煤炭液化在中國的發展前景

王麗(魯南煤化工研究院，山東 濟寧 272000)

1 煤炭液化是煤炭轉化的高新技術

煤炭化學液化化工是把作為固體的優質煤炭通過一種化學加工過程，使其成分轉化而成為其他液體化工產品(例如液態油或烴類化學燃料，如液態汽油、柴油等化工產品或其他化工原料)的一種技術。根據不同的煤炭加工工藝路線，煤炭連續液化工藝可以細分為直接連續液化和間接連續液化兩種三大類。直接氣體液化主要是對各種煤層氣進行高溫高壓煤氣加熱和氫直接液化得到各種液體化工產品的一種技術，間接氣體液化主要是先把各種煤氣化合物轉化成煤為液體合成氣(CO+H2),然后再在化學催化劑等的作用下直接合成各種液體燃料和其它液體化工產品的一種技術。煤炭燃料通過煤氣液化將其中的氧和硫等有害金屬元素以及其他礦物質充分脫除，產品為潔凈的煤燃料。

煤炭產能液化工程技術主要涉及成品煤的分離氣化、多相催化煤的加氫合成轉化、產品煤的分離及再氣化加工、原料煤的氣化及選擇多相催化加氫合成等以及煤層氣化工、石油化工等多種單元生產技術，高溫高壓，易燃易爆，單元生產規模大、現代液化工程技術綜合集成性強，可以直接得到潔凈的煤炭液體燃料或其它液體化工產品，是實現煤炭產能轉化的一種高新技術。

2 我國發展煤炭液化技術的重要意義

2.1 有利于提純煤炭

傳統煤炭使用燃燒方式下，煤炭點火燃燒加熱后會直接釋放大量的氣體二氧化氮及微量二氧化硫等有害化學氣體，造成嚴重的城市大氣污染。煤炭能源液化處理技術主要是廣泛指煤炭通過一系列自然物理化學反應對原始天然煤炭資源成分進行液化處理，得到相對清潔的新型石油天然能源的技術過程。這種現代煤炭燃前的氧化加工與熱能轉化處理技術，很好的有效去除利用掉了現有煤炭資源中所含有的氧化硫、氮及硫和氧等有害元素，是主要的現代煤炭潔凈處理技術。液化后，煤炭的液化清潔利用程度更加接近其他石油資源甚至比其他石油資源更加潔凈，煤炭中的液化清潔技術已經是目前減少工業大氣污染，減少工業廢棄物氣體排放的重要技術手段。我國現有石油資源儲量較少，但擁有煤炭資源石油儲量相對我國較多，煤炭氣和液化石油技術為發展提純利用煤炭石油奠定了堅實基礎，是當前我國促進能源工業可持續發展的一個重要途徑。

2.2 有效減少我國石油清潔能源管理的有效途徑

目前石油清潔能源主要用于分布在中東地區的一些發達國家，隨著國際石油價格的不斷大幅升高，石油的能源使用管理成本也不斷大大增加。我國現有煤炭總能源儲量相對豐富，煤炭資源液化石油技術在推進煤炭資源的清潔利用過程中已經發揮了一個巨大作用，是實現煤炭資源清潔代替其他石油資源，緩解目前我國現有石油工業短缺能源問題的重要技術手段，可有效大幅提高目前我國現有煤炭資源的清潔利用率。

2.3 實現我國煤炭資源可持續發展的重要手段之一

隨著當前我國推動綠色能源發展、綠色清潔能源發展理念的不斷提出，國家也在發展經濟過程中越來越多地重視煤炭能源的清潔節約使用，煤炭能源液化加熱技術在有效減少工業廢氣及其他有毒氣體的大量排放，提升我國煤炭資源利用率，實現我國煤炭資源的清潔可持續發展等等方面已經發揮了重要引導作用。在發展提純利用煤炭，實現節約煤炭資源的高能耗和低排放的過程中對它發揮了重要引導作用。

3 世界煤炭直接液化發展狀況

煤炭直接液化的工業化始于二戰時德國的軍事工業。現代的直接液化技術致力于緩和操作條件、提高液化油產率。這種先進的煤液化技術在西方發達國家己完成實現商業化的所有技術過程。由于市場因素的制約，在發達國家建設煤液化制油的工廠，現無法與煉油工業競爭，這種由政府投資開發成功的技術被當作應付石油危機的技術儲備。日本、美國和德國的煤液化工藝在技術上都是成熟的。三種不同的工藝具有其不同的特點：

3.1 日本NEDOL工藝

在溫和的液化反應條件下可以得到較高的油收率;液化油中輕質油餾份多;由可靠性高的單元組成;能適用于寬范圍的煤種。

3.2 美國HTI工藝

采用兩個串聯的重油沸騰床液化反應器，由于兩個反應器底部各設有一個重油液化循環泵，延長了重質液化油和惰性煤的液化反應時間，液化油的轉化率相對較高;同時采用活性較高的高密度分散液化鐵和煤系氣體催化劑，降低了鐵系催化劑的物理用量，反應器的壓力較低，僅為17MPa;固液萃取分離工藝采取臨界溶劑萃取分離工藝，提高了部分液化油的回收率。

