可以從液化殘?jiān)凶畲笙薅鹊鼗厥罩刭|(zhì)油。與H-Coal相比，大大提高了液化油收率。（4）、煤-渣油共煉工藝煤油共煉法是煤直接加氫液化與煉油廠渣油加氫裂化相結(jié)合的工藝，是渣油深加工和煤炭直接液化先進(jìn)工藝技術(shù)的延伸和發(fā)展。該工藝的實(shí)質(zhì)是用石油渣油作為煤直接液化的溶劑，在反應(yīng)器內(nèi)，不但煤液化成油，而且石油渣油也裂化成低沸點(diǎn)餾分，煤油共煉的油收率比煤和渣油單獨(dú)加氫獲得的油收率高，氫利用效率也高，減少了成本，生產(chǎn)的輕質(zhì)組分明顯增多，油品品質(zhì)改善。由于煤油共煉不用循環(huán)溶劑，可大大增加單位反應(yīng)器容積的產(chǎn)品油產(chǎn)量，因此，煤油共煉在經(jīng)濟(jì)上要比直接液化更具有競(jìng)爭力。煤油共煉技術(shù)受到很大的重視，尤其是美國和加拿大進(jìn)行了相當(dāng)多的研究，開發(fā)了一些新工藝，如加拿大的CANMET共處理工藝和美國的HRI兩段催化共處理工藝，美國已建有每天處理數(shù)噸煤的中試裝置。我國雖然石油資源供不應(yīng)求，但每年有5000萬噸以上渣油急待深加工。①設(shè)備超大型化：第一條生產(chǎn)線原料煤處理能力達(dá)6000t/d，相應(yīng)的煤處理、煤漿制備、液化反應(yīng)器、煤漿加料泵、煤漿循環(huán)泵均為超大型設(shè)備；煤制氫能力達(dá)24萬Nm3/h，相當(dāng)于3套年產(chǎn)30萬t合成氨的合成氣制備裝置。采用shell煤造氣技術(shù)。②先進(jìn)的煤液化工藝，溫和的反應(yīng)操作條件：反應(yīng)器操作壓力約18MPa，操作溫度約445---455℃；在已有的液化工藝中，操作壓力和溫度較低；相應(yīng)的材料選擇、設(shè)備制造等要簡單和節(jié)省些。

③新型高效的煤液化催化劑：催化劑的加入量少于傳統(tǒng)催化劑添加量的1/3，催化劑的活性高，生產(chǎn)成本低，煤的液化轉(zhuǎn)化率較高，液化殘?jiān)可伲阂夯彤a(chǎn)率高，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。④采用先進(jìn)成熟的單元工藝技術(shù)的優(yōu)化組合，降低了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，提高了運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。備煤制煤

液化分離改質(zhì)分餾空分氣化凈化

催化劑

煤空氣N2O2循環(huán)溶劑渣H2氣體汽油柴油航煤

圖3神華煤直接液化工藝流程簡圖神華煤炭直接液化工藝集成了當(dāng)今石油化工領(lǐng)域成熟的單元技術(shù)，具有投資和消耗低的優(yōu)勢(shì)。2007年第1條生產(chǎn)線示范投產(chǎn)成功后，根據(jù)其運(yùn)行情況，神華集團(tuán)計(jì)劃以在上海建設(shè)的煤炭直接液化PDU裝置（日加工煤炭6t，2004年7月投產(chǎn)）為手段，開展有針對(duì)性地系統(tǒng)攻關(guān)，采取一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低投資，進(jìn)一步優(yōu)化溶劑體系，降低能耗，使神華煤炭直接液化技術(shù)更加完善。同時(shí)，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值，以改進(jìn)煤炭直接液化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，為今后推廣應(yīng)用神華煤直接液化技術(shù)，設(shè)計(jì)和建設(shè)規(guī)劃中的其它煤直接液化工廠鋪平道路。2、煤間接液化制油煤的間接液化技術(shù)是先將煤汽化，然后合成燃料油和化工產(chǎn)品。煤間接液化的核心技術(shù)為F-T合成。