煤加氫液化的研究報(bào)告進(jìn)展

1、- .-. -可修編- . z.第一章 開展煤炭直接液化技術(shù)的意義直接液化：將煤在較高溫度400以上、和壓力10MPa以上，下與氫反響使其降解和加氫，從而轉(zhuǎn)化為液體油類的工藝，故又稱加氫液化。1.煤炭與石油是世界圍最主要的能源, 被視為工業(yè)的糧食和血液, 占世界一次能源消費(fèi)的67%,其中石油占40.1 %,煤炭占27.2 %。但在世界圍,煤炭資源比石油資源要豐富得多;1994 年底,世界煤炭的探明可采儲(chǔ)量為1043.86 Gt,煤炭總產(chǎn)量為4.45Gt/a ,儲(chǔ)采比235;而世界石油的探明可采儲(chǔ)量為137.3G t ,原油總產(chǎn)量為3.21Gt/a ,儲(chǔ)采比為42?？梢? 世界一次能源的資源構(gòu)造

2、與消費(fèi)構(gòu)成之間比例失調(diào), 即儲(chǔ)量較低的石油消費(fèi)比例過大。同時(shí), 隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng), 尤其是開展中國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng), 將使石油的消費(fèi)比例進(jìn)一步增加,從而使一次能源的資源構(gòu)造與消費(fèi)構(gòu)成之間的矛盾更加突出。在世界煤炭探明可采儲(chǔ)量中, 可用于直接液化的次煙煤和褐煤總儲(chǔ)量在500Gt 以上, 液化后相當(dāng)于石油資源250Gt 左右, 是現(xiàn)有石油探明可采儲(chǔ)量的近2倍。因此, 開展煤炭直接液化技術(shù)具有全球戰(zhàn)略意義。2.我國(guó)是開展中國(guó)家, 經(jīng)濟(jì)的高速開展舉世矚目,煤炭與石油占一次能源消費(fèi)的92% 以上, 其中煤炭占75%, 石油占17.4 %隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步高速增長(zhǎng), 一次能源消費(fèi)中石油的消費(fèi)比例將快速

3、增加。然而總體上說, 我國(guó)是個(gè)富煤貧油的國(guó)家, 到1994 年底, 累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為3.3Gt,1994 年原油開采量為145 Mt ,儲(chǔ)采比小于23。目前, 我國(guó)已從石油出口國(guó)轉(zhuǎn)變成了石油進(jìn)口國(guó),1995 年凈進(jìn)口油量達(dá)10 Mt 以上。預(yù)計(jì)到2000 年, 國(guó)石油總需求量將到達(dá)20Mt /a 以上, 而總供給量只能到達(dá)1Mt/a ,缺口將達(dá)30 50 Mt/a 以上。因此, 石油短缺在我國(guó)已經(jīng)成可回避的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí), 尋求石油代用品已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)的煤炭資源要比石油豐富得多, 到1994 年底, 已經(jīng)探明的煤炭保有儲(chǔ)量大于l000 Gt,可采儲(chǔ)量114SGt。十多年來的研究說明,可

4、用于煤炭直接液化的資源超過200Gt , 液化后相當(dāng)于石油資源1OOGt左右。所以說煤炭直接液化技術(shù)是解決我國(guó)石油供需矛盾的重要途徑, 開展煤炭直接液化技術(shù)不僅具有十清楚顯的戰(zhàn)略意義, 而且具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。3.煤加氫是煤十分重要的化學(xué)反響，是研究煤的化學(xué)構(gòu)造與性質(zhì)的主要方法之一，同時(shí)也是具有開展前途的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)。煤加氫液化分輕度加氫和深度加氫兩種。煤加氫可制取干凈的液體燃料，煤加氫脫灰，脫硫制取溶劑精制煤，以及制取構(gòu)造復(fù)雜和有特殊用途的化工產(chǎn)品，煤加氫還可改善煤質(zhì)等。 4 煤炭通過脫碳和加氫，可以轉(zhuǎn)化成液體燃料，其中一種方法是焦化和熱解，另外一種方法是液化。煤炭液化是將煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化

5、成干凈的便于運(yùn)輸和使用液體烴類燃料主要產(chǎn)品、化學(xué)品或化工原料的一種先進(jìn)的干凈煤技術(shù)。煤的液化可以分為直接液化和間接液化兩類。通過液化不僅可以生產(chǎn)汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料，還可以提取苯、二甲苯，也可以生產(chǎn)制造多種烯烴以及含氧有機(jī)化合物的原料。隨著石油儲(chǔ)量的逐步減少和經(jīng)濟(jì)的快速開展，可以預(yù)見在未來的一定時(shí)期將需要代替性液體燃料，煤炭液化可作為代替性液體燃料的來源之一。5.煤加氫是煤十分重要的化學(xué)反響，是研究煤的化學(xué)構(gòu)造與性質(zhì)的主要方法之一，同時(shí)也是具有開展前途的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)。煤加氫液化分輕度加氫和深度加氫兩種。煤加氫可制取干凈的液體燃料，煤加氫脫灰，脫硫制取溶劑精制煤，以及制取構(gòu)造復(fù)雜和有特

6、殊用途的化工產(chǎn)品，煤加氫還可改善煤質(zhì)等。 由于自然界的煤炭資源遠(yuǎn)比石油豐富，石油的發(fā)現(xiàn)量逐年下降而開采量不斷上升，世界圍的石油短缺已經(jīng)顯現(xiàn)。近幾年中國(guó)原油加工量增加速度遠(yuǎn)高于自產(chǎn)原油增長(zhǎng)的幅度，2004年中國(guó)已成為世界第二大原油進(jìn)口國(guó)，到達(dá)1.2億t.利用液化技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和化工原料的工藝即將在中國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，加緊有關(guān)的研究和開發(fā)已成當(dāng)務(wù)之急。6.我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，累計(jì)探明保有儲(chǔ)量超過100000Mt，占世界儲(chǔ)量的1160，其中經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量約占30。煤炭在全國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的比例一直占70以上，在未來3050年，仍有可能保持在以上。充分利用我國(guó)豐富的煤炭資源，大力開發(fā)以煤液化制

7、油技術(shù)是緩解我國(guó)一次能源構(gòu)造中原油供給缺乏的措施。煤直接液化是在高溫和高壓下，借助于供氫溶劑和催化劑，使氫元素進(jìn)入煤及其衍生物的分子構(gòu)造，從而將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料或化工原料的先進(jìn)干凈煤技術(shù)。通過煤直接液化，不僅可以生產(chǎn)汽油、柴油、液化石油氣和噴氣燃料油，還可以提取BT*苯、甲苯、二甲苯及生產(chǎn)乙烯、丙烯等重要烯烴的原料。 7. 中國(guó)煤炭直接液化優(yōu)選煤種的煤質(zhì)特征和液化特性：中國(guó)是一個(gè)富煤貧油少氣的國(guó)家，而煤炭液化技術(shù)也將成為新型煤化工產(chǎn)業(yè)的重要方向之一，煤在應(yīng)對(duì)當(dāng)今石油供需矛盾和貫徹節(jié)能減排政策中，煤炭液化不僅具有重大的環(huán)保意義，而且具有保障能源平安的戰(zhàn)略意義。 炭通過脫碳和加氫，可以轉(zhuǎn)化成液體燃

