煤炭液化技術(shù)的發(fā)展

2008 年第3期內蒙古石油化工煤炭液化技術(shù)的發(fā)展宋傳平(神華煤制油廠(chǎng)煤制氫聯(lián)合車(chē)間,內蒙古鄂爾多斯017209)摘要:我國煤炭?jì)α控S富,煤液化制油技術(shù)是緩解我國一次能源結構中原油供應不足的措施。文章介紹了煤炭液化的方法、原理和國內外研究發(fā)展概況。關(guān)鍵詞:煤液化;能源;直接液化;間接液化石油是重要的戰略物資,它既是能源,也是寶貴通過(guò)液化使之轉化成油,是解決我國石油短缺的一-的化工原料。我國已探明的石油剩余可采儲量只有條重要途徑,具有戰略意義和現實(shí)意義。由于全球的數十億噸,難以滿(mǎn)足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的要求。煤炭?jì)α繕O其豐富,因此煤炭液化可作為替代液體我國有豐富的煤炭資源，全國累計探明煤炭保燃料來(lái)源之。有儲量超過(guò)1萬(wàn)億噸，其中經(jīng)濟可開(kāi)采儲量約占.1煤炭的液化技術(shù)30%.幾年來(lái),煤炭在全國一次能源生產(chǎn)和消費中的煤的液化技術(shù)主要分為直接液化和間接液化兩比例占70%左右,在未來(lái)30~50年內,仍有可能在種,目前國外這兩種技術(shù)都很成熟。50%左右。1.1 煤炭直接液化技術(shù)。該技術(shù)是把煤先磨成粉，隨著(zhù)國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不再和自身產(chǎn)生的液化重油(循環(huán)溶劑)配成煤漿,在斷提高,我國一次能源中石油供需矛盾日益突出:高溫(430C ~465C)和高壓(17MPa ~ 30MPa)下直1995年原油進(jìn)出口量基本持平,輕油(輕油、柴油)接加氫,將煤轉化成汽油、柴油等石油產(chǎn)品。1t 無(wú)水凈進(jìn)口量1000萬(wàn)t,2000年石油進(jìn)口已近7000萬(wàn)t,無(wú)灰煤可產(chǎn)500~ 600kg油,加上制氫用煤,約3~4t .預計2010年將達到1億t。國內有豐富的煤炭資源，.原煤產(chǎn)1t成品油[”。使柴油機運作狀態(tài)達到最佳。分送到每個(gè)噴油器;并借助于集成在每個(gè)噴油器上的高速電磁開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)啟與閉合,定時(shí)、定量地控制噴油器噴射至柴油機燃燒室的油量,從而保證柴油機達到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的點(diǎn)火時(shí)間、足夠的點(diǎn)火能量和最少的污染排放。因工作原因,筆者接觸到橇裝制氮注氮氣舉裝TTTTTT置中配套的卡特彼勒C- 10.C- 3412兩種型號柴油機。以上兩型柴油機均采用了電噴渦輪增壓技術(shù)，具有自動(dòng)化程度高、系統工況自診功能及低污染排圍放等優(yōu)點(diǎn)。但對燃油、機油品質(zhì)和保養工作要求較高。電噴發(fā)動(dòng)機對油質(zhì)較敏感,在正常使用周期內，應該采用高標號,低含硫燃油并經(jīng)常排放油水分離微機控制柴油機高壓共軌噴射系統圖器和燃油箱中的積水和沉污。在使用期間中應嚴格由于高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，執行保養程序,定期更換柴油機潤滑油和機油濾芯，通過(guò)對公共供油管內的油壓實(shí)現精確控制,使高壓更換燃油濾清器(燃油濾清器包括粗濾器，油水分離油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機的轉速無(wú)關(guān)。這樣可以大幅器和細濾器)。在更換燃油濾芯時(shí),一-定 要把安裝口度減小柴油機供油壓力隨發(fā)動(dòng)機轉速的變化,因此端塵土擦除干凈,避免灰塵進(jìn)入細濾出油口,造成對也就減少了傳統柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的觸動(dòng)泵內泵動(dòng)偶件損壞。噴油量,噴油量大小取決于燃油軌(公共供油管)壓中國煤化工-點(diǎn)理論認識和實(shí)力和電磁閥開(kāi)啟時(shí)間的長(cháng)短。共軌式電控燃油噴射踐體YHCNMHG'業(yè)內專(zhuān)家予以指技術(shù)通過(guò)共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，正。收稿日期:2007-11-1450內蒙古石油化工2008年第3期煤的直接液化工藝流程見(jiàn)圖1.第一座由煤生產(chǎn)燃料油的SASOL- I廠(chǎng).1980年和1982年又相繼建成了SASOL- 1廠(chǎng)和SASOL- I催化劑廠(chǎng),當時(shí)SASOL- I廠(chǎng)和SASOL-■廠(chǎng)投資達70氣億美元,相當于現在的140億美元。3個(gè)廠(chǎng)年用煤總?油計達4590萬(wàn)t,主要生產(chǎn)汽油、柴油、蠟、氨.