國內(nèi)外煤制油技術(shù)

1國內(nèi)外煤制油技術(shù)(jìshù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢精品資料21.1世界(shìjiè)能源結(jié)構(gòu)與我國能源概況能源是一個國家生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，沒有能源就沒有工業(yè)。因此，能源問題是世界各國，尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國家最先考慮發(fā)展的問題。我國將能源，材料，信息和生物(shēngwù)四個領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)作為國家優(yōu)先支持與發(fā)展的方向。1.1.1能源的形式（按自然形態(tài)劃分）不可再生能源?；茉?一次性能源)：a.煤炭b.石油c.天然氣d.油頁巖（油砂）等核能(一次性能源)：a.核裂變b.核聚變

可再生能源：a.水力能b.太陽能c.風(fēng)能d.地?zé)崮芫焚Y料31.1.2能源利用史上的幾次重大革命18世紀(jì)，以蒸汽為動力的時代：瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，其實質(zhì)使用燃煤產(chǎn)生蒸汽代替了人力和畜力。但是蒸汽機(jī)的熱效率很低，小于40%.19世紀(jì)70年代，以電力為動力的時代：用燃煤發(fā)電或水力發(fā)電取代(qǔdài)了蒸汽。20世紀(jì)50~60年代：以石油、天然氣為動力的時代，同時發(fā)展了“石油化學(xué)工業(yè)”。能源利用的每次革命都引起了世界經(jīng)濟(jì)、政治、軍事等方面的一系列重大變化:蒸汽——機(jī)車；電力——電動機(jī)；石油——汽車、飛機(jī).1.1.3能源結(jié)構(gòu)的變化直到上世紀(jì)初的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展時期，煤炭一直作為主要能源，約占總能源消耗量的80%以上。50年代由于在中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的油田，石油開采量迅速增大，約在60年代中期，石油在總能源消耗中所占比重已達(dá)42%。到80年代，工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，煤炭占總能源的消耗量遠(yuǎn)低于石油的（即煤炭占26%，石油占50%）。精品資料41.1.4我國的能源結(jié)構(gòu)80年代前，煤炭占80%以上。目前仍然以煤炭為主，約占65~70%。2000年國家統(tǒng)計局統(tǒng)計表明：煤炭67%，石油23%，天然氣2.5%，水電6.9%。從1993年我國已成為石油進(jìn)口國。石油的開發(fā)主要用于生產(chǎn)汽油、柴油、化工產(chǎn)品和化工原材料（纖維、橡膠、塑料）。同時，我國目前也正在積極開發(fā)其他能源：（1）水力資源(長江三峽水利樞紐)。（2）核能(大亞灣核能發(fā)電站,94年1#機(jī)組和2#機(jī)組相繼并網(wǎng)發(fā)電；秦山核能發(fā)電廠)。（3）天然氣(陜西、新疆等地開發(fā))。所以，從世界到我國來看，能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢進(jìn)入了群雄并起，各自發(fā)揮自身優(yōu)勢的階段。中國化工學(xué)會常務(wù)理事、國家經(jīng)貿(mào)委綜合司司長李壽生說煤炭在今后相當(dāng)長的時期仍將是我國最主要的一次能源。應(yīng)該清醒地看到我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭作為主要能源的國家之一。我國煤炭探明可采量為7300億噸，名列世界第一，占世界儲量的45.7%（16000億噸）。2000年煤炭消費量12.0億噸，所占能源消費總量的67.0%。1990年，我國原煤產(chǎn)量(chǎnliàng)10.58億噸，占世界煤炭總產(chǎn)量(chǎnliàng)的35%（35億噸）是世界上第一產(chǎn)煤和用煤大國。預(yù)計2000年我國煤炭產(chǎn)量(chǎnliàng)可達(dá)1400億噸。精品資料5我國煤炭(méitàn)資源的分布也是極不均衡的，64%分布在華北地區(qū)。山西省的煤炭(méitàn)資源約占全國的1/3（5000億噸）；石油主要分布在黑龍江、遼寧、山東和沿海地區(qū)。我國能源消費特點：（1）以煤炭(méitàn)為主。前面已講過（2）人均消費水平低，單位產(chǎn)值能耗高。從下表中可見人均能耗是世界平均水平的1/2，單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的近4倍（3.95倍）.綜上所述，為了更好地解決我國未來的能源問題，除了(chúle)應(yīng)大力發(fā)展其他能源外（核能、水力能、太陽能），還要大力加強(qiáng)煤炭的綜合利用，提高煤炭的利用率是極其重要的。煤液化理論是煤炭綜合利用技術(shù)的基礎(chǔ)理論之一。精品資料6能源形勢分析百年(bǎinián)原油在造就了人類繁榮的同時，也形成了人類對其過分依賴的局面。目前中國對原油的依存度已達(dá)到50%，這樣就構(gòu)成了國家能源的安全問題。后石油時代——原油價格飚升——對世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展引發(fā)了一系列的負(fù)面效應(yīng)——通貨膨脹，經(jīng)濟(jì)危機(jī)等?？茖W(xué)技術(shù)在未來能源（太陽能、氫能等）的利用方面顯得蒼白無力。選擇主導(dǎo)能源的五大要素：①資源量②技術(shù)水平③生產(chǎn)成本④投資能力⑤環(huán)境容量（CO2排放）。煤炭再次作為主導(dǎo)能源的可能性：煤化工正悄然提高了身價，人們開始重新認(rèn)識其歷史地位與作用。精品資料7最新能源構(gòu)成信息2006年中國化石能源資源基礎(chǔ)儲量構(gòu)成：煤96.7%；油1.6%；氣1.7%。2006年中國可再生資源量：