8、料，其中一種方法是焦化和熱解，另外一種方法是液化。煤炭液化是將煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化成干凈的便于運(yùn)輸和使用液體烴類燃料主要產(chǎn)品、化學(xué)品或化工原料的一種先進(jìn)的干凈煤技術(shù)。煤的液化可以分為直接液化和間接液化兩類。通過液化不僅可以生產(chǎn)汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料，還可以提取苯、二甲苯，也可以生產(chǎn)制造多種烯烴以及含氧有機(jī)化合物的原料。隨著石油儲(chǔ)量的逐步減少和經(jīng)濟(jì)的快速開展，可以預(yù)見在未來的一定時(shí)期將需要代替性液體燃料，煤炭液化可作為代替性液體燃料的來源之一。第二章 煤加氫液化的機(jī)理2.1 煤炭液化原理 煤加氫液化的反響過程可分為兩個(gè)步驟: 第一步是通過加熱使煤的構(gòu)造單元之間的橋鍵斷裂,形成以單個(gè)構(gòu)造單元

9、為主體的自由基; 第二步是在催化劑的作用下通過加氫使自由基在溶劑中保持穩(wěn)定, 因此溶劑應(yīng)具有較好的重質(zhì)芳烴溶解性, 并能夠提供氫給自由基以阻止自由基聚合。另外, 通過加氫還可使各構(gòu)造單元繼續(xù)脫除氧、氮、硫等雜原子, 并使構(gòu)造單元進(jìn)一步裂解, 使芳烴局部飽和以降低相對(duì)分子質(zhì)量、提高氫碳原子比, 從而得到與石油餾分十分相似的低相對(duì)分子質(zhì)量的油品。煤液化所得的油品含有較多的雜原子及芳烴,一般還要經(jīng)過加氫精制或加氫裂化工藝才能得到合格的油品。2.1.1 煤的熱解當(dāng)溫度升至300以上時(shí)，煤受熱分解，即煤的大分子構(gòu)造中較弱的橋鍵開場(chǎng)斷裂，打碎了煤的分子構(gòu)造，從而產(chǎn)生大量的以構(gòu)造單元為基體的自由基碎片，自由

10、基的相對(duì)分子質(zhì)量在數(shù)百圍。 R-CH2-CH2-RRCH2+RCH22.1.2 對(duì)自由基碎片的供氫 自由基碎片是不穩(wěn)定的。它如能與氫結(jié)合就能變得穩(wěn)定，成為相 對(duì)分子質(zhì)量比原來的煤要低得多的初級(jí)加氫產(chǎn)物。不能與氫結(jié)合時(shí)，自由基 碎片則以彼此結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，相對(duì)分子質(zhì)量增加，變?yōu)槊航够蝾愃频闹刭|(zhì)產(chǎn)物。煤熱解自由基碎片的加氫：RCH2+RCH2+2HRCH3+RCH3 以及再縮聚反響：RCH2+RCH2RCH2-CH2R 2RCH2RCH2-CH2R 2RCH2RCH2-CH2R 反響中氫的來源有幾個(gè)方面： 1.溶解于溶劑中的氫在催化劑作用下變?yōu)榛钚詺錃錃庵械臍浞肿颖淮呋瘎┗罨?2.溶劑油提供

11、的或傳遞的氫供氫溶劑碳?xì)滏I斷裂產(chǎn)生的氫自由基； 3.煤本身可供給的氫煤分子中碳?xì)滏I斷裂產(chǎn)生的氫自由基 4.化學(xué)反響生成的氫如CO+H2OCO2+H2。 在煤的輕度液化中，所消耗的氫有相當(dāng)局部來自煤本身，一般要占40左右，所以在初級(jí)加氫過程中耗氫并不多，外來氫耗量占枯燥無灰基煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約2.采取以下措施對(duì)供氫有利：使用有供氫性能的溶劑；提高系統(tǒng)氫氣壓力；提高催化劑的活性；保持一定的H2S濃度等。 當(dāng)液化反響溫度提高，裂解反響加劇時(shí)，需要有相應(yīng)的供氫速度相配合，否則就有結(jié)焦的危險(xiǎn)。2.1.3 脫雜原子的反響煤中有機(jī)質(zhì)中的O、 N 、S等元素，稱為煤中的雜原子。雜原子在加氫條件下與氫反響，生成HO

12、、H2S、NH3等低分子化合物，使雜原子從煤中脫出。主要包括以下反響：1脫氧反響2脫硫反響 ( 3 ) 脫氮反響3.1.4 防止結(jié)焦的措施提高系統(tǒng)的氫的分壓；提高供氫溶劑的濃度；反響溫度不要太高；降低循環(huán)油中瀝青烯含量；縮短反響時(shí)間。2.1.5 煤加氫液化的反響產(chǎn)物 煤加氫液化后得到的并不是單一的產(chǎn)物，而是組成十分復(fù)雜的，包括氣、液、固三相的混合物。按照在不同溶劑中的溶解度不同，對(duì)液固相局部可以進(jìn)一步別離，其流程如下：煤加氫液化產(chǎn)物氣體液固相苯抽提苯可溶物苯不溶物加環(huán)乙烷或正乙烷吡啶或四氫呋喃抽提可溶物油可溶物前瀝青烯不溶物瀝青烯不溶物殘?jiān)鼒D2.1 液固相別離流程2.1.6煤加氫液化的反響歷程

13、1.煤不是組成均一的反響物 煤的組成是不均一的，既存在少量易液化的成分，也包含有一些極難液化的惰性組分，如絲質(zhì)組。所以把煤看作組成均一的反響物是有條件的，一般不符合客觀實(shí)際。2.反響以順序進(jìn)展為主 即反響產(chǎn)物的分子量由高到低，構(gòu)造從復(fù)雜到簡(jiǎn)單，出現(xiàn)的時(shí)間先后大致有一次序。3.前瀝青烯和瀝青烯是中間產(chǎn)物 它們的組成是不確定的，在不同反響階段，生成的瀝青烯和前瀝青烯肯定不同，由它們轉(zhuǎn)化成油的速率較慢，需活性較高的催化劑 4.逆反響即結(jié)焦反響也有可能發(fā)生 根據(jù)上述認(rèn)識(shí)；可將煤加氫液化的反響歷程表示如下：煤焦油和少量氣體瀝青烯前瀝青烯自由基碎片C1煤C2C3 根本不轉(zhuǎn)化圖2.2 反響歷程 上述反響歷程

