淺談煤制油化工工藝管理

盧軍(中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司 內蒙古 017209)

煤制油是一種石油替代的技術，依據我國多煤、少油的實際情況，煤制油技術的應用可以促進能源的可持續(xù)發(fā)展，進而促進我國經濟的健康發(fā)展。 隨著石油供應需求的不斷增加，石油供應緊張的情況成為急需解決的問題。為了確保滿足人們正常生活的能源需求，推進社會經濟更好地快速發(fā)展，可靠的能源保障成為我國社會經濟良好發(fā)展的基礎之一。我國雖然是一個能源大國，但是對于國際原油市場的供應依賴度在持續(xù)不斷地提高。由此可見我國在能源的有效利用上還存在一些亟待解決的問題，為了滿足能源供應的穩(wěn)定性和可靠性，新型的替代能源加工工藝的技術逐步登上歷史的舞臺，并逐漸扮演著日益重要的角色。如何依據現有的工藝技術，研究出新的適用于能源應用的技術成為全社會普遍關注的問題。在應用該技術的時候，我們也要細心研究其存在的問題及不足之處，通過不斷的改進和完善，確保煤制油工藝技術在能源發(fā)展上發(fā)揮最大的功效，為我國能源的發(fā)展貢獻一份力，進而為社會經濟的持續(xù)健康發(fā)展增磚添瓦。

一、煤制油工藝的發(fā)展史

煤制油是一種多元化的能源技術，其經過反復的研究，其應用的可靠和良好，已經得到越來越多的廣泛應用。德國在二次世界大戰(zhàn)的時候，由于資源緊缺，石油能源嚴重不足的背景下，德國首先進行煤制油技術的研究工作。德國在能源的應用和供應方面非常有自己獨特的主見。在十九世紀的時候，就出現了較為嚴重的能源供不應求的問題，德國率先分析和研制以煤制油的工藝和技術。二戰(zhàn)結束之后，歐洲的很多國家都效仿德國的制作工藝，走上了研究煤炭直接液化的技術中去，煤直接液化技術在這個時期成為炙手可熱的工藝。在1950年的時候，中東地區(qū)探測到規(guī)模較大的石油油田，因為石油的開采不僅成本不高，而且所得到的都是成品油，全球有極大部分地區(qū)開始投入到到石油采油的大浪潮中，對煤直接液化技術的探索陷入停頓的階段，并且在長久的時間內沒有得到相應的重視，出現一種發(fā)展滯留不前的局面，直至后來全世界爆發(fā)空前的石油危機，曾經遭到擱置的煤制油液化技術又重新登上歷史的舞臺。具有高超先進技術的德國、美國及日本，隨著不斷的改進研究和技術創(chuàng)新，在運用原有的煤制油液化技術為基礎之上，以減輕高額生產成本作為最終的奮斗目標，研究探索出全新的煤直接液化技術。研究出新型的煤制油的液化工藝原有的苛刻操作條件得以減低，在很大程度上節(jié)省成本，并提高了工作效率。雖然如此，但其所需的成本還是比石油的開采要高很多。

二、煤炭液化的工業(yè)原理

煤炭液化的工藝非常的復雜繁瑣，該工藝在加工的時候對周圍的條件有著嚴格的要求，并且不是所有的煤炭都可以用作液化工藝，只有某些優(yōu)質的原煤才可以達到液化工藝的要求。在我國運用最廣的就是煤制油直接液化的工藝。

1.對煤進行直接液化的過程

通常情況下，可以把煤制油的工藝劃分為直接液化和間接液化兩種形式。煤炭是較為主要的固體燃料，因為煤炭的成因繁多復雜，它的構成也及其的復雜。煤炭通過有機物的燃燒而得到能量，該有機物主要由碳、氧、氫和其它少量的硫、磷等元素構成。如果煤的分子結構很復雜，那么其煤化的程度也是最深層次的。煤的分子結構以芳核為主，必須在高壓高溫的環(huán)境中，把煤炭從原有的固體形態(tài)加工至液體燃料，運用加氫液化完成整套的工序。該工序劃分為三個環(huán)節(jié)，這三個環(huán)節(jié)具有不可逆性。

(1)煤炭受熱進而分解

把煤炭的溫度加到300度，這個時候的煤由于遭受嚴重的熱度，它內部的分子結構中相對較弱的橋鍵出現斷裂的情況，這是煤的分子結構已經被打碎，會出現數量很多的自由基，這部分自由基的相對分子質量比較大。

(2)加氫液化。由于煤炭遭受巨大的熱量得到自由基分子的時候，可以在高壓的環(huán)境中加入適量的氫氣及氫溶劑，原來的固態(tài)煤經過轉化得到液化油分子和瀝青烯。