當(dāng)前，煤炭間接液化技術(shù)主要有：南非SASOL公司的F-T合成技術(shù)，荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)，Mobil公司的MTG合成技術(shù)等。國外還有一些先進(jìn)的合成技術(shù)，如丹麥Topsoe公司的Tigas法和美國Mobil公司的STG法等，但都未商業(yè)化。南非SASOL公司于1955年建成第一座由煤生產(chǎn)燃料油的SASOL-Ⅰ廠。20世紀(jì)70年代石油危機(jī)后，于1980年和1982年又相繼建成了SASOL-Ⅱ廠和SASOL-Ⅲ廠。主要產(chǎn)品有汽油、柴油、蠟、乙烯、丙烯、聚合物、氨、醇、醛、酮等113種，年總產(chǎn)量達(dá)760萬t，其中油品占60%左右。該公司先后開發(fā)應(yīng)用了Arge固定床、Synthol循環(huán)流化床和SAS固定流化床反應(yīng)器及漿態(tài)床反應(yīng)器。Shell公司開發(fā)的中間餾分油（SMDS）工藝由合成石蠟烴（HPS）和石蠟烴的加氫烈解或加氫裂解或加氫異構(gòu)化（HPC）2個(gè)反應(yīng)過程制取發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。合成過程使用的是固定床反應(yīng)器。該技術(shù)已于1993年在馬來西亞建成以天然氣為原料，生產(chǎn)能力為50萬t/a的合成油工廠，主要產(chǎn)品為柴油、煤油、石腦油和蠟。美國Mobil公司開發(fā)的甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的MTG過程，其技術(shù)關(guān)鍵是將ZSM-5沸石分了篩用于甲醇轉(zhuǎn)化汽油的反應(yīng)過程中。利用該技術(shù)已在新西蘭建成1座以天然氣為原料的年產(chǎn)57萬t合成汽油生產(chǎn)廠。目前，神華煤間接液化項(xiàng)目各項(xiàng)準(zhǔn)備工作已全面展開，計(jì)劃在煤直接液化生產(chǎn)廠煤制氫裝置附近建一工業(yè)F-T合成側(cè)線，利用Shell煤造氣開發(fā)F-T合成新工藝，成套生產(chǎn)技術(shù)可能引進(jìn)南非SASOL公司的系列技術(shù)，有關(guān)交流正在進(jìn)行中。間接液化與直接液化在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量方面，具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)性。神華集團(tuán)建設(shè)成間接液化工廠后，將大大提高結(jié)構(gòu)優(yōu)化和對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力。3、煤氣化制合成氣及制氫煤直接液化制油需大量的氫氣，氫可來源于煤氣和天然氣，神華公司選擇Shell煤制氣技術(shù)提供氫源。煤間接合成油需把煤轉(zhuǎn)化成煤氣，經(jīng)過F-T合成反應(yīng)生成油。目前，從生產(chǎn)規(guī)模、環(huán)保、能耗及煤種適用性上比較可行的煤氣化工藝是德士古水煤漿氣化（Texaco）和謝爾干煤粉氣化（Shell）工藝。（1）、Texaco水煤漿氣化技術(shù)水煤漿氣化是以水煤漿（含煤60W/%~65W/%、水35W/%~40W/%）為原料，與工藝O2在氣化爐內(nèi)進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，氣化壓力為2.6MPa~8.53MPa、溫度1400℃，最終獲得合成氣CO+H2。該工藝碳轉(zhuǎn)化率達(dá)95%~96%，有效氣成份（CO+H2）高達(dá)80%左右，甲烷含量低，不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物，單耗指標(biāo)因煤種和后序工藝技術(shù)而異，噸氨煤耗約為1.24t。