14、中，C1是煤有機(jī)質(zhì)主體；C2是煤中低分子化合物；C3是惰性成分。上述反響歷程并不包括所有組分。2.2 煤直接液化工藝技術(shù) 煤炭的化學(xué)成分類似于石油, 是含氫少,雜質(zhì)多的固體燃料,可以通過在高溫高壓下的裂解、加氫和分解等過程, 直接轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。自20 世紀(jì)70 年代以來, 世界各國(guó)相繼研究開發(fā)了多種煤直接液化新工藝, 其中不少新工藝已開展到每天處理幾十噸至幾百噸的工業(yè)性試驗(yàn)裝置, 但由于80年代石油降價(jià), 各國(guó)均沒有進(jìn)展商業(yè)化煤液化裝置的建立。但我國(guó), 煤炭保有儲(chǔ)量遠(yuǎn)比石油豐富, 價(jià)格廉價(jià), 采用煤直接液化技術(shù)制取各種油品是一種比擬適合我國(guó)國(guó)情的能源途徑, 可以充分利用我國(guó)豐富的煤炭資源,

15、調(diào)整我國(guó)能源消費(fèi)構(gòu)造, 緩解石油進(jìn)口壓力。為加快我國(guó)煤直接液化工業(yè)化的步伐, 應(yīng)在充分了解和研究煤直接液化工藝的根底上, 合理地在工程中加以優(yōu)化和運(yùn)用, 降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn), 提高工業(yè)化裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。第三章 煤炭直接液化工藝簡(jiǎn)介 所謂煤炭直接液化, 是將經(jīng)過適當(dāng)處理的煤, 在高溫高壓下與氫發(fā)生催化反響, 從而使其轉(zhuǎn)化為液體油類(如汽油、柴油航空燃料)和其它化學(xué)品。因此煤炭直接液化又稱為煤炭加氫液化。一般情況下1t無水無灰基原料煤能轉(zhuǎn)化成。0.5t 液化產(chǎn)品油。 煤炭直接液化工藝簡(jiǎn)述如下: 把原料煤磨成細(xì)煤粉后和直接液化過程中產(chǎn)生的液化重油(循環(huán)溶劑)配成煤漿,然后在高溫(40

16、0450 )和高壓(2030MPa )下直接催化加氫, 再經(jīng)過別離和提質(zhì)加工便可得到汽油、柴油等液化產(chǎn)品油和其它化學(xué)品。整個(gè)液化工藝過程可分為以下4 個(gè)主要單元。 (1) 煤漿制備單元: 將原料煤破碎至 0.2m m以下并與溶劑、催化劑一起制成煤漿。 (2 ) 反響單元: 在高溫高壓下進(jìn)展催化加氫反響, 得到液化粗產(chǎn)品。(3) 別離單元: 將反響生成的殘?jiān)?、液化油及氣態(tài)產(chǎn)物別離開, 重油作為循環(huán)溶劑供配煤漿用。(4) 提質(zhì)加工單元: 將液化粗油加工成汽油柴油及航空煤油等產(chǎn)品。3.1煤直接液化工藝技術(shù)的工程應(yīng)用探討 我國(guó)的煤直接液化工業(yè)化方案已經(jīng)得到了政府的批準(zhǔn), 煤直接液化工程的啟動(dòng)和實(shí)施,

17、將率先在世界上實(shí)現(xiàn)煤直接液化工業(yè)化的目標(biāo)。鑒于目前世界上還沒有一套采用煤直接液化新工藝的商業(yè)化示裝置建成運(yùn)轉(zhuǎn), 因此需要在充分消化吸收國(guó)外先進(jìn)工藝技術(shù)和借鑒工業(yè)試驗(yàn)裝置經(jīng)歷的根底上, 深人探討, 以到達(dá)工藝流程的優(yōu)化和工程設(shè)計(jì)的合理化。 從各種典型工藝流程特點(diǎn)上看, 循環(huán)溶劑貫穿煤直接液化的各個(gè)流程單元,在整個(gè)工藝流程中起著非常重要的作用。循環(huán)溶劑是從液化產(chǎn)物中分出的組分,經(jīng)過加氫穩(wěn)定后使其具有了供氫能力,同時(shí)循環(huán)溶劑也作為新鮮煤的制漿介質(zhì),經(jīng)過預(yù)熱升溫后又回到液化反響局部, 直接或間接地參與了液化反響。選擇適宜的循環(huán)溶劑可以很好地溶解溶脹、稀釋分散煤粒, 使氣、液、固三相反響系統(tǒng)處于一個(gè)相對(duì)

18、均勻的體系, 對(duì)于油煤漿的輸送、預(yù)熱和煤的熱裂解反響、加氫反響及抑制結(jié)焦都是有利的。H T I 工藝采用局部溶劑加氫, 將液化反響產(chǎn)物中的重質(zhì)組分盡可能地返回作為溶劑使用, 循環(huán)溶劑中的重質(zhì)組分含量高, 并含有固體殘?jiān)痛呋瘎?。使用這種溶劑的優(yōu)點(diǎn)是: (1) 通過將含有局部催化劑和未轉(zhuǎn)化煤的重組分循環(huán), 為煤漿配制局部補(bǔ)充催化劑, 降低新鮮催化劑的用量; (2) 通過局部重組分的循環(huán)轉(zhuǎn)化, 可獲得較高的液化油收率;(3) 局部溶劑加氫, 穩(wěn)定加氫的處理量較小, 投資少。缺點(diǎn)是溶劑性質(zhì)較差, 配制的煤漿粘度過高,增加了煤漿輸送的難度。3.2 單元的流程選擇與設(shè)計(jì)原則3.2.1 煤漿配制單元 煤漿

19、配制單元的作用是將煤粉、催化劑和來自別離單元的循環(huán)溶劑充分混合、脫水, 并經(jīng)升溫、升壓后為反響局部提供混合均勻的煤漿原料。各種煤液化工藝的煤漿配制要求及流程根本一樣, 工藝步驟主要包括煤漿配制、輸送和預(yù)熱過程。對(duì)流程進(jìn)展合理的安排與設(shè)計(jì)需要從煤漿的特點(diǎn)、流動(dòng)狀態(tài)及能量?jī)?yōu)化等方面進(jìn)展考慮。煤漿配制 熱油溶劑與催化劑和煤粉直接混合時(shí), 會(huì)有水蒸氣、溶劑蒸汽和夾帶的一些煤粒釋放出來。對(duì)于采用合成膠體催化劑的H T I 工藝, 由于催化劑含水量大, 這個(gè)問題更加突出。如果流程設(shè)計(jì)不合理, 就可能造成在煤漿配制罐中的暴沸現(xiàn)象, 顆粒微細(xì)的干煤粉很難與循環(huán)溶劑混合均勻, 導(dǎo)致煤粉結(jié)塊, 反響轉(zhuǎn)化率將無法保

