中国煤制油行业发展现状及展望

****学院 毕业设计说明书（毕业论文）
题
目：中国煤制油行业发展现状
学生姓名：*** 学 专 班 号：*** 业：化学工程与工艺 级：***
指导教师：***

摘要
我国煤炭资源丰富，一直是主要的能源和化工原料，但目前煤炭主要用于燃烧发电、 炼焦等，存在资源利用率低和对环境带来严重污染等问题。为了更有效地利用我国的煤炭 资源，发展洁净煤技术成为研究的热点。煤炭液化作为一种重要的洁净煤技术，具有转化 利用率高，污染小的特点，在当前原油价格飙升的市场条件下，越来越受到人们的关注。 本文简要介绍了煤直接液化燃油和煤间接液化燃油的工艺特点及国内煤制油企业的发 展现状，论述了发展煤制油事业对我国能源安全战略的重要意义。文中指出了煤制油行业 所面临的问题，提出了解决问题的合理化建议。 关键词 :煤制油；煤直接液化；煤间接液化

目 录

1 引言
我国是富煤少油贫气的国家，随着经济的发展，石油供需矛盾将会日益加剧。多元 化保证石油供给，在未来相当长的一段时期内将是我国能源建设的重要任务。煤炭的液化 过程可以脱除煤中硫、氮等污染大气的元素以及灰分等，获得的液体产品是优质洁净的液 体燃料和化学品。煤炭液化不仅具有重大的环保意义，而且具有保障能源安全的战略意义。 据有关资料统计，2013 年，中国消耗煤炭总量 36.1 亿吨，消耗石油 4.98 亿吨，同 比分别增长 1.7%，石油对外依存度为 58.1%，预计到 2020 年，石油的对外依存度可能接 近 64.5%，如此大规模的石油进口，必须支付大量的外汇，2011 年，中国购买的原油成本 达到 2000 亿美元，2012 达到 2237 亿美元。国际石油市场的波动和变化将直接影响到国 内经济、政治的安全与稳定。 煤炭是我国最丰富的能源资源。全国累计探明可直接利用的煤炭储量 1886 亿吨，位 列美国俄罗斯之后。煤通过液化技术生产油品，是解决我国石油资源短缺的一条重要途径。
2 煤炭液化技术简介
煤炭液化是通过化学加工将固体的煤炭转化为液体的化学产品，有直接液化和间接 液化两种液化方式。
2.1 煤炭直接液化
煤炭直接液化是指对煤进行高压加氢直接转化成液体化学产品。煤炭直接液化工艺 特征是将煤制成煤浆，在高温高压下，通过催化加氢使煤浆成油，然后再通过提质加工， 生产出汽油、柴油、石脑油、液化石油气等化工产品。煤直接液化过程包括煤浆制备、反 应、稳定、加氢改质等单元。 2.1.1 我国煤直接液化发展介绍 我国从 20 世纪 70 年代开始开展煤炭直接液化技术研究。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

