煤转油技术

神华将在内蒙古 自治区鄂尔多斯 市建设的直接液 化项目规划图 该项目总规模将 达到500万吨/年, 一期320万吨 /年 2007年建成
兖矿集团煤转油项目发展历程（上）
1998年2月，时为中国煤炭科学研究总院(煤制油项目的发起 单位)副院长的张玉卓挂职到兖矿集团担任副总经理。兖矿 的煤制油研究由此发轫。 2002年,兖矿集团在上海张江高科技园区注册并成立了上海 兖矿能源科技研发公司 ,研究煤转油技术。 2002年6月 ，孙启文（时任南非萨索尔公司的副总工程师） 回国加盟兖矿。 2004年3月，在鲁南化工厂建成了煤炭液化的费托合成装置， 设计能力每年生产4500吨油品。 2004年3月31日，该装置 一次投料成功。总共运行6700个小时 。
Sasol间接液化工艺的流程图
南非Sasol工厂远景
南非SasolⅠ厂的 浆态床反应器
３. 我国的煤转油的研究现状
３.１ 直接液化 ３.２ 间接液化
３.１ 直接液化
二战期间，抚顺 50年代，中科院石油研究院 我国从上世纪70年代末开始煤直接液化技术 的开发。 主要研究单位： 中国科学院山西煤化所 煤炭科学研究总院北京煤化所
正在建的示范厂：
1. 山西潞安，间接液化，16吨/年； 2. 徐矿（宝鸡），间接液化，48万吨/年。
百度文库正在建的商业化工厂：
1. 神华（鄂尔多斯），直接液化，320万吨/年； 2. 兖矿（榆林）， 间接液化，100万吨/年。
建了基地的:
绿能委朔州能源化工基地(山阴县),间接液化, 140万/年(计划)。
想建但没钱的：
云南先锋和黑龙江依兰煤矿，引进技术。
神华煤液化项目的发展历程
１９９７年，国家计委决定同时与美国、日本、德国开展煤制油联合研 究； １９９８年，国务院将大约１１０亿的煤代油基金划拨给神华集团； ２００２年中国煤炭科学研究总院原院长张玉卓加盟神华集团，全面负 责神华集团的煤制油战略 ； ２００３年，神华在上海建立了具有自主知识产权的煤直接液化中试工 厂 (千吨级)； 2004年12月16日，神华日处理6吨煤的PDU装置在上海第一次投煤获得 成功，并成功制出了实验油品。 2004年8月神华集团煤变油生产线已率先在鄂尔多斯投建。一期总投资 245亿元，预计生产各种油品320万吨，2010年产能可达1000万吨。
中国石油进口路线
三、其他替代能源
根据中国国家能源综合战略和政策研究组的 分析：到2020年，我国其他替代能源（包括 天然气、燃料乙醇、生物柴油、燃料电池、 电动车等）可实现替代份额约为3%，故发展 煤基替代能源是降低我国石油进口依存度的 最现实可行的方法。
四、我国煤炭的现状
标准煤热值2.9308×104KJ/Kg 截至2004年年底,我国煤炭剩余可开采量1145 114.5 亿吨，资源保证年限114.5年。 新疆、内蒙古、陕西和山西四省的煤炭地质 储量占全国总量81.3%。
二、国家石油安全
2003年的进口中，中东占50％，非洲占25％，亚太 地区15％，中亚俄罗斯10％。其中，中国90％以上 的原油进口通过海上运输，海上运输中又有90％是 从国外租借和委托外轮承运的。 石油进口的重要航线——“太平洋航线”，即经马六 甲海峡、南海、台湾海峡将原油转运至湛江和宁波。 目前，中国的进口的石油约80％运送要通过马六甲 海峡。
什么是煤转油？ １. 什么是煤转油？ ２. 煤转油的发展历史与现状 ３. 我国的煤转油的研究现状 ４. 我国煤转油的可行性研究
煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程， 使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的 先进洁净煤技术。
在高温高压条件下，通过加氢使煤中 复杂的有机化学结构直接转化成为液 体燃料的技术，又称加氢液化。
二、发展煤转油的风险分析
1、金融风险 、