乙烯、丙→煤漿反應十分離提質(zhì)→柴油烯、聚合物、醇、醛、酮等113種產(chǎn)品,總產(chǎn)量達768萬(wàn)其他t,其中油品458萬(wàn)t,占60%;化工產(chǎn)品310萬(wàn)t,占循環(huán)格劑40%9。--中渣2我國煤炭液化技術(shù)的進(jìn)展圖1煤的直接液化流程示意圖2.1直接液化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)煤炭直接液化技術(shù)的發(fā)展始于20世紀初的德為了尋求廉價(jià)生產(chǎn)人造石油的有效途徑,解決國。1913年,德國的柏吉烏斯首先研究了煤的高壓石油短缺問(wèn)題,我國自1980年重新開(kāi)展煤炭直接液加氫,并獲得了世界上第-一個(gè)煤炭液化專(zhuān)利。1927化技術(shù)研究。在煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究年,德國在萊那(Leuna)建立了世界上第一個(gè)煤炭所建成具有先進(jìn)水平的煤炭直接液化、油品提質(zhì)加直接液化廠(chǎng),規模為10萬(wàn)t/年。1936~1943 年德國工、催化劑開(kāi)發(fā)和分析檢驗實(shí)驗室,開(kāi)展了基礎和技又先后有11套煤炭直接液化裝置建成投產(chǎn).到1944術(shù)研究,取得了- -批科研成果,為深入進(jìn)行工藝開(kāi)發(fā)年，德國媒炭直接液化工廠(chǎng)的油品生產(chǎn)能力已達到和籌建大型煤炭直接液化生產(chǎn)廠(chǎng)奠定了基礎。423萬(wàn)t/年,為德國在二戰中提供了2/3的航空燃料2.2 煤炭間接液化技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和50%的汽車(chē)和裝甲車(chē)用油”。二戰前后,美國、日20世紀80年代初,中科院山西煤化所開(kāi)始了煤本、法國、意大利、原蘇聯(lián)等國也相繼進(jìn)行了煤的直基合成液體燃料的研究,提出將傳統的F-T合成接液化技術(shù)研究。20世紀50年代以后,隨著(zhù)中東地與選擇型分子篩相結合的兩段法改進(jìn)F-T合成區大量廉價(jià)石油的開(kāi)發(fā),煤炭直接液化逐漸失去了(簡(jiǎn)稱(chēng)MFT法)汽油新技術(shù)。1994 年11月完成了70競爭力和繼續存在的必要。1973 年后,由于中東戰余天的工業(yè)性試驗2000t/a.爭,在世界范圍內發(fā)生了一場(chǎng)石油危機,煤炭液化技其基本工藝過(guò)程是傳統F-T合成與選擇型分術(shù)又開(kāi)始活躍起來(lái)。德國、美國、日本等發(fā)達國家,在子篩相結合的改進(jìn)兩段法F- -T合成。主要特點(diǎn)是:原有基礎上相繼研究開(kāi)發(fā)了- .些煤炭直接液化新工將傳統F-T合成寬餾分烴類(lèi)(Cr~Co)縮小到藝,其中大部分研究工作重點(diǎn)是降低反應條件,從而C.~Crz,其中汽油餾分占70%~80%,且質(zhì)量達到降低煤液化油生產(chǎn)成本的目的。不少?lài)乙淹旰?辛烷值可達90以上;產(chǎn)品分布可調性大,在合成.成了中間放大試驗,為建立大規模工業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)打下汽油的同時(shí),可聯(lián)產(chǎn)煤氣、高級硬蠟、化肥。了基礎。目前,有代表意義的是德國的200t/天新的2.3 直接液化與間接液化的對比.二段液化( IGOR)工藝,美國的600t/天氫煤法(H-間接液化由于原料煤要全部氣化,約5t煤才可coal)工藝和日本的150t/天NEDOL工藝。合成1t液體產(chǎn)品(同時(shí)生成約1.3t水),煤炭消耗和1.2煤的間接液化技術(shù)。該技術(shù)是先將煤全部氣化公用工程消耗較多,能量轉化率低,投資高,投資回.成合成氣,然后在催化劑作用下合成為油品和其他報率低,但它可以液化各種煤,產(chǎn)品品種較多,并且化學(xué)品,約5~7t煤產(chǎn)1t油[2]?？梢缘玫礁哔|(zhì)量的柴油。煤的間接液化工藝流程見(jiàn)圖2。直接液化由于氣化3t煤就可生成1t液體產(chǎn)品,副產(chǎn)燃料氣投資較低,投資回報率高,但對煤種有一定要求。[參考文獻]原料煤氣粗煤氣H+CO|合| 汽油等1] 吳春來(lái).煤炭間接液化技術(shù)及其在中國的產(chǎn)業(yè)化前景[J].煤炭轉化,2003, (2):45~49.化[2]賈明生，陳恩鑒,趙黛青. 煤炭液化技術(shù)現狀合成不蠟與發(fā)展前景[J].選煤技術(shù),2003,(4).50~54.[3]杜銘華,舒歌平. 中國煤炭液化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化前圖2煤的間接液化流程示意圖中國煤化工-9):1~5. .煤的間接液化技術(shù)是一種非常成熟的技術(shù),南.[4] .展現狀及投資前非SASOL公司運用該技術(shù)生產(chǎn)油品已有50多年的fYHC N M H Go1,(6). 6~11.歷史。該公司成立于20世紀50年代初，1955年建成