該技術(shù)1978年開發(fā)成功后，曾用于Eastman、CoolWater、UBE等裝置，展示了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其優(yōu)點(diǎn)是：安全可靠、適用煤種相對(duì)較廣和對(duì)粒度無要求、操作彈性大、碳轉(zhuǎn)化率高、三廢處理簡單、對(duì)環(huán)境友好。Texaco氣化爐由噴嘴、氣化室、激冷室（或由廢熱鍋爐）組成。其中噴嘴為三通道，工藝氧走一、三通道，水煤漿走二通道、介于兩股氧射流之間，較之渣油氣化不同的是：水煤漿氣化噴嘴經(jīng)常面臨噴口磨損，主要是由于水煤漿在較高線速下（約30m/s）對(duì)金屬材質(zhì)的沖刷磨蝕。噴嘴、氣化爐、激冷環(huán)為Texaco水煤漿氣化的技術(shù)關(guān)鍵。該工藝技術(shù)沒在中國申請(qǐng)專利，靠Know-how去撐其商業(yè)活動(dòng)。在引進(jìn)Texaco專利技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，該公司提供PDP軟件包，用以完成指定規(guī)模工程設(shè)計(jì)，但不提供氣化爐結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算依據(jù)。一旦氣化爐容量以及工藝條件（如煤種、煤漿濃度、氣化壓力等）改變時(shí)，仍需向該公司申請(qǐng)專利許可證，并支付專利費(fèi)。Texaco水煤漿氣化技術(shù)應(yīng)用典型裝置：（1）CoolWater電站。1984年5月起動(dòng)投運(yùn)，1989年率先完成了商業(yè)驗(yàn)證運(yùn)行。煤漿濃度60%~68%，日處理能力為900t~1000t煤。（2）Tampa電站。1996年投運(yùn)，日處理煤2400t，2.8MPa氣化。(3)UBE氨廠。1983年籌建，日處理煤1500t。（4）Eastman甲醛廠。日處理煤820t。（5）Ruhrchem/Ruhrkohle。日處理煤720t。目前水煤漿氣化技術(shù)還有一些關(guān)鍵技術(shù)需改進(jìn)，如：（1）噴嘴壽命短，進(jìn)口可使用約60d（25萬＄/臺(tái)），國產(chǎn)可使用約52d；（2）激冷環(huán)使用壽命僅一年；（3）耗氧量大，有效氣產(chǎn)率不夠高。 （2）、Shell粉煤制氣工藝Shell粉煤制氣工藝（SCGP）是一個(gè)潔凈的煤氣化工藝技術(shù)，對(duì)原料具有廣泛的適應(yīng)性，高級(jí)煙煤至褐煤、石油焦均可作為原料。該工藝不但適于聯(lián)合發(fā)電，制取的合成氣還可作為化工原料。SCGP采用干粉煤進(jìn)料，避免了濕法因水氣化升溫帶來的能量損失，提高了冷煤氣效率，加壓氣流床吹入純氧，使設(shè)備緊湊，高效氣化，降低了非有效成分。氣化爐維持在1300~1700℃溫度范圍之內(nèi)，采用膜式水冷壁，爐渣呈熔融狀態(tài)，起到隔熱保護(hù)爐壁的作用（所謂“以渣抗渣”）。原料中的碳在爐內(nèi)的高溫下99%以上已經(jīng)轉(zhuǎn)化，這一高溫也防止了高分子有機(jī)物和焦油類物質(zhì)的生成。對(duì)稱式燒嘴保證了良好的混合性，高轉(zhuǎn)化率，并且易于放大。相比較而言，Shell技術(shù)有以下明顯優(yōu)勢(shì)：（1）煤種的廣泛適用性，原料選擇范圍更寬，因此合成氣成本更低；（2）任何煤種的完全轉(zhuǎn)化（碳的轉(zhuǎn)化率＞99%）；（3）O2和煤的消耗低。Shell技術(shù)與Dexaco工藝相比，每噸煤可多產(chǎn)10%的合成氣，消耗氧量可省15%-25%；（4）工藝爐內(nèi)壁采用水冷壁技術(shù)，熔態(tài)排渣，利用溶渣在爐壁上冷卻硬化結(jié)成的渣層保護(hù)爐壁不受磨損，且燒嘴壽命長（保證1年），使得氣化爐堅(jiān)固耐用；（5）Dexaco爐的優(yōu)點(diǎn)，諸如有效氣體成分高、無三廢污染等優(yōu)點(diǎn)，Shell爐也具備；（6）Shell氣化爐及廢熱鍋爐較寵大，需大的高框架，但材質(zhì)要求較低，一次投資與Dexaco大致相當(dāng)。