煤制油项目是一个需要大量资金的项目，就其项目投资内容 而言，基础设施的建设以及设备的引进占了绝大部分份额 （以直接液化项目为例，总投资中，液化约占４０％，油品 加工占２５％，制氢占２０％，总体来说固定资产投资将近 ９０％），这就意味着，只有通过提高投资规模，以减少基 础设施类的固定资产的投资在总投资中的比重，才能提高项 目的收益回报率，即项目规模越大，收益率越高。 北京煤化工研究分院煤液化技术研究所的研究发现：要达到 比较好的收益，至少要年规模产量达到100万吨油品，这大 约需要100个亿的投资额，启动资金约为30亿人民币。 云南先锋和黑龙江依兰项目招商受阻。
目前典型的煤直接液化工艺
德国IGOR工艺（装置规模200吨／天）－－德国鲁尔 煤炭公司 ； 美国H－Coal液化工艺（装置规模600吨／天）－－ 美国HTI技术公司； 日本NEDOL工艺（装置规模150吨／天）。
德国IGOR液化工艺
H-Coal液化工艺的流程简图
日本NEDOL液化工艺
2.2 间接液化的起源与发展
３.2 间接液化
1937年与日本合资在锦州石油六厂引进德国钴催化 剂为核心的F－T合成技术建设煤制油厂，1943年投 运并生产原油约100吨／年； 新中国成立后，该厂重整恢复，1951年生产出油 （以水煤气炉为气头），产量最高4.7万吨／年； 中国科学院原大连石油研究所1953年曾进行了 4500t／a的铁催化剂流化床合成油中试装置。
山西煤化所浆态床 煤基合成油装置
国际交流：德国大众公司来考察
首席科学家 李永旺
总工程师 曹立任 山西 煤化所合成油 三巨头 法人代表 孙予罕
山西煤化所所长孙予罕向某位领导介绍合成油品
中科院山西煤化所在煤间接转化方面的研究 （工业示范）
2006年2月22日上午，国内首家拥有完全自主知识产权的 2006年 22日上午， 日上午 煤变油工厂——山西潞安煤基合成油示范厂隆重奠基; ——山西潞安煤基合成油示范厂隆重奠基 煤变油工厂——山西潞安煤基合成油示范厂隆重奠基;该 煤基合成油示范厂规模为16万吨/ 16万吨 2008年建成 年建成； 煤基合成油示范厂规模为16万吨/年，2008年建成；之后 产业化分二期建设，最终规模达到520万吨/ 520万吨 产业化分二期建设，最终规模达到520万吨/年。主要产品 为柴油、石脑油、LPG及少量混合醇燃料 及少量混合醇燃料， 为柴油、石脑油、LPG及少量混合醇燃料，项目预计总投 资400多亿元，建成后可实现年销售收入200多亿元。 400多亿元，建成后可实现年销售收入200多亿元。 多亿元 200多亿元 2006年4月17日,宝鸡48万吨煤基合成油项目开始实施(徐 2006年 17日 宝鸡 万吨煤基合成油项目开始实施( 万吨煤基合成油项目开始实施 矿集团); 矿集团);
国家部署间接液化的主要原则是： ①引进与自主开发并举，立足于自主技 术； ②首先引进两套成熟的间接液化线进行 商业示范，同时加快自主技术开发，稳步 形成产业，实现通过煤炭液化缓解石油供 需矛盾。
目前国内煤转油项目一览表
已经建中试工厂的：
1. 山西煤化所（太原），间接液化，千吨级； 2. 兖矿（山东鲁南），间接液化，万吨级； 3. 神华（上海），直接液化，千吨级。
1923年，德国人Fischer和Tropsch用Fe催化 剂进行CO加氢反应得到烃类液体产品，简称 F-T合成。
间接合成的发展历程
1934年，第一个F-T合成油工厂在德国诞生（鲁尔公司）， 1936年投产，7万吨／年。1935-1936年间先后建了９个合成 油厂，总产量57万吨／年。 1955年，Sasol-Ⅰ厂（南非）30万吨/年； 1980年，Sasol-Ⅱ厂（南非）； 1982年，Sasol-Ⅲ厂（南非），目前三个厂总产量达760万吨 ／年； 1993年，荷兰Shell在马来西亚建成50万吨／年GTL商业装置 （以天然气为原料）。
２. 煤转油的发展历史与现状
２.１ 直接液化的起源与发展 ２.２ 间接液化的起源与发展
2.1 直接液化的起源与发展
1869年,Berthelot HI+煤 烃类+沥青
1913年,F.Bergius发明了高温高压下将煤加 氢液化生产液体燃料。
1927年,在德国Leuna建成世界上第一个10万 吨／年直接液化厂。 1936～1943年间，德国 先后建成11套直接液化装置，1944年总生产 能力达到400万吨／年，为德国在第二次世界 大战中提供了近三分之二的航空燃料和50％ 的汽车及装甲车用油。 英国，15万吨/年 前苏联，110万吨/年
４.