时也进行了煤液化油品的提质加工研究。 1997-2000 年，煤炭科学研究总院分别与美国、德国、日本等有关机构合作，完成了 神华煤、云南先锋煤和黑龙江依兰煤直接液化示范工厂的初步可行性研究。 神华集团在对国内外煤直接液化技术进行了认真比选的基础上，采用众家之长和成 熟的单元工艺技术，开发出神华自己的煤直接液化工艺路线和催化剂合成技术。以无水无 灰基煤计，C4 以上油收率为 57%—58%，油品重馏分增多，更有利于柴油产品的生产。催 化剂表现出非常高的活性，具有生产流程简单、操作平稳方便、投资小、运行成本低等优 点。2004 年 1 月，以煤直接液化中试为首要研究任务的“神华煤制油研究中心有限公司” 正式成立，2004 年 9 月，研究中心第一期工程，占地 150 亩的煤直接液化中试装置（PDU） 正式建成。2004-2006 年：6 吨/天的 PDU 装置进行了 3 次试验，其中 2006 年第三次运转 进煤 2477 小时（104 天）。 神华煤直接液化技术采用强制内循环的悬浮床反应器，采用成熟的减压蒸馏固液分 离技术，溶剂加氢采用 T－Star 工艺。 神华鄂尔多斯百万吨级煤直接液化示范项目于 2008 年 12 月 31 日打通流程，产出合 格油品和化工品。 神华煤直接液化百万吨级示范工程第一次投煤试运转期间，煤直接液化装置共计消 耗洗精煤 36524 吨(含水 17%)，制备煤浆 76000 吨。期间煤液化装置一共生产各类油品 26602 吨，其中含起始溶剂 17855 吨，净产油 8748 吨。煤的转化率为 90.94%(wt，无水无 灰基)。由于减压塔热量不足，造成残渣中含油量过高，实际油收率为 30.14%(wt，无水 无灰基)，如果将残渣中固体含量提高到设定的 50%，则实际油收率为 56.86%(wt，无水无 灰基)，达到了基础设计基准。
2.2 煤炭间接液化
煤间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转 化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。 2.2.1 我国煤间接液化进展简介 我国从 20 世纪 70 年代开始开展煤炭液化技术研究。“十五”期间，在国家 863 计

划的大力支持下，我国在煤炭间接液化技术研发方面取得了重大突破，成功地建设并运行 了两套年产油品 750 吨和 5000 吨的新型浆态床合成油品开发实验装置，取得了进一步放 大及其工程化所需的相关数据，在催化剂制备及在线分离、反应器设计、系统稳定运行等 方面均取得了重要成果，积累了一定的技术开发及工程经验，为我国煤炭间接液化技术的 进一步放大验证及商业化奠定了技术基础，培养了相关人才。 （1）750 吨/ 年液化装置的建设及运行 中国科学院山西煤炭化学研究所完成了 750 吨级间接液化技术中试，打通了工艺流 程，成功运转累计 3500 小时，达到与国际同类技术相同水平的技术经济指标。开发了可 用于工程的具有自主知识产权的煤炭间接液化催化剂系列产品，突破了制约煤炭间接液化 技术成本高的瓶颈。进行了催化剂的优化，并研究完成了工业规模的高效浆态床催化剂的 成型技术；开发了浆态床反应器技术，进行冷态实验，验证和改进浆态床内构件设计，并 建成了完整的中试技术平台，全面实现了中试的稳定运转，进行了中试反应器的流体力学 研究，形成了示范厂大型反应器的设计方案；解决了催化剂在线分离问题，在中间试验平 台上，获取工业设计数据；结合催化反应动力学研究，获得反应动力学模型，用于工业反 应器设计和模拟，形成煤基合成油浆态床工艺技术软件，进行广泛系统流程模拟分析；形 成万吨级合成油过程设计方案并完成技术经济评估，在此基础上进行示范厂的基础设计； 建设了油品加氢单管试验装置，并形成了合成油品专用配套加工技术。共形成专利 42 项。 （2）5000 吨/ 年液化装置的建设及运行 2002 年，兖矿集团在上海张江设立上海兖矿能源科技研发公司，引进国内、外高技 术人才，建立煤液化实验室，进行煤炭间接液化技术（低温费托合成工艺技术）的实验研 究工作。2003 年，在实验室研究的基础上编制了低温费托合成中试装置工艺设计软件包， 并通过了专家评审，同年完成了煤炭间接液化低温费托合成工艺中试装置施工设计。2003 年底完成中试装置建设。2004 年 4 月，万吨级/年（设计能力）煤间接液化中试装置打通 工艺流程，获得中试产品。该中试装置连续稳定运行了 196 天，取得了可为工业化应用 提供依据的完整的中试研究数据。与石油化工研究院合作开发的煤间接液化产品提质加工 技术的研究工作已全部完成。在较短的时间内开发出煤间接液化生产燃料油的成套技术。