國內(nèi)外煤制油技術(shù)

1、國內(nèi)外煤制油技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11.1 世界能源結(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。化石能源(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?1.1.2 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

2、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)電取代了蒸汽。20世紀(jì)5060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

3、能源的消耗量遠(yuǎn)低于石油的（即煤炭占26%，石油占50%）。31.1.4 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6570%。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

4、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10.58億噸，占世界煤炭總產(chǎn)量的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)量可達(dá)1400億噸。4 我國煤炭資源的分布也是極不均衡的，64%分布在華北地區(qū)。山西省的煤炭資源約占全國的1/3（500

5、0億噸）；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。5能源形勢分析百年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

6、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。科學(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：資源量 技術(shù)水平 生產(chǎn)成本 投資能力 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。6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可采儲量及構(gòu)成： 煤炭57.2%；石

7、油21.1%；天然氣21.7%。中國統(tǒng)計年鑒20072006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% 。世界能源統(tǒng)計年評20072006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% 。2007年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報7 （1）煤制油技術(shù)分類 （2）直接液化 （3）間接液化 （4）甲醇MTG （5）煤基多聯(lián)產(chǎn)及氫能8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-

8、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1.51.7； 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，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)分類9 （1）煤制油技術(shù)分類煤直接液化間接液化干 餾液體燃料汽 油MTG燃料、化工品燃料、化工品10 （2）直接液化油煤漿制 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11 始于上一世紀(jì)20年代，工業(yè)化于3040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)

9、持續(xù)開發(fā) 70年代新工藝開發(fā)高潮，2000年前后停止 目前全球沒有工業(yè)化生產(chǎn) （2）直接液化12 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 試驗裝置德國 IG 193539 12套，42.3Mt/a 70MPa英國 I.C.I 1929 100t/d 煙煤，70MMP日本 中國 1936 3.3萬t煤/a 試驗工廠 美國 C.C.C 1952 300t煤/d 30-40Mpa德國 IGOR 1981-87 200t煤/d 470、30Mpa美國 H-Coal 1979-82 600t煤/d 工業(yè)試驗廠日本 NEDOL 1996 150t煤/d 1

10、720Mpa前蘇 ST-S 198690 7t煤/d 低壓法中國 NEDOL 1982 0.1t煤/d 小型連續(xù)試驗裝置 （2）直接液化13 國內(nèi)從70年代末開始研究，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）直接液化141979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）直接液化1519962000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 神華示范工程工藝優(yōu)化研究（863計劃）， 高催化劑開發(fā)、應(yīng)用（8

11、63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）直接液化1621催化劑SEM照片36催化劑SEM照片“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17 國家科技部“863”支持項目 神華煤直接液化新工藝 6t/d工藝開發(fā)裝置 高效催化劑 （2）直接液化18 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 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/a3 （2）直接液化19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

12、技術(shù)是成熟的大規(guī)模工程開發(fā)，工業(yè)示范運行，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，適合中國煤特點技術(shù)國內(nèi)外最具實力的研發(fā)隊伍 （2）直接液化20消耗與產(chǎn)品質(zhì)量 （2）直接液化汽 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 85 5860 21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3035美元/桶 化工產(chǎn)品按中國國內(nèi)近年平均價 政 策：不享受經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠政策 經(jīng)濟(jì)性有待工業(yè)示范驗證 （2）直接液化22關(guān)于原料煤消耗 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）直接液化23關(guān)于產(chǎn)業(yè)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