20、證, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞管線和煤漿預(yù)熱系統(tǒng), 導(dǎo)致裝置無常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外, 水蒸氣如果上升到煤粉進(jìn)料系統(tǒng), 可能造成干煤粉潤(rùn)濕結(jié)團(tuán), 無法靠重力實(shí)現(xiàn)煤粉的進(jìn)料。(2 ) 煤漿的輸送 制備的油煤漿一般含煤粉40 % 50 % , 如此大量固體顆粒存在的煤漿輸送對(duì)管線和設(shè)備提出了比擬苛刻的要求, 流程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少煤漿對(duì)管線的沖蝕和防止煤漿在輸送過程中的沉淀和堵塞。當(dāng)煤漿流速過高時(shí), 流體的湍流程度加大, 煤漿中固體顆粒對(duì)管壁造成沖蝕和磨損的程度也比擬大, 尤其是在流動(dòng)方向改變時(shí)更為嚴(yán)重; 流速過低, 會(huì)造成固體顆粒在管線中的沉積和堵塞。因此煤漿流速需控制在一個(gè)適宜的圍。在易發(fā)生固體沉積和堵塞的部位, 如

21、低壓煤漿泵人口處可增設(shè)循環(huán)線適當(dāng)提高介質(zhì)流速。另外, 優(yōu)化配管設(shè)計(jì), 盡量減少?gòu)濐^數(shù)量, 采用大半徑的轉(zhuǎn)向彎頭, 在易發(fā)生沖蝕的部位增加襯等也是在工程設(shè)計(jì)中比擬有效的手段。(3 ) 煤漿的預(yù)熱 煤漿的預(yù)熱局部主要包括煤漿換熱器和煤漿加熱爐。煤漿預(yù)熱局部的換熱流程存在較大的優(yōu)化余地。一方面, 低溫的煤漿需要吸收大量的熱量升溫到適宜的反響溫度; 另一方面, 高溫的液化反響產(chǎn)物又需要降溫冷卻釋放出大量的熱量。這局部能量的合理利用, 可以在很大程度上降低裝置的能耗。為減少煤漿換熱的難度, 防止換熱器堵塞和提高傳熱膜系數(shù), 需采用特殊構(gòu)造的換熱器, 將混合了氫氣后的煤漿與高溫別離器分出的熱油氣換熱。采用

22、煤漿換熱器后, 煤漿加熱爐的負(fù)荷可以降低50 % 以上。3.2.2 煤液化反響單元 煤液化反響單元的重點(diǎn)是液化反響器。從反響器形式上看,H T I 工藝采用的懸浮床全返混的反響器, 底部裝有循環(huán)泵, 可以提高反響器液相的流速和氣一液一固三相間的傳熱、傳質(zhì)速率, 可以有效地解決反響器的固體顆粒沉降結(jié)焦、局部過熱和反響器大型化所帶來的問題, 不需要像IG O R 十和N E D O L 工藝中采用的鼓泡床那樣, 依靠向反響器注人冷氫來控制反響器溫度分布。這種反響器在煤液化工程中具有一定優(yōu)勢(shì), 但要特別注意防止因反響器循環(huán)泵的堵塞、磨蝕和發(fā)生氣阻而造成停泵。無論采用哪種反響器, 其設(shè)計(jì)都要保證煤漿反

23、響物在反響器的適宜的停留時(shí)間, 以保證煤液化反響的轉(zhuǎn)化率。煤漿在反響器中的停留時(shí)間與反響器的氣體滯留系數(shù)有關(guān), 即與反響器的空塔氣速和煤漿在反響器的空塔速度有關(guān)。采用適宜的空塔氣速和煤漿速度, 降低反響器的氣體滯留系數(shù), 可以提高反響器的有效液相反響空間, 提高反響器的利用率, 降低反響器的投資。煤液化反響器一般采用兩級(jí)串聯(lián)的方式。由于第一級(jí)液化反響器的轉(zhuǎn)化率比擬高, 氫耗大, 因此在第二級(jí)反響器人口必須補(bǔ)充大量的氫氣提高氫分壓, 第二級(jí)反響器的人口溫度可通過調(diào)節(jié)氫氣的換熱溫度來控制。3.2.3 穩(wěn)定加氫單元 對(duì)液化油進(jìn)展穩(wěn)定加氫的目的是局部飽和液化粗油中的芳烴, 為煤液化單元生產(chǎn)合格的供氫溶

24、劑, 同時(shí)飽和烯烴和脫除S、N 、0 等雜質(zhì)以改善煤液化油的穩(wěn)定性, 并為下游的深度加氫改質(zhì)裝置提供原料。穩(wěn)定加氫單元從流程上可以采用離線或在線兩種形式。3.2.4 液化油別離單元 液化油別離單元主要作用是將反響生成的殘?jiān)⒁夯?、反響生成氣別離開, 重油作為循環(huán)溶劑配煤漿用。其中的高溫別離和固液別離是兩個(gè)關(guān)鍵步驟。 (l) 高溫別離 高溫別離是將煤液化產(chǎn)物在別離器中進(jìn)展閃蒸, 別離出含氫氣體和輕質(zhì)油組分, 含固體的重質(zhì)局部在高溫下送至分餾局部進(jìn)一步別離。反響產(chǎn)物高溫別離器的操作條件與反響器根本一樣, 而氫氣已從別離器頂局部出, 別離器底部的液固相中只含有少量的溶解氫, 該環(huán)境易造成別離器底部

25、結(jié)焦和固體沉積。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取較短的停留時(shí)間, 并將別離器的底部設(shè)計(jì)成錐體,減少固體掛壁結(jié)焦的可能性。國(guó)外也有采用冷氫攪動(dòng)和降溫的方法, 將高溫別離器的溫度降至4 10 以下, 但對(duì)于有反響器外循環(huán)的懸浮床反響器,不能采用這種方式解決結(jié)焦問題。有效防止高溫別離器結(jié)焦和固體沉積, 可以明顯提高別離器底部減壓閥的使用壽命。另外, 高溫別離器上部需設(shè)置破沫網(wǎng)或液體別離器, 盡量減少高溫氣相中霧沫攜帶量, 降低下游設(shè)備的操作苛刻度。 (2 ) 固液別離 煤液化產(chǎn)物中含有液化殘?jiān)? 主要是未轉(zhuǎn)化的煤的有機(jī)體、無機(jī)礦物質(zhì)及加人的催化劑。為了得到純潔的液化油, 必須把它們從液化油中別離出去。3.3.典型的煤

