煤制油技術(shù)現(xiàn)狀及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

煤制油技術(shù)現(xiàn)狀及其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

王真2009.11.27燃燒環(huán)境技術(shù)中心學(xué)生交流會(huì)上海交通大學(xué)動(dòng)力機(jī)械教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要內(nèi)容煤制油的意義煤制油方法FT柴油對(duì)排放的影響揮發(fā)性對(duì)噴霧的影響煤直接液化油對(duì)排放的影響總結(jié)以及下一步工作煤制油的意義在我國(guó)的自然資源中，基本特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣，這就決定了煤炭在一次能源中的重要地位中國(guó)煤炭可采儲(chǔ)量約為1145.42億噸，占世界煤炭可采儲(chǔ)量的12．6％，僅次于美國(guó)和俄羅斯位居第三。煤液化對(duì)解決我國(guó)石油資源短缺、平衡能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全及國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義石油煤制油的方法—煤間接液化法優(yōu)點(diǎn)：①合成條件較溫和，反應(yīng)壓力2.0～3.OMPa，反應(yīng)溫度低于350。C；②轉(zhuǎn)化率高，如SASOL公司SAS工藝采用熔鐵催化劑，合成氣的一次通過(guò)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%。缺點(diǎn)：①反應(yīng)物均為氣相，設(shè)備體積龐大，投資高，運(yùn)行費(fèi)用高；②煤基間接液化全部依賴(lài)于煤的氣化；③合成副產(chǎn)物較多，目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性相對(duì)較低；④煤消耗量大。煤制油的方法—煤直接液化法優(yōu)點(diǎn)：①液化油收率高，可高達(dá)63％～68％；煤消耗量小，生產(chǎn)1噸液化油，需消耗原料洗精煤2.4t左右；②餾分油以汽、柴油為主，目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性相對(duì)較高；③油煤漿進(jìn)料，設(shè)備體積小，投資低，運(yùn)行費(fèi)用低。不足：①反應(yīng)條件相對(duì)較苛刻，液化壓力、溫度要求過(guò)高，液化壓力達(dá)到17～30MPa，液化溫度430～470℃；②出液化反應(yīng)器的產(chǎn)物組成較復(fù)雜，液、固兩相混合物由于黏度較高，分離相對(duì)困難；③氫耗量大，一般在6％～l0％。

煤制油面臨的挑戰(zhàn)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)在全球范圍內(nèi)，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的只有南非薩索爾公司的間接液化技術(shù)，美國(guó)、日本、德國(guó)均號(hào)稱(chēng)擁有成熟的直接液化技術(shù)，但均未有大批量工業(yè)化生產(chǎn)的例子。資源問(wèn)題資源要素主要包括煤炭資源和水資源。煤直接液化法生產(chǎn)一噸油品需要煤炭3～4噸，水8～9噸，煤間接液化法生產(chǎn)一噸油品需要煤炭5～7噸。環(huán)保壓力

按照目前的直接液化工藝，每生產(chǎn)1噸成品油，排放的二氧化碳是石油化工行業(yè)的7～10倍投資風(fēng)險(xiǎn)煤制油項(xiàng)目是一個(gè)需要大量資金的項(xiàng)目，要達(dá)到比較好的收益，至少規(guī)模產(chǎn)量要達(dá)到100萬(wàn)噸油品/年，這大約需要100億元的投資額，啟動(dòng)資金約為30億元人民幣。煤制油發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)煤制油前景據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，我國(guó)油品短缺約在2億噸左右，除1.2億噸需進(jìn)口外，“煤制油”技術(shù)可解決6000萬(wàn)～8000萬(wàn)噸以上，投資額在5000億元左右，年產(chǎn)值3000億～4000億元，其中間接液化合成油可生產(chǎn)2000萬(wàn)噸以上，投資約1600億元產(chǎn)值1000億元左右。2005、2015及2030年世界用于工業(yè)、建筑和煤制油上的煤消耗（單位105BTU）【能源信息署/2007年度能源展望】

2008年底神華煤直接液化百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)示范工程的試車(chē)成功，更使我國(guó)成為世界上唯一掌握百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家2004年11月，兗礦集團(tuán)自主研發(fā)的萬(wàn)噸級(jí)低溫費(fèi)托合成煤間接液化和100噸/年費(fèi)托合成催化劑中試成功。2004年10月，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所自主研發(fā)的“煤基液體燃料合成漿態(tài)床工業(yè)化技術(shù)”核心技術(shù)通過(guò)鑒定。煤制柴油物性對(duì)比特性煤間接液化柴油煤直接液化柴油歐三柴油硫含量μg/g<1<5245十六烷值70~7540~4555傾點(diǎn)-44-8餾程IBP19219610%20822450%23626990%269318密度，20℃，kg/m3780858837低熱值，MJ/kg45.5545.73成分，%鏈烷烴12.668.25環(huán)烷烴85.7-芳香烴<4<524.35FT柴油排放的影響CARB：adieselmeetingCaliforniaAirResourcesBoardstandardsULSD：UltraLowSulfurDieselALS：ALowsulfurhighlyhydrocrackedfuel燃油揮發(fā)性對(duì)噴霧的影響Linearcorrelationbetweenfuelmid-boilingpointandmaximumliquid-jetpenetration.Nogeneralcorrelationbetweenmid-boilingpointandmeasuredignitiondelaywasevident,whichindicatesthatchemicalprocessesdominatephysicaloneswithregardtoautoignition.煤直接液化柴油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放影響煤直接液化油比例對(duì)ESC排放結(jié)果的影響試驗(yàn)在一臺(tái)4缸、渦輪增壓中冷、直噴式共軌柴油機(jī)上進(jìn)行煤直接液化油比例對(duì)放熱率的影響十六烷值改進(jìn)劑對(duì)排放的影響

總