（3）、Texaco和Shell工藝對(duì)比Texaco水煤漿加壓氣化是一種比較成熟的煤炭潔凈氣化技術(shù)，20世紀(jì)80年代末以來，在我國建成約10套裝置（兗礦魯南化肥廠、上海吳涇、陜西渭河、安徽淮南、山東華魯恒升、吉林長山、黑龍江浩良河、兗礦國泰化工、陜西神木和中石化金陵公司的“油改煤”項(xiàng)目）。安裝氣化爐約27臺(tái)，其中3臺(tái)為四噴嘴對(duì)置式，單臺(tái)處理量分別為450t/d、500t/d、820t/d、1150t/d，每日處理煤總量近2萬t。荷蘭殼牌干煤粉加壓氣化裝置首先由中石化岳陽公司引進(jìn)，用于“油改煤”項(xiàng)目。至2005年底，我國總共引進(jìn)了約14套大型裝置（中石化岳陽、湖北雙環(huán)、中石化湖北、中石化安慶、云南天安、云南沾化、河南大化、河南永城、廣西柳化、陜西榆林、神華煤制油和天津渤?；さ龋惭b氣化爐16臺(tái)（陜西榆林為雙系列），其中5臺(tái)為“油改煤”制氨裝置，2臺(tái)為固定床造氣改造，6臺(tái)為新建甲醇和煤間接液化裝置，1臺(tái)為天然氣改煤裝置，兩臺(tái)為煤制氫。單臺(tái)處理量分別為900t/d、1200t/d、2000t/d。每日處理煤總量達(dá)到3萬t。兩工藝參數(shù)對(duì)比見表4、表5和表6。表4兩種氣化工藝對(duì)煤種的要求項(xiàng)目TexacoShell煤種活性好，灰熔點(diǎn)1350℃以下煙煤，半貧煤，長焰煤和褐煤粒徑0.1mm以下0.1mm以下灰分最好小于20%無限制灰熔點(diǎn)不高于1500℃，否則可加入助燃劑CaCO3降低灰熔點(diǎn)1450～1550℃水分煤漿濃度60%～65%2%以下粘結(jié)性高揮發(fā)性高粘結(jié)性煙煤可使用弱粘結(jié)性煤表5兩種氣化工藝操作特性比較項(xiàng)目TexacoShell床型氣流床屬第二代煤氣化技術(shù)氣流床屬第二代煤氣化技術(shù)進(jìn)煤系統(tǒng)煤漿進(jìn)料氮?dú)廨斔椭紕┘尤肓堪疵旱幕胰埸c(diǎn)而定按煤的灰熔點(diǎn)而定排灰狀態(tài)融渣液態(tài)每km3(CO+H2)需蒸汽/kg不需要蒸汽做氣化劑少量蒸汽CO/%40.260.2H2/%37.223.6CO2/%21.81.3CH450×10-6<100×10-6N2+Ar/%0.87.5有效氣/%77.4>83.6凈熱效率/%68-7094-99表6兩種氣化工藝技術(shù)指標(biāo)比較項(xiàng)目TexacoShell氣化壓力/MPa2.6-8.52.0-4.0氣化溫度/℃1350-14501400-1600單爐處理煤能力/t/d500-7502000每km3(CO+H2)氧氣用量/m3400-420310-320灰中含碳/%<50.5碳轉(zhuǎn)化率/%9899從煤種的適應(yīng)性上，Shell比Texaco適應(yīng)性更廣。Texaco工藝也適用于焦造氣，在我國多用于合成氨流程，因冷激產(chǎn)生的大量蒸汽正好用于CO的交換，其煤灰因含碳高，需要二次利用，但其氣化壓力比Shell高很多，適于合成甲醇。而Shell因其高的CO含量可用于C1化工生產(chǎn)，并易于調(diào)整煤氣中的水/汽，滿足不同的生產(chǎn)工藝需求。二、經(jīng)濟(jì)可行性分析研究結(jié)果表明，現(xiàn)階段如果在我國西部某省建設(shè)1座以生產(chǎn)中間化學(xué)品（直鏈烴）為主，油品為輔的單純煤基間接液化廠，生產(chǎn)規(guī)模160萬t/a，采用國外成熟固定流化床工藝，項(xiàng)目投資約為145億元（其中：氣化部分約為60億元，公用工程約為15.8億元，2項(xiàng)約占總投資的52.3%），項(xiàng)目享受國家的稅收優(yōu)惠政策，內(nèi)部收益率可以達(dá)到11.45%。同樣，如果在我國西部某省建設(shè)1座以生產(chǎn)油品為主，中間化學(xué)品（環(huán)烷烴、芳烴）為輔的煤直接液化廠，生產(chǎn)規(guī)模250萬t/a，直接液化工藝采用國外某工藝，項(xiàng)目投資約為160億元，（其中：煤氣化制氫部分約為35.2億元，公用工程約為10.4億元，2項(xiàng)約占總投資的32.3%），也享受國家的稅收優(yōu)惠政策，內(nèi)部收益率可以達(dá)到12.8%。