神华鄂尔多斯百万吨煤制油项目

■神华鄂尔多斯108万吨/年煤制油项目

国家重大能源战略工程项目，百万吨级煤直接液化关键技术及示范项目

【1】项目进展回顾

1997年

神华集团与美国合作完成了项目的（预）可行性研究，从技术上和经济上进行了建设大规模煤液化装置的论证和讨论；

2001年3月

项目建议书获国务院批准；

2002年8月

可行性研究报告获国务院批准；

2004年8月

国家发改委批准项目一期工程开工建设；

2005年1月

上海煤液化中试装置（PDU）投煤试运行，获得试用试验油品，工艺流程全面打通；

2005年4月

项目核心装置开始建设；

2005年10月

上海煤液化中试装置（PDU）优化改造后再次投煤开工，试验装置运转稳定，各项控制参数正常；经化验数据分析，装置蒸馏油收率达到54%—56%，转化率为90%—91%，神华煤直接液化工艺技术的可行性和可靠性在试验中得到验证；

2007年底

建成

2008年12月31日

经过一年试车，打通全流程，产出合格油品和化工产品；

后续几年：工艺优化和改造，实现了装置的安全稳定较长周期运行。项目操作弹性、生产符合、开工率、油收率、能源转化效率均达到设计值。

2010年5月

项目平均日产量达2000—2800吨；

2010全年

最长连续运转2071小时，共运行5000小时，生产油品45万吨；

2011年上半年

项目生产油品46.7万吨，实现利税8亿元；

2011年7月

百万吨级煤直接液化关键技术及示范，国家重大能源战略工程项目通过专家鉴定；

2011全年

全年开车运行6744小时，年产油量79万吨，总利润为10.05亿元人民币，净

利润达到4.06亿元人民币；

2012全年

全年开车运行7248小时，年产油86.5万吨，总利润为18.6亿元人民币，净利润为5.8亿元人民币；

2013全年

全年开车运行7556小时，首次超过设计值7440小时。共生产油品86.6万吨、聚烯烃产品54.5万吨、精甲醇127.9万吨、型煤9.4万吨，实现营业收入148

亿元。

【2】工艺流程介绍

神华直接液化工艺流程图

流程说明

项目工艺流程主要包括煤炭洗选单元，制氢工艺单元，催化剂制备单元，煤液化反应单元，加氢改质单元等。

神华煤直接液化项目以神府东胜煤田的高品质原煤为原料，洗选后的原煤经皮带机输送到备煤装置，加工成煤液化装置及其他装置所需的煤粉。催化剂原料在催化剂制备装置加工，并与供氢溶剂混合调配成液态催化剂，送至煤液化装置，在高温、高压、临氢和催化剂的作用下，发生裂化反应生成煤液化油送至加氢稳定装置(T-Star)，反应剩余的煤粉和部分油质组成的油渣送至自备电站作为燃料。

加氢稳定装置主要是生产满足煤液化要求的供氢溶剂，同时将煤液化粗油脱除硫、氮、氧等杂质进行预精制。其中，柴油馏分送至加氢改质装置进一步提高油品质量，轻质溶剂返回煤液化装置和备煤装置作为供氢溶剂使用。

各加氢装置产生的含硫气体经轻烃回收及脱硫装置处理后作为燃料气。加氢稳定产物分馏切割出的石脑油至轻烃回收及脱硫装置处理，重石脑油进一步到加氢改质装置处理。

各装置产生的酸性水在含硫污水汽提装置处理后循环使用。煤液化、煤制氢、轻烃回收及脱硫和含硫污水汽提等装置脱出的含硫化氢酸性气体，经硫回收装置制取硫磺。

各加氢装置所需的氢气，由煤制氢装置生产供给。空分装置制取氧气和氮气，供煤制氢、煤液化等装置使用。

【3】核心工艺的选择

世界上典型的煤直接液化工艺主要有3种，即德国的IGOR工艺、日本的NEDOL 工艺和美国的HTI工艺，如何在这3种工艺中作出合理正确的选择，是项目规

避技术风险的重要环节。选择煤液化工艺首先要考虑煤质的适应性，试验表明神华煤非常适合采用直接液化工艺。同时采用煤直接液化工艺投资省、运行成本低，因而投资回报率高。

为确定最佳煤直接液化工艺，神华集团多次组织国内、外专家对上述技术进行研究和比较论证，2002年6月神华集团与美国HTI公司签订了技术转让许可证协议，2002年8月HTI提交经过修改后的工艺包。为确保第一条生产线的稳定可靠，神华集团对HTI工艺进行了重大修改，最终确定采用此项世界上最先进的

煤直接液化工艺。其突出特点如下：

1、在反应器设置外动力循环方式来实现液化反应器的全返混运转模式，油收率较高。

2、使用新一代的高效催化剂，添加量少，成本低。

3、全馏分离线加氢，供氢溶剂配制煤浆，实现长期稳定运转。

4、反应条件相对比较温和。

美国HTI工艺

HTI工艺是在H-COAL工艺和CTSL工艺的基础上发展起来的。

H-COAL是由美国碳氢化合物研究公司研制的，其前身是沸腾床重油加氢裂化H-OIL工艺。H-COAL以褐煤、次烟煤或烟煤为原料，生产合成原油或低硫燃料油。原料煤经破碎、干燥后与循环油一起制成煤浆，加压到21MPa并与氢气混合，进入沸腾床催化剂反应器进行加氢液化反应，经分离、蒸馏加工后制得轻质油和重油。该工艺特点是：高活性载体催化剂，采用固、液、气三相沸腾床催化反应器；残渣作气化原料制氢气。CTSL工艺是在H-COAL工艺基础上发展起来的催化两段液化工艺。特点是反应条件缓和，采用两个与H-COAL工艺相同的反应器，达到全返混反应模式；催化剂为采用专利技术制备的铁基胶状催化剂，催化剂活性高、用量少；在高温分离器后面串联有加氢固定床反应器，起到液化油加氢精制的作用；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大程度回收重质油。

在上述两种工艺的基础上，利用悬浮床反应器和铁基催化剂进行工艺改进，形成了HTI煤液化新工艺。HTI工艺的主要特点是：反应条件比较缓和，反应温度440~450℃，压力17MPa；采用悬浮床反应器，到达全返混反应模式；煤液化的第一段和第二段都是装有高活性加氢和加氢裂解催化剂（Ni、Mo或Co、Mo）的沸腾床反应器，两个反应器既分开又紧密相连，可以使加氢裂解和催化加氢反应在各自的最佳条件下进行。液化产物先用氢淬冷，重质油回收作溶剂，排出的产物主要组成是未反应煤和灰渣。同氢-煤工艺相比较，C4以上在402℃馏分油