水力6.94億kwh；風(fēng)能10億kwh；太陽能10.9億kwh；地?zé)崮?3億tce；生物質(zhì)能5億tce。2006年世界化石能源資源探明(tànmínɡ)可采儲量及構(gòu)成：煤炭57.2%；石油21.1%；天然氣21.7%。——《中國統(tǒng)計年鑒2007》2006年世界能源消費構(gòu)成：石油35.80%；煤炭28.40%；天然氣23.70%；水電6.30%；核能5.80%?！妒澜缒茉唇y(tǒng)計年評2007》2006年中國能源消費構(gòu)成：石油18.3%；煤炭69.5%；天然氣3.4%；水電、核電、風(fēng)電8.8%?！?007年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》精品資料8（1）煤制油技術(shù)分類（2）直接(zhíjiē)液化（3）間接液化（4）甲醇－MTG（5）煤基多聯(lián)產(chǎn)及氫能精品資料9組成性質(zhì)C（%）H（%）O（%）N（%）S（%）發(fā)熱量MJ/kg礦物%水分%煤60-753-43-150.5-1.00.2-320.9813石油83-8710-140.5-1.60.1-1.70.5-341.8很少脫水煤的氫碳比約0.7，石油約1.5～1.7；煤結(jié)構(gòu)以縮合芳香烴為主，石油以脂肪烴為主煤中含較多雜原子(yuánzǐ)，水分、礦物質(zhì)較多煤是固體，石油是粘稠液體（1）煤制油技術(shù)(jìshù)分類精品資料10（1）煤制油技術(shù)(jìshù)分類煤直接(zhíjiē)液化間接液化干餾液體燃料汽油MTG燃料、化工品燃料、化工品精品資料11（2）直接(zhíjiē)液化油煤漿制備加氫液化450OC，20MPa分離單元

催化劑

制氫

循環(huán)溶劑

殘渣

煤制備

加氫精制

油品化工品CO2、CO加氫熱解精品資料12始于上一世紀(jì)20年代，工業(yè)化于30～40年代1943年，德國總規(guī)模達(dá)到423萬t/a，戰(zhàn)后停止二戰(zhàn)后新技術(shù)持續(xù)開發(fā)70年代新工藝開發(fā)高潮(gāocháo)，2000年前后停止目前全球沒有工業(yè)化生產(chǎn)（2）直接(zhíjiē)液化精品資料13

