我国煤制油技术的现状和发展样本

国内煤制油技术现状和发展

唐宏青

刊登于“化学工程”第10期

摘要：澄清代替燃料概念，简述国内为什么要搞煤制柴油，详细阐明煤制油发展历史，特别阐明中华人民共和国科学院在山西、内蒙两省区和伊泰潞安集团支持下，通过几代科学家艰难努力获得煤基间接合成油技术成果推向产业化，为国家能源安全做出重大贡献。论述间接液化技术核心和发展趋向，当前，国内技术已经成熟，可以自行建设成套大型化煤制柴油装置

核心词：煤制油，现实，发展

1 澄清代替燃料概念

近年来，关于代替燃料各种说法在媒体上屡屡浮现，例如“煤制油”、“煤代油”、“合成油”、“煤制柴油”、“直接液化”、“间接液化”、“甲醇汽油”、“甲醇制汽油MTG”、“乙醇汽油”、“生物柴油”等。这些名称对于专业人员来说，可以分清其中区别，懂得它们共同点和区别，但是对于非专业人士媒体，往往将它们搞混在一起，于是赞成这个不赞成那个，容易在无形中给人们导致误解。因而区别这些概念，澄清它们要点，从而可以让人们理解应当发展什么，不适当发展什么，使煤化工在一种健康道路上，获得实质性进步。见表1。

一方面找到它们共同点，就是生产油品。区别在于有一某些目的产品是柴油，而另一某些目的产品是汽油，此外，尚有是作为直接代替用品浮现。

另一方面，就是同一种产品，其质量不同、成分不同，用途也随之而变。

正是这些共同点和区别，可以将煤制油分为“煤制柴油”和“煤制汽油”两大类，各做各，互不干扰。

表1代替燃料概念

事实上，由于催化剂(钴系、铁系)不同和反映温度(高温、低温)不同，费托合成产品可以是以柴油为主，也可以是为汽油为主。但是在当前国内，费托合成制汽油是不被推荐，因素是国内柴油是不够，汽油是过剩。没有必要让费托合成去生产汽油，使过剩产品更加过剩。汽油代替办法已经诸多(乙醇汽油、甲醇汽油、MTG、天然气、LPG)，特别是近期中华人民共和国财政部宣布，”自1月1日起对任何浓度改性乙醇进口关税由30%下调为5%，此举有助于国内燃料乙醇进口和推广”[1]。因而，费托合成不从事合成汽油。

2 为什么要搞煤制柴油

从国内石油资源、消费量、战略需要等方面着手，国内应当适度发展煤制柴油。这个问题在各类文献中已经说得很明白，不在这里重复。但是咱们在这里要补充是，煤制柴油是补充而不是代替，不要把事情走到了一种极端，在全国搞上亿吨煤制柴油是不适当。

总所周知，中华人民共和国是一种贫油国家，自己原油不够，外购原油有困难，西方国家在设法制止国内买油。因而，国内需要煤制柴油技术作为一种补充。但同步中华人民共和国应当与世界同步，使用油气资源丰富国家石油和天然气。尽管进口石油和天然气困难很大，但是咱们应当做出不懈努力，力求多进口某些石油和天然气资源，现阶段不应当盲目地大量开采煤资源。

用合成油工业恰本地补充石油缺口，运用国内煤资源比石油资源丰富客观条件，恰本地以煤来代替石油是合理。可以将煤制油定位在以国内合成油技术建设少数几种煤制柴油工厂，这符合国家当前能源战略。

3 合成油发展历史

3.1 基本原理

费托合成Fischer-Tropsch Synthesis (FTS)是将含炭原料(如煤,天然气,生物质等)气化为合成气，然后通过催化剂转化为柴油,石脑油和其她烃类产品聚合过程。费托合成反映式为：

CO + 2.15 H2＝HC S + H2O 钴催化剂

CO + (1.5-1.7) H2＝HC S + H2O 铁催化剂

同步发生水煤气反映:

CO + H2O＝CO2 + H2

费托合成反映产物是多组分烃类混合物，产品分布见图１。

图１费托合成某些产品分布图

3.2国外发展历史

1923年德国Fischer和Tropsch发当前加碱铁屑上合成气(CO+H2)可制取液态烃燃料，反映条件为10~13.3 Mpa，447~567℃,后被称为F-T合成法。

1925年Fischer-Tropsch室温下合成烃类并申请专利。

1934年德国鲁尔化学公司开始建造以煤为原料F-T合成油厂，1936年投产，年产4000×104L。

1935～1945年二战期间，德国共建有9个F-T合成油厂，总产量达570 kt，其中汽油占23%，润滑油占3%，石蜡和化学品占28%；同期法、日、中也建了6个F－T合成油厂，总生产能力为340 kt。二战后因不能与石油竞争而纷纷关闭。

南非是个富煤缺油国家，长期受到国际社会政治和经济制裁，没有石油供应，被迫发展煤制油工业。

50年代初成立了Sasol公司，开始建第一种Sasol厂，于1955年投产，1980年与1982年又分别在赛昆达建成了Sasol Ⅱ厂和Sasol Ⅲ厂。Sasol公司是当前世界上最大煤化工综合公司，年耗原煤近50 Mt，生产油品和化学品7 Mt以上，其中油品近5 Mt。

该公司在近50年发展中不断完善工艺和调节产品构造，开发新型高效大型反映器，1993年又投产了一套2500 b/d天然气基合成中间馏分油先进浆态床工业装置。1995年该公司利润达28亿兰盾，创造财富126亿兰盾，年利润达40亿兰盾。

70年代初荷兰Shell公司开始合成油品研究，提出采用钴催化剂通过F-T合成制重质烃，然后再加氢裂解与异构化催化剂上转化为油品概念。

80年代中期，研制出新型钴基催化剂和重质烃转化催化剂，油品以柴油、煤油为主，副产硬蜡。1989年开始在马来西亚Bintulu建设以天然气为原料(GTL)500 kt/a合成中间馏分油厂，1993年投产直径5m天然气制油浆态床反映器，2500桶/天，运转正常并赚钱，生产高品质柴油(在优质柴油中调入量为30％)远销美国加州。近期国际原油价格上涨趋势和国际便宜天然气开发，激活和加剧了GTL开发和竞争热潮，诸多石油公司象荷兰Shell、南非Sasol、美国Exxon、美国Syntroleum、美国Rentech、美国Gulf Chevron、挪威Statoil等公司均投入巨大人力物力开发GTL新工艺，其中Exxon公司AGC 21工艺完毕了200 b/d中试，Syntroleum公司开发Syntroleum工艺完毕了2 b/d中试。

卡塔尔天然气制油10.7米浆态床投产，34000桶/天。