由此可見，盡管可比基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不盡相同，但基本可以反應(yīng)單純直接液化工藝的表觀經(jīng)濟(jì)效益明顯優(yōu)于單純間接液化工藝，而如果在我國的東部某省建設(shè)1座以生產(chǎn)中間化學(xué)品（直鏈烴）為主、油品、甲醇及電為輔的煤液化多聯(lián)產(chǎn)廠，生產(chǎn)規(guī)模150萬t/a，其中F-T合成也采用相同的國外成熟固定流化床工藝，項(xiàng)目總投資約為102億元（其中：氣化部分約為35.7億元，公用工程約為6.8億元，2項(xiàng)約占總投資的41.7%），在不享受國家稅收優(yōu)惠政策的情況下，內(nèi)部收益率即可達(dá)到13.71%，以F-T合成為主的聯(lián)產(chǎn)工藝，表觀經(jīng)濟(jì)效益又優(yōu)于單純直接液化工藝，在中國發(fā)展煤液化產(chǎn)業(yè)，無論從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、保障國家能源安全方面考慮，必須走多聯(lián)產(chǎn)的道路。日本于20世紀(jì)80年代初與澳大利亞達(dá)成了澳大利亞褐煤直接液化合作開發(fā)的協(xié)議，經(jīng)數(shù)年的研究，建成了日處理量50t（扣除水分、灰分）褐煤的液化實(shí)驗(yàn)裝置，在試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了日處理量6000t（扣除水分、灰分）褐煤的實(shí)用液化裝置的設(shè)計(jì)、建設(shè)工作，其原料、產(chǎn)品及工藝操作條件如表7和表8所示，表中煤樣分析基準(zhǔn)為應(yīng)用基。

表7褐煤液化系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件項(xiàng)目設(shè)備能力產(chǎn)品原煤成分%設(shè)備操作條件工廠設(shè)計(jì)地點(diǎn)工業(yè)分析元素分析系統(tǒng)溫度/℃壓力/MPa催化劑條件6000t/a液化粗油21000bbl/d全水分62.9灰分2.4揮發(fā)分50.9固定碳46.7碳67.9氫4.8氮0.5全硫0.4氧26.4一次加氫系統(tǒng)45015黃鐵礦澳大利亞維多利亞州輕質(zhì)油1140t/d除灰系統(tǒng)2703.5中質(zhì)油1926t/d硫磺120t/d二次加氫系統(tǒng)38015Ni-Mo苯酚22t/d表8具有商業(yè)價(jià)值的褐煤液化系統(tǒng)評(píng)價(jià)條件項(xiàng)目規(guī)模氫源工廠地址占地面積員工數(shù)維護(hù)費(fèi)用年開工日設(shè)計(jì)壽命褐煤價(jià)格天然氣價(jià)格自給資金率投資年效益年代款利率年物價(jià)上漲率條件3萬t/d天然氣或褐煤生產(chǎn)維多利亞州500萬m21535人投資的3%310d25a8.6美元·t-10.08美元·m-325%10%8%3.5%采用日本具有二次加氫單元的先進(jìn)直接液化裝置，總建設(shè)投資為38.52億美元，液化油收率59.0%，其中包括32.0%的輕質(zhì)油和27.0%的中質(zhì)油。考慮到各種價(jià)格變動(dòng)因素，測(cè)算出液化油價(jià)格（包括利潤）2000年19.2美元/桶，2011年21.7美元/桶。由此可見，該系統(tǒng)在表7的設(shè)定條件下，液化油的價(jià)格并不高，根據(jù)國際市場(chǎng)石油價(jià)格的變動(dòng)情況，實(shí)際售價(jià)可以高于上述指標(biāo)，既表中的投資年效益有望增大，使得投資回收期縮短。