26、液化工藝技術(shù) 煤直接液化工藝的主要過程是把煤先磨成粉,再和自身產(chǎn)生的液化重油(循環(huán)溶劑)配成煤漿, 在高溫(430 470 ) 和高壓(15 30MPa )下直接加氫, 將煤轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。整個(gè)過程可分成4 個(gè)主要工藝單元:(1) 煤漿制備單元: 將煤破碎至小于0.2 mm以下, 并與溶劑、催化劑一起制成煤漿;(2 ) 反響單元: 煤在高溫、高壓的反響器進(jìn)展加氫反響, 生成液體產(chǎn)物;(3) 別離單元: 將反響生成的殘?jiān)?、液化油、反響生成氣別離;(4) 穩(wěn)定加氫單元: 液化油加氫, 提供供氫溶劑, 并使液化油加氫穩(wěn)定。第四章 國(guó)外工藝的進(jìn)展4.1國(guó)外開展情況 煤炭直接液化技術(shù)始于本世紀(jì)初。191

27、3年, 德國(guó)的柏吉烏斯(Bergius )首先研究了煤的高壓加氫技術(shù), 為煤炭直接液化奠定了根底, 在世界上第一個(gè)獲得了煤炭直接液化專利。1927 年, 德國(guó)在萊那(Le un a) 建立了世界上第一個(gè)煤炭直接液化廠, 規(guī)模10萬t/a 。1936 一1943 年, 先后有l(wèi)1套煤炭直接液化裝置建成投產(chǎn)。到1944 年, 德國(guó)煤炭直接液化的總生產(chǎn)能力已到達(dá)4.23Mt/ a 。當(dāng)時(shí)的液化反響溫度為470 , 反響壓力為70MPa 。在第二次世界大戰(zhàn)前后, 法國(guó)、意大利、朝鮮和我國(guó)東北也相繼建起了煤或煤焦油加氫工廠。 50年代以后, 中東地區(qū)大量廉價(jià)石油的開發(fā),使煤炭直接液化失去了競(jìng)爭(zhēng)能力和繼續(xù)

28、存在的必要。美國(guó)在這段時(shí)間, 利用從德國(guó)獲取的研究資料、人員和設(shè)備, 做了大量的根底研究工作。 1973 年后, 由于中東戰(zhàn)爭(zhēng), 西方世界發(fā)生了一場(chǎng)能源危機(jī), 煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)研究又開場(chǎng)活潑起來。德國(guó)、美國(guó)、日本等主要工業(yè)興旺國(guó)家, 在原有根底上相繼研究開發(fā)了一些煤炭直接液化新工藝, 其局部研究工作的重點(diǎn)是降解反響條件, 即降低反響壓力, 從而到達(dá)降低煤液化油生產(chǎn)本錢的目的。不少國(guó)家已相繼完成了中試廠的建立和試驗(yàn), 為建立大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)廠打下了根底。較有代表意義的是德國(guó)的2oot/d 新IG 二段液化(IGOR) 工藝, 美國(guó)的600t/d 氫煤法(H一Coal) 工藝和日本的150t/d NED

29、OL工藝。4.1.1.德國(guó)IGOR工藝1981年，德國(guó)魯爾煤礦公司和費(fèi)巴石油公司對(duì)最早開發(fā)的煤加氫裂解為液體燃料的柏吉斯法進(jìn)展了改良，建成日處理煤200噸的半工業(yè)試驗(yàn)裝置，操作壓力由原來的70兆帕降至30兆帕，反響溫度450480；固液別離改正濾、離心為真空閃蒸方法，將難以加氫的瀝青烯留在殘?jiān)袣饣茪?，輕油和中油產(chǎn)率可達(dá)50%。工藝特點(diǎn)：把循環(huán)溶劑加氫和液化油提質(zhì)加工與煤的直接液化串聯(lián)在一套高壓系統(tǒng)中，防止了分立流程物料降溫降壓又升溫升壓帶來的能量損失，并在固定床催化劑上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的損失量降到最小。投資可節(jié)約20%左右，并提高了能量效率。(1) 反響條件為: 溫度470

30、 , 壓力30MPa ;(2 )液化反響和液化油加氫精制在一個(gè)高壓系統(tǒng)進(jìn)展, 可一次得到汽、柴油等產(chǎn)品,操作本錢和設(shè)備投資較低; (3)環(huán)溶劑采用加氫油,供氫性能好,煤液化轉(zhuǎn)化率高。 4.1.2.日本的NEDOL工藝19781983年，在日本政府的倡導(dǎo)下，日本鋼管公司、住友金屬工業(yè)公司和三菱重工業(yè)公司分別開發(fā)了三種直接液化工藝。所有的工程是由新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)NEDO負(fù)責(zé)實(shí)施的。1983年，所有的液化工藝以日產(chǎn)0.12.4t不同的規(guī)模進(jìn)展了試驗(yàn)。新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)不再對(duì)每個(gè)工藝單獨(dú)支持，相反將這三種工藝合并成NEDOL液化工藝，主要對(duì)次煙煤和低階煙煤進(jìn)展液化。有20家公司合并組成了日本煤油，負(fù)

31、責(zé)設(shè)計(jì)、建造和經(jīng)營(yíng)一座250噸/天規(guī)模的小型試驗(yàn)廠。但是，該工程于1987年由于資金問題*擱置。一座1t/d的工藝支持單元PSU按方案于1988年安裝投產(chǎn)，工程總投資3000萬美元，由于各種原因該工程進(jìn)展的斷斷續(xù)續(xù)。1988年，該工程被重新規(guī)劃，中試規(guī)模液化廠的生產(chǎn)能力被重新設(shè)計(jì)為150t/d。新廠于1991年10月在鹿島開工，于1996年初完工。 從1997年3月1998年12月，日本又建成了5座液化廠。這5座液化廠對(duì)三種不同品種的煤印度尼西亞的TanitoHarum煤和Adaro煤以及日本的Ikeshima煤進(jìn)展了液化，沒有太大問題。液化過程獲得了許多數(shù)據(jù)和結(jié)果，如80天連續(xù)加煤成功運(yùn)轉(zhuǎn)，

32、液化油的收率到達(dá)58wt%干基無灰煤，煤漿的濃度達(dá)50%，累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間為6200小時(shí)。 日本NEDOL的特點(diǎn)是: (1) 循環(huán)溶劑采用預(yù)加氫, 催化劑為合成硫化鐵, 反響條件溫和, 溫度430 460 , 壓力17 20MPa ; (2 )輕油產(chǎn)率較高。4.1.3.美國(guó)HTI工藝 該工藝是在兩段催化液化法和HCOAL工藝基 礎(chǔ)上開展起來的，采用近十年來開發(fā)的懸浮床反響器和HTI擁有專利的鐵 基催化劑。工藝特點(diǎn)：反響條件比擬緩和，反響溫度420450，反響 壓力17兆帕；采用特殊的液體循環(huán)沸騰床反響器，到達(dá)全返混反響器模式；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；在高溫別離