開發(fā)國工藝名稱開發(fā)時間形成規(guī)模 技術(shù)特點 德國Betgirs法 1921 5t/d 試驗(shìyàn)裝置 德國IG1935~3912套，42.3Mt/a70MPa英國I.C.I 1929 100t/d 煙煤，70MMP 日本 中國 19363.3萬t煤/a 試驗(shìyàn)工廠 美國C.C.C1952300t煤/d 30-40Mpa德國 IGOR1981-87200t煤/d 470°、30Mpa 美國H-Coal1979-82600t煤/d 工業(yè)試驗(shìyàn)廠 日本 NEDOL 1996 150t煤/d 17~20Mpa前蘇ST-S1986~907t煤/d 低壓法 中國 NEDOL19820.1t煤/d 小型連續(xù)試驗(shìyàn)裝置 （2）直接(zhíjiē)液化精品資料14國內(nèi)從70年代(niándài)末開始研究，國際合作－國內(nèi)研發(fā)，催化劑開發(fā)，建成2套0.1t/d工藝研發(fā)裝置,一套加氫裝置。（2）直接(zhíjiē)液化精品資料151979年～1996年：國家支持下，進(jìn)行了50多種中國煤種評價，篩選了十幾種適宜直接液化的礦點。掌握了中國煤炭應(yīng)用(yìngyòng)于直接液化的基本特性和規(guī)律。也有進(jìn)一步擴(kuò)展的潛力。（2）直接(zhíjiē)液化精品資料161996－2000年完成中美、中德、中日合作3個百萬噸級工廠預(yù)可行性研究2000年后神華(shénhuá)示范工程工藝優(yōu)化研究（863計劃），高催化劑開發(fā)、應(yīng)用（863計劃）CDCL工藝開發(fā)基礎(chǔ)研究（973基礎(chǔ)研究）特點由跟蹤研究和技術(shù)儲備轉(zhuǎn)入目標(biāo)研究和技術(shù)發(fā)展研究；針對中國建設(shè)示范工程進(jìn)行前期工作（2）直接(zhíjiē)液化精品資料1721＃催化劑SEM照片(zhàopiàn)36＃催化劑SEM照片(zhàopiàn)“十五863”高效催化劑研究，成果擬用于神華工業(yè)示范。

（2）直接液化精品資料18國家科技部“863”支持項目神華(shénhuá)煤直接液化新工藝6t/d工藝開發(fā)裝置高效催化劑（2）直接(zhíjiē)液化精品資料19神華1Mt/a示范工程：2002年8月批準(zhǔn)可研2004年8月25日開工儀式(yíshì)神華煤直接液化工藝高效催化劑神華神東礦區(qū)一期工程1Mt/a×3（2）直接(zhíjiē)液化精品資料20關(guān)于技術(shù)問題已經(jīng)有近80年研發(fā)歷史直接液化工藝技術(shù)是成熟的大規(guī)模工程開發(fā)，工業(yè)示范運(yùn)行，工程技術(shù)能力高壓煤漿泵、減壓閥等關(guān)鍵設(shè)備工藝優(yōu)化，適合中國煤特點(tèdiǎn)技術(shù)國內(nèi)外最具實力的研發(fā)隊伍（2）直接(zhíjiē)液化精品資料21消耗(xiāohào)與產(chǎn)品質(zhì)量（2）直接(zhíjiē)液化汽油：<0.08%90、93、97<40<35----輕柴油：<0.2%------------45

辛烷值

芳烴

烯烴

十六烷值產(chǎn)品<0.0005%100<40<2545～50

含硫

原料消耗水消耗發(fā)動機(jī)燃料轉(zhuǎn)化效率（t煤/t產(chǎn)品）（t原水/t產(chǎn)品）（％）（％）3～47>8558％～60％精品資料22關(guān)于經(jīng)濟(jì)性問題原料煤：按中國礦區(qū)的煤炭價格產(chǎn)品：發(fā)動機(jī)燃料油按國際原油30～35美元/桶化工產(chǎn)品按中國國內(nèi)近年(jìnnián)平均價政策：不享受經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠政策經(jīng)濟(jì)性有待工業(yè)示范(shìfàn)驗證