兗礦集團(tuán)1000t/dTexaco改進(jìn)型煤示范工程，采用相同等級(jí)煤質(zhì)時(shí)，對(duì)shell粉煤氣化和Texaco改進(jìn)型氣化計(jì)算如下：以合成氣71000Nm3/h(日處理煤1000t)計(jì)算，shell粉煤氣化耗氧量（>=99.6%）為23400Nm3/h,選用空分能力為28000Nm3/h；新型水煤漿加壓氣化耗氧量（>=99.6%）為27000Nm3/h,選用空分能力為28000Nm3/h。以廣西柳州化肥廠shell加壓氣化技術(shù)改造方案與兗礦集團(tuán)Texaco改進(jìn)型示范工程比較，結(jié)果見表9。從表9可看出shell粉煤氣化比國產(chǎn)Tecaco改進(jìn)型的投資增加約10%左右。表9投資對(duì)比表（單位：萬元）項(xiàng)目Shell粉煤氣化新型水煤漿氣化固定資產(chǎn)29851.6427380氣化16403.3215000空分1180211800變換731.32580無形資產(chǎn)(專利、軟件費(fèi))2076.02自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)神華公司委托國外有關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)中美兩國煤制油經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行了研究，同等規(guī)模下，以2000年的美元價(jià)格計(jì)算，美國投資35億美元，而中國只需投資20億美元，美國煤按20.5美元/噸，神華煤按10美元/噸，美國員工平均工資按10萬美元/人年，中國按10萬元人民幣/人年，煤直接制油的成本美國為>30美元/桶，中國為≯20美元/桶。國際上通常認(rèn)為煤制油的成本在22---28美元/桶就可保本，神華公司認(rèn)為在中國若原油價(jià)格25美元/桶就有好的效益，20---25美元/桶有一定獲利空間，原油價(jià)格<20美元/桶，煤制油將虧本。三、能源效率及環(huán)保神華的數(shù)據(jù)表明煤制油的轉(zhuǎn)換比4﹕1，即4噸煤產(chǎn)1噸油，用4噸比熱在5000大卡/Kg的優(yōu)質(zhì)煤炭轉(zhuǎn)化成1噸10000大卡/Kg的石油，能源轉(zhuǎn)化效率為50%左右。清華大學(xué)金涌院士公布的數(shù)據(jù)為直接煤制油的轉(zhuǎn)換比是4---4.5﹕1，間接煤制油為5---5.5﹕1，生產(chǎn)二甲醚為2.2---2.5﹕1，生產(chǎn)甲醇1.8---2.2﹕1。煤直接合成油，每生產(chǎn)一噸油需耗水10噸，排放的CO2為原油精煉的7---10倍。四、存在的問題

1、煤直接液化制油神華裝置為世界上首套大型工業(yè)化生產(chǎn)裝置，整套生產(chǎn)工藝在高溫（400~500℃）和高壓（15.0MPa）下運(yùn)行，設(shè)備制造難度大，運(yùn)行周期待考察，粗油改質(zhì)加氫催化劑采用渣油加氫催化劑的改進(jìn)型，催化劑是否適用還需長周期考驗(yàn)。2、煤間接液化制油煤間接液化F-T合成油技術(shù)已有成熟技術(shù)，特別是南非SASOL的煤炭間接液化技術(shù)。SASOL公司已利用其系列間接合成油技術(shù)在南非建設(shè)三個(gè)工廠，年處理能力達(dá)45903噸/年，是世界上規(guī)模最大的以煤為原料生產(chǎn)合成油及化工產(chǎn)品的化工廠，1995年該公司利潤達(dá)28億蘭盾，并超過政府補(bǔ)貼（10億蘭盾），1999年停止政府補(bǔ)貼，2000年創(chuàng)造財(cái)富126億蘭盾，年利潤達(dá)40億蘭盾（2.97蘭盾/$）。但其使用的造氣技術(shù)是相對(duì)落后的lurgi造氣工藝，所產(chǎn)粗煤氣中甲烷含量高達(dá)8%，煤氣中含焦油、輕油、酚、氨、硫化物和煤粉等雜質(zhì)，易堵塞管道，廢水處理復(fù)雜，且該工藝設(shè)備故障率高，流程復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。