09.25 中國煤液化制油技術研究進展

我國能源現狀是“富煤、貧油、少氣”。迄今為止，我國能源一直是以煤為主的多元化結構，油氣資源已經嚴重不足。我國煤炭儲量比較豐富，累計探明儲存量已超過1萬億 t，佔世界總儲存量的11.6%，同時我國又是煤炭資源消費大國，2015年我國煤炭產量37.5億t，煤炭消費量為39.65億t，煤炭消費佔全世界一半，其中80%的煤炭通過直接燃燒方式利用，不僅煤炭資源得不到合理利用，而且較低的能效也造成了一定的環境汙染。因此，如何清潔高效利用煤炭資源，解決和緩解當前能源危機，實現石油供應多元化和保證能源安全供應，促進經濟持續快速穩定發展具有重要意義。煤制油技術是以煤為原料，通過化學加工手段將煤粉轉化成清潔高效的液體燃料和化工產品的一項重要技術。

一、國內煤液化技術

1、神華煤直接液化技術

神華集團是煤炭資源綜合利用很廣的大型央企，結合早期國內外的煤液化技術現狀，在其工藝技術的基礎上集成創新，自主開發了獨立知識產權的神華煤炭液化轉化工藝技術。

經過幾年的工程建設，2007年底建成百萬噸級的工業示範裝 置，並於2008年底投料成功打通全流程驗證了煤液化技術的可行性。其工藝核心單元有：催化劑製備單元、煤漿製備單元、加氫和液化反應單元、分離單元、減壓蒸餾單元。在煤液化制油新領域，神華集團的煤直接液化技術採用了全新的設計理念，完成多項重大工藝創新，實現了煤液化技術的可靠性。

經過幾年的試驗驗證，神華在內蒙古鄂爾多斯建造百萬噸煤制油項目，作為世界最大煤制油裝置，標誌著煤制油項目煤直接液化技術的大型工業化的全面推廣應用。

該技術的工藝特點：①反應單元採用兩段串聯式強制內循環懸浮床反應器，反應物料處於全返混狀態，傳質傳熱效果顯著。②固液分離是採用減壓蒸餾手段，脫除瀝青質及固體顆粒殘渣。③油收率高，液化轉化率明顯。採用了高活性的液化催化劑，且用量少，減壓蒸餾油收率高。④催化劑在線更換，循環溶劑的加氫性能好，產品性質穩定。神華煤直接液化流程簡圖

2 、懸浮床加氫裂化工藝技術

懸浮床加氫裂化工藝是將煤、重油（常減壓渣油、催化油漿、煤焦油等）轉化成高附加值餾分油等輕質產品的工藝過程，其最早是基於F.Bergius和M.Pier開發的煤和焦油加氫工藝開

發而來。1977年，VebaOel公司對懸浮床加氫裂化工藝進行了進一步改進開發，將懸浮床加氫裂化工藝技術應用範圍擴展到煤直接（加氫）液化、油煤共煉以及重劣質油（瀝青、渣油）加工處理等領域。在此基礎上積極引進，吸收再創新技術研發、工藝技術改進和工程集成創新。懸浮床加氫裂化技術實質上包括兩個工藝步驟，即液相中的重質組分熱加氫裂解以及後續的輕沸點裂解產物催化加氫處理，工藝技術的核心是採用液相加氫原理將低氫碳比原料高效轉化為高氫碳比產品。目前，懸浮床加氫裂化工藝的原料範圍廣，對原料性質限制要求低，可單獨加工煤、重劣質油，或對其進行油煤共煉，但在加工過程中需根據加工不同原料所要求的轉化率，以及所採用原料的生焦趨勢添加一定濃度的添加劑、催化劑。

懸浮床加氫裂化中試裝置是依據懸浮床加氫裂化懸浮床加氫裂化技術設計建設而成的試驗評價裝置，加工量為150kg/d，具有煤-油共煉、重油（煤焦油、渣油、FCC油漿）全餾分加氫和煤與混合溶劑油等加工模式，肩負著改進優化懸浮床加氫裂化工藝技術，以及對國內外不同重、劣質油，煤炭等進行評價考察的重大任務。