（2）直接液化精品資料23關(guān)于原料(yuánliào)煤消耗中國查明煤炭資源儲量1.02萬億噸，有大量可供使用的適宜原料(yuánliào)煤（特別是西部煤炭資源）按照4噸原燃料煤生產(chǎn)1噸液化油，如形成2000萬噸產(chǎn)能，需要消耗煤炭約8000萬噸2020年全國煤炭消費量可能達(dá)到約30億噸，直接液化用煤僅占2.7％（2）直接(zhíjiē)液化精品資料24關(guān)于產(chǎn)業(yè)(chǎnyè)發(fā)展2010年前建成100萬噸/年工業(yè)示范工程完成中國新工藝（CDCL工藝）開發(fā)基礎(chǔ)研究逐步形成國內(nèi)工程設(shè)計、管理、施工能力設(shè)備開發(fā)并逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化2010～2020年后是中國煤直接液化產(chǎn)業(yè)(chǎnyè)化發(fā)展重要時期神華100萬噸工業(yè)示范工程對今后技術(shù)及產(chǎn)業(yè)(chǎnyè)發(fā)展至關(guān)重要

（2）直接液化精品資料25產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地設(shè)想：新疆(xīnjiānɡ)伊犁云南先鋒內(nèi)蒙古錫林郭勒甘肅窯街等（2）直接(zhíjiē)液化精品資料26（3）間接(jiànjiē)液化煤氣化爐鍋爐蒸汽空分氧氣粗煤氣CO、H2凈化變換F－T合成加氫提質(zhì)合成油化工品發(fā)動機(jī)燃料精品資料27（3）間接(jiànjiē)液化按技術(shù)條件，劃分為高溫合成（350℃）和低溫合成（250℃）按合成反應(yīng)器，劃分為漿態(tài)床、固定流化床、循環(huán)(xúnhuán)流化床、固定床等按原料，有天然氣、煤等

產(chǎn)品高溫合成低溫合成萬t/a％萬t/a％石腦油75.830.835.614.4聚丙烯82.933.837.515.3a-烯烴24.39.9－－柴油19.78.0128.152.1汽油10.34.210.34.2LPG13.55.524.510.0其它19.27.89.84.0合計245.7100245.8100精品資料28南非沙索公司：20世紀(jì)50年代開始，70年代末擴(kuò)大，形成世界最大的煤制油工廠，處理煤炭4590萬/a，油品產(chǎn)量760萬t/a，60％為發(fā)動機(jī)燃料，供應(yīng)南非國內(nèi)32％市場(shìchǎng)，化工品向90多個國家出口。三個工廠，96臺氣化爐。（3）間接(jiànjiē)液化

Shell公司的SMDS合成技術(shù)

精品資料29山西煤化所低溫漿態(tài)床合成技術(shù)，鐵系催化劑，700t/a級試驗平臺，完成4000多小時考核運(yùn)行，柴油(cháiyóu)餾分70％，十六烷值達(dá)到70成立中科煤制油公司3個十六萬噸示范工廠建設(shè)，神華、山西潞安、內(nèi)蒙伊泰（3）間接(jiànjiē)液化精品資料30兗礦集團(tuán)：2003年－2004年建成5000噸/年低溫漿態(tài)床FT合成中試裝置與鐵系催化劑制備裝置，2004年11月26日完成(wánchéng)4706小時連續(xù)平穩(wěn)考核運(yùn)行，合成產(chǎn)品以柴油為主（70％以上，十六烷值70）；2005年1月29日通過鑒定，同年年底啟動百萬噸級工業(yè)化示范工程，目前前期論證階段（3）間接(jiànjiē)液化精品資料31由南非引進(jìn)技術(shù)，示范工程中國西部：神華集團(tuán)：陜西,榆林(yúlín),3Mt/a寧煤集團(tuán)：寧夏,3Mt/a

2005年完成初步可行性研究，正在進(jìn)一步可行性研究；神華與寧煤重組。（3）間接(jiànjiē)液化精品資料32關(guān)于技術(shù)(jìshù)問題國外有50多年的工業(yè)化歷史國內(nèi)正在開發(fā)中大規(guī)模工程開發(fā)，工業(yè)示范運(yùn)行，工程技術(shù)(jìshù)能力工藝優(yōu)化，適合中國市場需求國內(nèi)外最具實力的研發(fā)隊伍（3）間接(jiànjiē)液化精品資料33（3）間接(jiànjiē)液化輕柴油：<0.2%------------45