目前中國有35臺(tái)lurgi爐在運(yùn)行，若改用其它造氣技術(shù)，相關(guān)工藝技術(shù)是否配套，有待工業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證。3煤氣化制合成氣及制氫現(xiàn)有合適的大規(guī)模煤造氣技術(shù)只有Texaco和Shell造氣。Texaco造氣工藝成熟，國產(chǎn)化率高，但國內(nèi)主要是水冷激流程，適合于合成氨和甲醇生產(chǎn)，原料煤也有一定要求，并可用高硫焦做原料，但由于煤灰中殘?zhí)扛?，必須?duì)其煤灰二次利用，如進(jìn)入電廠鍋爐二次燃燒等Shell造氣煤種適用廣，但工業(yè)經(jīng)驗(yàn)少，在中國推廣之前，只有一套用于發(fā)電的Shell煤氣化裝置在運(yùn)行，用于化工生產(chǎn)是首例，湖北雙環(huán)經(jīng)過近一年之久的調(diào)整，于2006年六月份開車用于合成氨生產(chǎn)，中石化巴陵分公司裝置計(jì)劃開車時(shí)間從2006年3月份延至2006年7月份，Shell公司約有四十多位專家在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工藝參數(shù)，確保開車成功。其用于化工生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的泡沫陶瓷過濾粉煤灰裝置能否長周期操作及其產(chǎn)品壽命需生產(chǎn)實(shí)踐來檢驗(yàn)。一旦失效或效率不高，將造成后續(xù)設(shè)備系統(tǒng)阻力的迅速增加而使生產(chǎn)難以正常進(jìn)行。煤直接液化需大量的氫，氫耗量高達(dá)5—7%，這么大量的氫用Texaco和Shell造氣來生產(chǎn)，將產(chǎn)生大量的CO2對(duì)空排放，并且Shell煤氣中含有8%左右的氮?dú)庖矝]有充分利用。采用天然氣制氫則經(jīng)濟(jì)上有一定的壓力，產(chǎn)生的CO2也同樣排放，如何綜合利用也是個(gè)急需解決的問題。五、建議可以預(yù)計(jì)，在2008—2010年，一旦神華公司的煤直接制油和間接制油技術(shù)取得突破，將在國內(nèi)掀起煤制油高潮，國內(nèi)的煤炭企業(yè)巨頭將蜂擁而至，十幾家乃至幾十家將跨入煤制油行業(yè)，嚴(yán)重沖擊國內(nèi)中石化中石油一統(tǒng)燃料油天下的市場(chǎng)，如果神華公司引進(jìn)的甲醇制烯烴（MTO）和甲醇制丙烯（MTP）工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)取得突破，也將沖擊中石油和中石化的乙烯和丙烯市場(chǎng)。神華集團(tuán)除間接制油技術(shù)、甲醇制烯烴和丙烯技術(shù)直接從國外引進(jìn)外，在上海設(shè)計(jì)建造了一套煤炭直接液化實(shí)驗(yàn)裝置，用于自主創(chuàng)新研究。在內(nèi)蒙古煤制油工廠利用Shell造氣設(shè)備建一套F-T工業(yè)側(cè)線，進(jìn)行間接合成油實(shí)驗(yàn)。中海油所屬中海油基地集團(tuán)有限公司與德國科林集團(tuán)合資，引進(jìn)科林集團(tuán)粉煤氣化技術(shù)進(jìn)行間接煤制油生產(chǎn)。中石化參股神華在榆林的間接液化合成油項(xiàng)目，該項(xiàng)目由神華、南非沙索爾、陜西省投資集團(tuán)和中國石化四家組成，后兩者是“半路”加入者。中石化參股北京魯能煤炭化學(xué)工業(yè)公司在寧夏800萬噸/年間接法煤制油項(xiàng)目，投資方為山東魯能集團(tuán)，寧夏煤炭工業(yè)公司，中石化和外資，采用高壓法和低壓法F---T合成工藝，該項(xiàng)目正處于可研階段。中石化所屬石油化工科學(xué)研究院和撫順石化科學(xué)研究院在煤直接液化領(lǐng)域從2000年已投入科研力量和大量資金進(jìn)行相關(guān)技術(shù)開發(fā)，并申請(qǐng)一系列專利。中石化總公司已上三套Shell造氣和三套Texaco造