3、工藝流程描述

與添加物質（如添加劑、催化劑、硫粉、碳酸鈉等）混合好的原料重油（或油煤漿）自原料罐經高壓進料泵升壓至操作壓力後，與預熱至相同溫度的循環氫、新氫混合，進入鋁浴加熱器進一步加熱至一定溫度後進入懸浮床反應器，反應器自身帶有電加熱，將反應器內物料溫度進一步升至反應溫度（450~470℃）並維持在該溫度，在溫度和添加物質作用下，進行熱裂解和加氫反應。經懸浮床反應器反應後的物料全部進入熱高壓分離器，進行殘渣物與氣相油氣的分離。其中熱高分底部殘渣物經特殊間歇減壓閥減壓後進入熱低壓分離器中緩衝後，獲得懸浮床單元產品之一熱高分底部產物，該產品可送至AU-74A單元進一步閃蒸拔出VGO組分；熱高壓分離器頂部的氣相油氣經冷卻後進入冷高壓分離器進行進一步分離。為防止熱高分氣中NH3和H2S在低溫下生成銨鹽結晶析出，堵塞管道，在進入冷高分前注入脫鹽水。冷高壓分器中進行分離後頂部氣相一部分外排以維持系統氫純度，一部分送至循環氫壓縮機升壓後再併入系統；冷高壓分離器底部液相油水物減壓後進入油水分離罐進行油水分離，分別得到酸性水和另一產品冷高分底部產物。

工藝特點：①煤油共煉協同反應機理，煤中的灰分起到 吸附渣油中重金屬和吸附結炭的作用減少了重金屬和結炭在加氫催化劑上沉積的作用，從而保護了催化劑的高活性。②開發了懸浮床與固定床加氫的工業化在線集成工藝液體轉化率高。③實現了重油輕質化的特點，劣質重油轉化成輕質油品。④煤油共煉，炭轉化率高、液體收率高，整體轉化率大於95%。⑤原料多樣化，適合於多種煤、重質油的液化轉化。

二、煤液化制油新技術的經濟環保性

我國是煤炭消費大國，每年煤炭直接燃燒佔80%左右，對自然環境造成極大的汙染。從經濟角度來看，煤炭作為廉價的能源。如何清潔高效利用煤炭資源是能源改革創新的必然之路。煤液化制油新技術是實現經濟環保性的重要手段之一，是以煤與劣質重油為原料，通過加氫裂化手段轉化成液體燃料或間接液化過程等。充分利用煤炭資源優勢，實現高效利用煤炭資源的可持續發展，滿足能源變化的現有需求，利用煤炭液化產出經濟適用的燃料油，從而解決石油資源短缺的問題，以緩解了石油供給壓力。

煤直接液化和間接液化技術，不管從項目投資、經濟效益、環保等方面來講發展前景和空間都很大。據有關數據表明，煤液化技術液化廠內部投資收益率在12%~15%，說明了該技術的可行性，也產生了可觀的經濟效益。以往煤化工生產中，對自然環境的汙染和破壞造成人們的生活環境日益惡劣，造成的傷害是無法估量的。煤液化制油技術採用了高效潔淨利用技術，降低了對自然環境的汙染破壞。由此可見煤液化制 油技術體現了其經濟環性、環保性的優勢。

三、結束與展望

目前煤液化制油的技術手段主要包括煤直接液化和間接液化兩大技術路線。兩者相比，煤間接液化的流程較為繁瑣，煤直接液化操作條件（高溫、高壓）苛刻，對煤質要求較高，兩者的能源轉化效率均較低，水耗和能耗較高，因此，煤制 油技術需要從工藝技術、工程放大、設備製造、成本、能源轉化效率、設備長週期運行、環保等方面繼續進行深入研究開發。新時期國家提出產業經濟的可持續發展，煤化工在原煤燃料洗選加工中得到普及應用，創建了現代化洗煤加工的新工藝流程。從技術創新、產品增值等角度，煤化工工藝融入原煤洗選均有著多方面的現實意義。為了適應煤化工作業趨勢，企業要建立與之配套的加工技術方案與操作流程，全程保障化工煤產品的質量標準。

遼寧梵星石油化工有限公司，是一家集採購、倉儲、運輸、銷售為一體的全供應鏈貿易服務商。主要經營：各類新能源煤化工產品：煤基型原料油、加氫煤基柴油、輕質化煤焦油、重質液體石蠟、穩定輕烴、蘭炭、精酚、瀝青焦等各類煤化工產品。公司形成立足陝北，拓展全國的戰略佈局，持續發力打造綠色、環保、可持續的油品行業領先企業。