33、器后面串聯(lián)有在線加氫固定床反響器，對(duì)液化油進(jìn)展加氫精制；固液別離采用臨界溶劑萃取的方法，從液化殘?jiān)凶畲笙薅然厥罩刭|(zhì)油，從而大幅度提高了液化油回收率。 (1) 反響器采用沸騰床, 并采用活性較高的鎳鑰催化劑, 煤液化轉(zhuǎn)化率高, 油品質(zhì)量好; (2)由于反響器底部有重油循環(huán)泵,延長(zhǎng)了重質(zhì)油的反響時(shí)間, 輕油產(chǎn)率較高。4.1.4.俄羅斯FFI工藝俄羅斯煤加氫液化工藝的特點(diǎn)為：一是采用了自行開發(fā)的瞬間渦流倉(cāng)煤粉枯燥技術(shù)，使煤發(fā)生熱粉碎和氣孔破裂，水分在很短的時(shí)間降到1.52%，并使煤的比外表積增加了數(shù)倍，有利于改善反響活性。該技術(shù)主要適用于對(duì)含在水分較高的褐煤進(jìn)展枯燥。二是采用了先進(jìn)高效的鉬催化劑，

34、即鉬酸銨和三氧化二鉬。催化劑添加量為0.020.05%，而且這種催化劑中的鉬可以回收8595%。三是針對(duì)高活性褐煤，液化壓力低，可降低建廠投資和運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)備制造難度小。由于采用了鉬催化劑，俄羅斯高活性褐煤的液化反響壓力可降低到610兆帕，減少投資和動(dòng)力消耗，降低本錢，提高可靠性和平安性。但是對(duì)煙煤液化，必須把壓力提高。煤炭和原油都是化石燃料，不同點(diǎn)是煤炭的含碳量高，含氫量低，構(gòu)造嚴(yán)密。煤炭一般碳含量在60%到90%，局部無煙煤甚至含碳量高達(dá)95%以上，而氫含量一般在5%左右。與液體燃料相比，煤炭不便于處理和運(yùn)輸，最重要的是煤炭不能夠直接提供給燃機(jī)和其它的燃設(shè)備直接使用，而這些設(shè)備目前廣泛用于

35、各種運(yùn)輸車輛上，用于運(yùn)輸燃料的原油消費(fèi)量超過了世界石油總消費(fèi)量的50%。 液體燃料的廣泛用途吸引了各國(guó)對(duì)煤制油CTO的研究。美國(guó)、日本、英國(guó)和德國(guó)等主要國(guó)家歷史上都曾進(jìn)展過大型煤炭液化的研發(fā)工程，出現(xiàn)了多種煤炭液化的工藝技術(shù)，但目前南非仍是唯一商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)煤炭液化的國(guó)家。2004年以來國(guó)際油價(jià)的迅速上漲又吸引了包括中國(guó)在的很多國(guó)家對(duì)煤化油工業(yè)化的興趣。 4.2國(guó)開展概況 我國(guó)從事煤炭直接液化技術(shù)研究起步較晚。70年代末, 煤炭科學(xué)研究總院煤化學(xué)研究所為了跟蹤國(guó)際高科技開展最新動(dòng)向, 開場(chǎng)研究煤炭直接液化技術(shù), 并根據(jù)中國(guó)國(guó)情積極開展國(guó)際合作, 先后建起了3 套具有國(guó)際先進(jìn)水平的小型煤炭直接液化試

36、驗(yàn)裝置。它們是: 與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(N EDO合作, 建立了一套0.1h /d 的煤炭直接液化試驗(yàn)裝置, 主要用于中國(guó)煤種直接液化特性評(píng)價(jià);與德國(guó)合作, 建立了一套采用新IG工藝的0.12t/d 試驗(yàn)裝置, 用于煤炭直接液化工藝條件試驗(yàn); 與美國(guó)合作, 建立了一套采用* y tel 公司技術(shù)的1.OL/h 的試驗(yàn)裝置, 進(jìn)展煤液化油的提質(zhì)加工研究。此外, 還裝備有一批高壓釜設(shè)備及與煤炭直接液化技術(shù)研究配套的分析儀器。完成的工作有: 通過對(duì)我國(guó)120 種煤的高壓試驗(yàn)和29 種煤的連續(xù)試驗(yàn)選出了15 種適合于直接液化的煤種; 對(duì)德國(guó)試驗(yàn)裝置的工藝作了改良, 并在此根底上完成了我國(guó)4

37、 種煤( 充州、天祝、神木、先鋒) 的直接液化工藝條件最正確化研究, 液化油收率達(dá)5%,開發(fā)出了一種立足于我國(guó)資源的煤炭直接液化專用催化劑; 對(duì)煤液化油提質(zhì)加工工藝進(jìn)展了研究, 利用國(guó)產(chǎn)催化劑, 獲得了合格的汽油、柴油及航空煤油, 確定了液化油加工工藝路線; 進(jìn)展了煤和石油渣油的煤油共煉探索性研究; 對(duì)建立充州煤直接液化廠進(jìn)展了可行性研究;對(duì)充州煤和勝利渣油的煤油共煉廠進(jìn)展了可行性研究; 利用加氫技術(shù)對(duì)煤氣化焦油加氫, 得到了合格的汽油和柴油。該技術(shù)將應(yīng)用于依蘭煤氣化廠, 正在籌備建立6.5萬t/a的氣化焦油加工廠。 上述大量根底性研究成果為煤炭直接液化技術(shù)的工藝放大和建立工業(yè)化生產(chǎn)廠打下了堅(jiān)

38、實(shí)的根底。由于考慮到目前在國(guó)建立煤炭直接液化中試廠不但需要數(shù)十億元資金, 而且需要數(shù)年時(shí)間, 因此, 應(yīng)爭(zhēng)取通過國(guó)際合作, 利用在國(guó)外已有的中試裝置進(jìn)展放大試驗(yàn), 以取得工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù), 然后完成可行性研究?，F(xiàn)在, 已分別同德國(guó)、日本、美國(guó)的有關(guān)政府部門和公司進(jìn)展了屢次接觸, 就煤炭直接液化技術(shù)進(jìn)展了廣泛的國(guó)際交流與合作。中德合作進(jìn)展先鋒褐煤直接液化示廠可行性研究的工程已經(jīng)正式啟動(dòng), 用于放大試驗(yàn)的先鋒煤樣已運(yùn)抵德國(guó), 中日、中美合作進(jìn)展中國(guó)煙煤直接液化示廠可行性研究的工程正在洽談之中。4.2.1目前我國(guó)煤液化技術(shù)進(jìn)展 目前我國(guó)煤液化技術(shù)的工業(yè)化已經(jīng)起步, 結(jié)合工業(yè)化的要求, 對(duì)煤直接液化