(3)經過液化的油分子和瀝青烯由于不停的加氫作用，不斷裂化，進而得到更小的分子。

2.煤直接液化的工藝流程

(1)備煤

直接液化對于煤炭的質量具有較高的要求，因此選擇合適的煤源變得尤為重要，直接液化所用的優(yōu)質煤只有少量的褐煤及長焰煤可以投入使用。之后對煤炭進行干燥和破碎的處理。

(2)配置煤漿

煤直接液化的工藝是指先把煤炭磨碎，再把其與液化重油相互配合成煤漿。由于煤炭的加熱，在高溫高壓的環(huán)境中固態(tài)的煤因為遭受巨大的熱量進而分解其原有的自由基狀態(tài)。

(3)加氫液化及固體分離

在對煤制油工藝進行加氫液化這一步驟時，在高溫高壓的環(huán)境中為煤漿加入氫氣或氫溶液讓其進行反應，進而煤得到轉化成不同的石油產品。通常情況下煤制油直接液化的收油率在70%左右，剩余的物質為殘渣，這就是直接液化工藝中固態(tài)分離。

(4)凈化氣體

通過反應的液態(tài)煤中含有數量較多的氣體、固體和液體，這里氣體的主要成分是氫氣，固體就是經過直接液化工藝得到的殘渣，液體為煤制油，在這個時候對氣體進行凈化，從而獲取氫氣。

(5)液體的分餾及精制

剛經過液化工藝得到的是粗油，其中含有大量的芳烴及石腦油餾，在這是可以在加入氫氣進行分餾工藝，會獲得大量的芳烴原料及汽油。把煤制油工藝液化的重油及中油混合在一起加入氫氣可以得到汽油，可以在進行加氫液化之前做深度加氫的環(huán)節(jié)，可以去除調當中的金屬鹽及其他物質。

(6)煤直接液化的好處

運用煤直接液化的辦法，可以在很大程度上提升原煤的生產率。在對煤進行直接液化的時候，通常情況下一噸的優(yōu)質煤可以生產出0.5—0.6噸油。由此得出，煤直接液化的方式生產率較高，是煤制油的主要辦法。

三、煤制油工藝的發(fā)展方向

能源問題是國民經濟中最為主要的問題，如果能源的問題得不到解決，那么一個國家的GDP值也不會有多大的進展，進而影響到國民經濟的可持續(xù)發(fā)展，接下來的后果可想而知。 由于煤直接液化技術的不斷改革，煤油共煉工藝走入研究的領域中，煤油共煉工藝和直接液化的形式大體相同，先把混合渣油和煤生存油煤漿，隨后把其冶煉成液體燃料，不使用循環(huán)油的環(huán)節(jié)。煤油共煉技術可以提升收油率，也放開了對煤質的要求，在很大程度上提升了氫的利用率，生產成本得到很大的降低，該工藝具有較高的實用性和可行性，在對沒進行間接液化的時候，漿態(tài)床催化劑及等溫的反應器是主要的技術。在中國未來的煤制油化工工藝發(fā)展與改革中，煤油共煉技術將得到越來越多的關注與認可，可以探尋具有很大表面積和孔徑、合適酸堿性等特點的載體開發(fā)催化劑，也可以對貴金屬、稀有金屬等助劑做深層次的研究。確保間接液化工藝朝著操作穩(wěn)定、簡便、降低能耗等反面發(fā)展。

結束語

隨著石油供應能源的日益緊張，新型的煤制油工藝成為解決能源供應局面的重要方法。從分析煤制油工藝結果得出，煤直接液化的工藝產出率高，整體投入中，其在煤化工生產中得到廣泛的應用。因為煤間接液化工藝產出率比較低、能源消耗多，在煤化工生產中應用不多。為了進一步提升煤制油技術的質量，必須認真研究現有的工藝流程，尋找更好的方法，確保煤制油的整體產量穩(wěn)步上升。

[1]曹湘洪.實現我國煤化工、煤制油產業(yè)健康發(fā)展的若干思考[J].化工進展.2011(01).

[2]武振林.煤液化瀝青的制備及其在配煤搗固煉焦中的應用[J].天然氣化工(C1化學與化工).2013(04).

[3]梁文彬,薛寶東.合理操作:提高煤炭采樣的精密度和代表性[J].價值工程.2011(04).

[4]李克健,吳秀章等，煤直接液化技術在中國的發(fā)展[J].潔凈煤技術.2014(02).

[5]張揚健.我國發(fā)展煤制油的可行性和前景分析[J].中國石化.2011(01).