我国煤转油的可行性研究
4.1、发展煤转油的必要性
4.2、发展煤转油的风险分析 、
4.1、 4.1、发展煤转油的必要性
一、进口依存度
2005年我国石油消费量约31767万吨 ,石油净 进口13617万吨 ,石油进口依存度约43%。 根据中国国家能源综合战略和政策研究组的预 测（2004）：2020年我国石油需求量4.5亿 ~6.1亿吨，生产量1.8亿~2.0亿吨，石油进口依 存度约55%~60%。 国际公认的石油进口依存度安全警戒线30%。
直接液化 煤液化 间接液化
先将煤全部气化成合成气，然后以煤 基合成气（CO/H2）为原料，在一定 温度和压力下，将其催化合成为烃类 燃料油及化工原料和产品的工艺 。
煤直接液化工艺流程图
煤间接液化工艺流程图
煤直接液化与间接液化合成油比较
项目 煤种适应性 反应及操作条 件 热效率 油品特点 油收率 设备材料要求 技术成熟程度 工业化情况 直接液化 适应性差 温度：435~445℃ 压力：150~300个大气压 反应条件苛刻 较高 杂链烃为主 较高 材料要求进口 小规模试验比较成熟 只进行了小规模的试验性工作 间接液化 适应性强 温度：250~350℃ 压力：25~30个大气压 反应条件温和 较低 直链烃为主 一般 材料要求低，设备可国产化 工业性试验比较成 我国已完成固定床2000吨/年工业 性试验；浆态床1000吨/年中试 试验。国外已有大型工业生产 装置
中科院山西煤化所在煤间接转化方面的研究 （中试研究）
2000年中科院山西煤炭化学研究所开始筹划建设千吨级浆态床 合成油中试装置；2001年6月完成中试装置设计，7月开始施工； 2002年4月建成千吨级浆态床工业中试装置，同时生产出数吨 ICC—型铁催化剂； 2002年9月浆态床合成油中试装置已完成首次顺利试车，并打 通了整个工艺流程。 2003年8月至11月，三次中试运转累计2 000 h ，获得了高质量 柴油产品。
中科院山西煤化所在煤间接转化方面的研究 （基础研究）
1983年～1986年开发出固定床两段法合成油工艺 ； 1987年～1989年在山西代县化肥厂完成100 t／a中试； 1993年～1994年在山西晋城第二化肥厂进行了2 000 t／a工业试验，生 产出90#号合格汽油； 1996年～1997年进一步对后续开发的超细铁催化剂进行了3 000 h的固 定床工业单管试验； 1999年在浆态床搅拌釜反应器中完成了近600 h的稳定性实验 ； 1999年-2001年开发出适合浆态床反应器使用的ICC—IA、ICC—IB、 ICC—IIA等系列廉价高效铁催化剂。
20多年来，北京煤化学研究所对我国上百个煤种进 行了直接液化试验研究，并开发出高活性煤直接液 化催化剂，同时也进行了煤油品的提质加工研究。 1997～2000年，北京煤化学研究所分别同德国、日 本及美国有关部门及企业合作，完成了神华煤、云 南先锋煤及黑龙江依兰煤在国外中试装置上的放大 试验研究。 目前，我国神华集团250万吨／年煤直接液化项目 的一期工程已经全面启动。
兖矿集团煤转油项目发展历程（下）
2004年1月29日，孙启文承担的“863”项目“煤间 接液化催化剂与工艺技术”通过了由中国石油化工 协会组织的专家鉴定，参加鉴定的有国家发改委、 科技部、中国煤炭协会的专家，有6位中国工程院 和中国科学院院士。专家们的评价是，兖矿集团的 低温费托合成煤间接液化技术达到了“国内领先、 国际先进水平”。 2006年4月21日 ,年产100万吨油品的煤制油生产线 在素有“中国科威特”之称的陕西榆林奠基，投资 120亿元 。采用的是"具有自己独立知识产权"的低 温费托工艺为主间接液化方法。