39、技術(shù)的工藝工程問題進(jìn)展了初步的探討, 今后仍需在工藝流程的優(yōu)化和工程設(shè)計(jì)方面做大量的工作, 以求得在更大程度上提高煤直接液化技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性及操作的可靠性,盡快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)我國(guó)的能源構(gòu)造、環(huán)境狀況和煤炭資源的特征,決定了必須高度重視煤炭直接液化等先進(jìn)的干凈煤技術(shù), 充分利用劣質(zhì)煤資源, 顯著提高煤炭資源利用效率, 保障石油產(chǎn)品的中、長(zhǎng)期穩(wěn)定供給, 有效地控制環(huán)境污染. 煤炭直接液化的工藝指標(biāo)及其經(jīng)濟(jì)性始終與催化劑聯(lián)系在一起.從80 年代開場(chǎng), 高分散度催化劑, 即顆粒直徑為納米級(jí)的催化劑的研究與開發(fā)成為一大熱點(diǎn). 廣泛的工藝試驗(yàn)結(jié)果說明,高分散度催化劑的使用量?jī)H為傳統(tǒng)催化劑的三分之一或

40、更低時(shí), 即可在相對(duì)緩和的條件下獲得高轉(zhuǎn)化率和油收率, 并提高煤炭直接液化產(chǎn)品的選擇性.Fe 系催化劑因其活性較高、價(jià)格低廉、制備和使用過程不污染環(huán)境, 成為各國(guó)研究人員優(yōu)先研制的催化劑. 目前, 煤炭科學(xué)研究總院、干凈煤技術(shù)*公司等中方單位已經(jīng)分別和美國(guó)、德國(guó)、日本的研究院、政府部門和技術(shù)公司簽署了合作協(xié)議,以煤、先鋒煤和依蘭煤為液化原料煤, 針對(duì)特定的廠址和生產(chǎn)規(guī)模,在工藝流程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)等方面研究生產(chǎn)干凈運(yùn)輸燃料的可行性. 全部可行性研究將在1 9 9 9 年完畢所以, 高分散度催化劑的研制方法和生產(chǎn)技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用前景。4.2.2 我國(guó)煤炭液化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化存在的問題1 煤炭液化

41、產(chǎn)業(yè)化開展的資金問題建立煤炭液化工廠的主要特點(diǎn)之一是規(guī)模較大，投資較多，工程 建立投融資已成為產(chǎn)業(yè)化開展的。重點(diǎn)問題之一。 目前， 國(guó)對(duì)煤炭液化開展工作做得較多的部門是煤炭行業(yè)的一 些大、 中型企業(yè)或地方政府， 其他行業(yè)的企業(yè)對(duì)此了解或參與的較少。 作為新型產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和建立，應(yīng)積極引導(dǎo)國(guó)能源如煤炭、石油、 化工、電力以及其他行業(yè)有實(shí)力的大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)參與，以這 些企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)的資金和績(jī)效為根底， 通過國(guó)金融市場(chǎng)和境外金 融市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)多渠道、多種方式的融資。 煤炭液化產(chǎn)業(yè)同時(shí)又是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的能源根底產(chǎn)業(yè)， 鑒于該產(chǎn)業(yè) 的開展對(duì)今后幾十年國(guó)家在能源平安、 能源建立和經(jīng)濟(jì)開展方面的作 用，從目前

42、開場(chǎng)應(yīng)考慮由政府建立有穩(wěn)定來源的基金，這種基金的 使用方向是確定的，但可由建成后的企業(yè)歸還或作為國(guó)有資本。特別 對(duì)工業(yè)化示工程，應(yīng)通過政府資助、多邊貸款、贈(zèng)款和多渠道資本 組合的方式籌集資金。對(duì)示工程中關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)，政府應(yīng)從國(guó) 家的科技開展費(fèi)用中給予重點(diǎn)扶持。 政府建立的有穩(wěn)定來源的基金中的一局部應(yīng)支持國(guó)提高科研 開發(fā)能力、建立煤炭液化技術(shù)創(chuàng)新體系，這一創(chuàng)新體系應(yīng)包括現(xiàn)有的 科研開發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新部門和社會(huì)力量，形成持續(xù)性的國(guó)家級(jí) 產(chǎn)業(yè)技術(shù)開展支撐。 國(guó)經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)理論界應(yīng)對(duì)開展煤炭液化產(chǎn)業(yè)給予足夠的認(rèn)識(shí) 和關(guān)注， 就國(guó)外投融資和企業(yè)資本運(yùn)營(yíng)各方面進(jìn)展研究并對(duì)重點(diǎn)項(xiàng) 目給予指導(dǎo)和關(guān)注。2

43、煤炭液化產(chǎn)業(yè)化開展的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題國(guó)近 20 年來，跟蹤國(guó)外技術(shù)開展，在煤炭直接液化、間接液 化兩類技術(shù)方面已做了大量根底研究和開發(fā)工作，有良好的技術(shù)基 礎(chǔ)。但是，目前國(guó)尚不具備向產(chǎn)業(yè)化開展提供成套技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備 的能力，大型煤氣化、煤高壓加氫液化、氣體催化合成、催化劑等關(guān) 鍵單元技術(shù)還達(dá)不到為工業(yè)化建立提供支持的水平。 煤炭液化產(chǎn)業(yè)化的開展勢(shì)必需要國(guó)科研及工業(yè)技術(shù)配套開展， 這是由于引進(jìn)國(guó)外技術(shù)建立世界上第一個(gè)現(xiàn)代煤直接液化工廠本身 就是工業(yè)化開發(fā)的過程，從未來多個(gè)產(chǎn)業(yè)基地的建立和形成產(chǎn)業(yè)群 的長(zhǎng)遠(yuǎn)開展分析，完善和開展液化技術(shù)將是一個(gè)長(zhǎng)期的過程。因此開 發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤液化技術(shù)不但是

44、當(dāng)前工業(yè)化建立的需求， 也 是未來幾十年產(chǎn)業(yè)化建立和工業(yè)化生產(chǎn)的需求。3 煤炭液化產(chǎn)業(yè)化開展的風(fēng)險(xiǎn)問題煤炭液化產(chǎn)業(yè)化的主要特點(diǎn)之一是一次性投資較大， 這勢(shì)必給煤 炭液化產(chǎn)業(yè)化帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是煤炭直接液化技術(shù)，雖然經(jīng)過 20 多年的開發(fā)，其液化條件大大緩和，液化本錢大大減低，但畢竟 現(xiàn)在沒有一個(gè)商業(yè)工廠， 在工廠建立和工廠運(yùn)行中沒有實(shí)際的經(jīng)歷可 借鑒。因此，雖然煤炭液化產(chǎn)業(yè)化對(duì)我國(guó)有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意 義，但在目前階段不應(yīng)一哄而上，應(yīng)選擇條件適宜的企業(yè)和地點(diǎn)進(jìn) 行煤炭液化產(chǎn)業(yè)化小規(guī)模示， 待條件成熟后再進(jìn)展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生 產(chǎn)。建立煤炭液化工業(yè)化示工廠是今后產(chǎn)業(yè)化開展的重要起點(diǎn)，將為今后