辛烷值

芳烴

烯烴十六烷值(shíliùwánzhí)產(chǎn)品柴油070

含硫

原料消耗水消耗發(fā)動機(jī)燃料轉(zhuǎn)化效率（t煤/t產(chǎn)品）（t原水/t產(chǎn)品）（％）（％）4～610～1260～7540～42煤液化可以得到優(yōu)質(zhì)、潔凈的液體燃料及其它化工產(chǎn)品精品資料34關(guān)于經(jīng)濟(jì)性問題，與直接液化相近與產(chǎn)品(chǎnpǐn)結(jié)構(gòu)及市場價格關(guān)聯(lián)緊密原油價格關(guān)系，高油價下有較好的經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)性有待工業(yè)示范(shìfàn)驗證

（3）間接液化精品資料35關(guān)于原料煤消耗煤種、煤質(zhì)主要取決于氣化技術(shù)的匹配和選擇按照6噸原燃料煤生產(chǎn)1噸合成產(chǎn)品，如形成3000萬噸產(chǎn)能，需要消耗煤炭約1.8億噸2020年全國煤炭消費量可能達(dá)到(dádào)約30億噸，煤制油5000萬噸規(guī)模，合計用煤2.6億噸，占8.7％中國目前用煤水平，采取節(jié)能減排技術(shù)，節(jié)煤潛力3億噸以上（3）間接(jiànjiē)液化精品資料362010年后進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與煤氣化技術(shù)發(fā)展水平相關(guān)聯(lián)在水資源、煤資源等條件較好的地區(qū)(dìqū)發(fā)展與直接液化形成補(bǔ)充，建設(shè)中國煤制油產(chǎn)業(yè)基地（3）間接(jiànjiē)液化精品資料37（4）甲醇(jiǎchún)－MTG煤氣化爐鍋爐(guōlú)蒸汽空分氧氣粗煤氣CO、H2凈化變換甲醇合成脫水甲醇

汽油烯烴二甲醚烴合成

水精品資料38（4）甲醇(jiǎchún)－MTG美國Mobil的MTG合成技術(shù)1986年在新西蘭建成57萬噸天然氣合成油工廠山西晉城煤業(yè)集團(tuán)(jítuán)10萬噸MTG工業(yè)示范Luigi公司開發(fā)了新的甲醇轉(zhuǎn)化汽油工藝，采用一個MTG反應(yīng)器精品資料39（4）甲醇(jiǎchún)－MTG項目條件固定床流化床工藝MTG反應(yīng)器入口溫度/℃360413MTG反應(yīng)器出口溫度/℃412413反應(yīng)壓力/MPa2.170.275對甲醇產(chǎn)率烴類43.6643.5水56.1556.0CO、CO2、H2及其它0.190.3汽油含烷基化由C+579.960.0產(chǎn)率/%（占烴類）85.088.0辛烷值9596精品資料40煤鍋爐蒸汽輪機(jī)蒸汽(zhēnɡqì)發(fā)電機(jī)（5）煤基多(jīduō)聯(lián)產(chǎn)及氫能常規(guī)燃煤發(fā)電精品資料41蒸汽輪機(jī)煤氣化爐煤氣凈化燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)煤氣發(fā)電機(jī)

蒸汽

蒸汽變換合成燃料，化工品多聯(lián)產(chǎn)氫分離燃料電池氫CO2隔離氫能及近零排放（5）煤基多(jīduō)聯(lián)產(chǎn)及氫能精品資料42美國Vision21的虛擬能源工廠（5）煤基多(jīduō)聯(lián)產(chǎn)及氫能精品資料43（5）煤基多(jīduō)聯(lián)產(chǎn)及氫能參與美國(měiɡuó)煤基近零排放新能源技術(shù)系統(tǒng)開發(fā)中國“十五”期間啟動甲醇－燃?xì)獍l(fā)電示范工程“十