45、產(chǎn)業(yè)化開展奠定扎實(shí)的根底。 -. z.第五章 研究前景5.1 煤液化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性我國(guó)富煤缺油, 有開展煤炭液化技術(shù)的強(qiáng)烈愿望。 在我國(guó)政持下,分別就中德合作先鋒煤液化工程、中美合作煤液化工程、中日合作依蘭煤及煤液化工程進(jìn)展了預(yù)可行性研究, 現(xiàn)已根本完成可行性研究報(bào)告。與工業(yè)興旺國(guó)家相比, 由于我國(guó)煤產(chǎn)地煤價(jià)、勞動(dòng)力費(fèi)用較低廉, 在*些適宜液化的煤炭基地建立液化廠, 在經(jīng)濟(jì)上是可行的。例如, 擬建的先鋒煤液化廠規(guī)模為年處理( 液化) 褐煤257萬t, 氣化用煤253萬t, 合計(jì)年用煤510萬t,年耗水658萬t。廠建成后, 年產(chǎn)汽油35124 萬t,柴油53104 萬t, 液化石油氣61

46、75 萬t , 氨3190萬t , 硫磺2153 萬t, 苯0188 萬t, 工程總投資10319 億元。根據(jù)1998 年的根底數(shù)據(jù)計(jì)算, 工程全部投資所得稅前財(cái)務(wù)部收益率為7135% 。工程完成后, 每年向政府上繳增值稅、消費(fèi)稅及附加稅共計(jì)4129 億元; 擬建在伊金霍洛旗上灣煤礦附近的我國(guó)最大的煤液化工程, 年消耗原煤1 500 萬t , 年產(chǎn)成品油500 萬t, 年耗電30 億kW#h, 年需用水1 800 萬t, 油產(chǎn)率為63% 668% ,油品生產(chǎn)本錢每桶只有15 美元, 工程總投資250億元。煤炭科學(xué)研究總院與德國(guó)、美國(guó)和日本有關(guān)部門共同進(jìn)展的中國(guó)煤直接液化可行性研究表 明，根據(jù)不

47、同的煤直接液化工藝和不同的建廠條件，擬建立中的煤直 接液化廠的經(jīng)濟(jì)性有一定的差異，但差異不是很大。初步研究成果表 明，建立一座年產(chǎn) 100 萬 t 油的煤炭直接液化廠，總投資約 100 億元 人民幣，全部投資部收益率.8%15%,投資回收期為 913 年，成品 油生產(chǎn)本錢 14001600 元/t，已顯示出具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 煤炭間接液化技術(shù)在同等規(guī)模工廠條件下， 其經(jīng)濟(jì)效益略差于直 接液化技術(shù)，成品油本錢大于 2000 元/t。 1998 年開場(chǎng)我國(guó)原油價(jià)格已與國(guó)際原油市場(chǎng)接軌，煤炭液化工 廠的經(jīng)濟(jì)性將受到國(guó)際油價(jià)漲跌的影響。如果國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格在 2025 美元/桶之間波動(dòng)，中國(guó)的煤炭液

48、化廠將有一定的獲利空間。 當(dāng)然，如果國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格大于 25 美元/桶，在中國(guó)建立煤炭液化 廠的前景非常光明。5.2我國(guó)煤液化有廣闊前景的主要因素煤炭液化技術(shù)在中國(guó)有廣闊的開展前景，主要有以下因素：中國(guó)有豐富的可供煤炭直接液化的煤炭資源。其中近一半可用 于煤炭直接液化，這是煤炭液化產(chǎn)業(yè)化在中國(guó)開展的根底。中國(guó)石油資源短缺。隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，中國(guó)已從石油出口 國(guó)成為石油進(jìn)口國(guó)。 加大石油勘探力度后至今未發(fā)現(xiàn)令人振奮的大油 田。大量進(jìn)口石油又是國(guó)力所不及的。尋找石油替代品，解決中國(guó)石 油資源短缺是中國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源政策。 這是煤炭液化技術(shù)在中國(guó)開展的 前提。中國(guó)的煤炭液化技術(shù)研究進(jìn)展了很長(zhǎng)時(shí)間，已

49、完成根底性研究， 為煤炭液化技術(shù)在中國(guó)的開展打下了很好的根底。地方積極性高。一些富煤缺油省份急迫盼望煤炭液化技術(shù)能在 當(dāng)?shù)厣虡I(yè)化，一方面解決石油資源的短缺，另一方面可以帶動(dòng)地方經(jīng) 濟(jì)的開展。中國(guó)物價(jià)低廉。中國(guó)是開展中國(guó)家，坑口煤炭?jī)r(jià)格、勞動(dòng)力價(jià) 格、設(shè)備價(jià)格等都較低廉，在中國(guó)建立煤炭液化生產(chǎn)廠可減少投資， 降低液化油本錢。這是在中國(guó)開展煤炭液化技術(shù)的一個(gè)有利條件。中國(guó)政府非常重視煤炭液化技術(shù)。由于煤炭液化技術(shù)是平衡能 源構(gòu)造，解決石油資源短缺，減少環(huán)境污染的重要途徑，受到了中國(guó) 政府和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視。 國(guó)家已把煤炭直接液化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化列 入第十個(gè)五年方案中，煤炭直接液化在 21 世紀(jì)必將成

50、為我國(guó)的一項(xiàng) 新興重要工業(yè)產(chǎn)業(yè)。目前, 煤炭直接液化技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的主要制約因素是其經(jīng)濟(jì)上與石油的競(jìng)爭(zhēng)能力。然而, 隨著石油勘探與開采本錢的日益提高和國(guó)際石油價(jià)格的不斷上漲, 煤炭直接液化技術(shù)在一些特定地區(qū)的特殊條件下實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。例如, 我國(guó)是一個(gè)煤炭資源相當(dāng)豐富而嚴(yán)重缺乏石油資源的省份, 用油需要從地長(zhǎng)途運(yùn)進(jìn)。因而, 不僅導(dǎo)致當(dāng)?shù)赜蛢r(jià)較高, 而且運(yùn)油過程中的耗油量也相當(dāng)大。而當(dāng)?shù)鼐哂胸S富的煤炭資源,且為直接液化的優(yōu)先原料煤種, 煤價(jià)較低, 勞動(dòng)力也較廉價(jià)。因此, 假設(shè)選在富煤缺油的省建立一座煤直接液化示廠, 不僅對(duì)解決當(dāng)?shù)厝庇兔芫哂蟹浅Ｖ匾默F(xiàn)實(shí)意義, 而且對(duì)今后在我國(guó)其他地區(qū)建立煤直接液化廠、進(jìn)而解決全國(guó)缺油矛盾具有非常重要的戰(zhàn)略意義和示作用。初步技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果說明, 在省先鋒煤礦附近建立一座年處理170萬t 當(dāng)?shù)睾置旱闹苯右夯緩S, 其規(guī)模相當(dāng)于10萬t 石油, 可年產(chǎn)60萬t