3.3 德國IGQR工藝

煤油液化循環反應和優質液化油以及精制油的加氫在同一種的高壓分餾系統內，可一次分餾得到雜質和原子元素含量極低的優質液化油和精制油;液化循環利用溶劑反應采用供油加氧化氫型煤油，供油加氫循環性能好，煤油的液化反應轉化率高。

4 我國的國情:“富煤少油”

最近幾年以來我國的天然原油資源年產量一直保持徘徊在1.6 億噸，資源利用品位不高。90 年代以來一直靠國外進口主要石油資源彌補國內主要石油資源產量的不足。1992 年9 月我國再次成為國際成品油凈原料進口國，1993 年再次成為國際石油(包括原油和非成品油)凈原料進口國，1996 年又一次成為國際原油凈產品進口國。1999 年9 月我國天然原油的總產量為1.6 億噸，而原油需求量則僅為2 億噸，原油和天然成品油的凈產和進口量己首次突破了4000 萬噸，約等于占總原油消費量的20%。隨中國我國經濟的持續穩步發展，這種資源供需量小于需求的市場態勢還將進一步深化發展，石油資源消費量還將繼續猛增，預計2010 年以來我國消費石油的年均進口量將極有可能達到高達全國消費石油總量的40%,凈石油進口量大約為1.2 億噸。預計2015 年，我國國內石油資源需求量將為3.6億噸，缺口量將達1.9 億噸，石油資源自給率僅去年為47%。但由于我國仍然有豐富的大型煤礦產資源，我國仍然是目前世界最大的大型產業型煤出口國和煤炭消費國。到1999 年底，我國目前累計已經探明的各種煤炭總貯量大約為10018 億噸，煤炭總貯量大約占己國已探明的各種再生能源(包括煤炭、石油、天然氣及火力水電)總資源儲量的90%。充分利用當前我國天然煤炭資源十分豐富的氣候特點大力推廣開發以天然煤層氣代替石油的能源技術、多元化措施降低當前我國國內石油安全風險、及早深入考慮我國能源的結構多樣化問題是大家的普遍認同共識。我國目前擁有豐富的大型煤炭資源，是目前世界上最大的大型煤炭工業生產和能源消費國。

5 我國煤炭直接液化的發展狀況

我國從80 年代中期開始，在煤炭科學研究總院階段開展了燃煤直接煤氣液化機的研究研制工作，通過進行科技攻關和開展國際技術合作己2008 年建成0.02、0.1、0.12t/d 的新型煤炭直接利用液化燃料試驗裝置3 套，生產研制出了各種合格的汽、柴油和各種航空航天燃料液化產品，在煤炭催化劑原料篩選和設備研制上也已經取得了很大的技術進展。1996 年在國家計委和國家科委公司組織下，通過地方政府間技術合作，開始和美國、日本、德國公司進行技術合作，分別成功開展了國產神華焦煤(美國、日本)、黑龍江依蘭煤(日本)、云南先鋒煤(德國)的大型液化油氣試驗。煤炭油氣液化煉油是以利用煤油替代氣煉油的一個重要發展方面，我國的多個煤炭油氣液化煉油項目已經被列入國家潔凈煤技術九五計劃和2010 年發展規劃。

6 煤炭直接液化技術發展得到政府部門的重視

1996 年1 月10 日，中國代表國家科委主席江澤民同志視察煤炭科學研究總院北京煤化所煤直接燃煤液化油氣試驗裝置并認真聽取了情況匯報，指出我們要盡快將我國煤炭直接油氣液化試驗技術的創新發展從一個戰略性的高度上抓起予以充分重視。

煤液化是潔凈煤技術的重要組成部分，是中國社會、經濟可持續發展的重要項目之一。發展煤液化技術得到中國國內一些地方政府管理部門的高度重視，目前有的機構參與組織該技術的發展研究。中國有許多煤炭生產企業關注煤直接液化技術的產業化發展，有的企業已開展了大量前期工作。對煤直接液化技術研究和產業化發展，中國政府和有關管理機構將繼續給予支持和鼓勵。

7 我國煤炭直接液化的發展前景

無論是從過去、現在、還是將來，煤炭在整個我國都已經是清潔能源的重要主角。煤炭煤油作為清潔能源在為推動國民經濟發展作出重要社會貢獻的資源同時，在其綜合開發和利用的過程中也將會帶來一系列新的環境污染問題，煤炭的液化燃料技術無疑是潔凈燃料煤液化技術中最重要值得我們優先研究考慮的關鍵技術，其開發生產的煤氣油品為潔凈利用燃料，符合國家清潔利用燃料和環保法的要求，它對推進我國潔凈燃料煤液化技術的加快發展和促進環境資源保護無疑可說具有很大的積極推動力和作用。預計在”十五”期間，將來會有1～2 個的燃煤直接利用液化氣的商業化利用示范生產廠開工建立，為今后長期的產業發展打下基礎。煤層氣液化及其它相關產業配套技術的應用研究、開發也將因此得到進一步高度重視和大力發展。煤直接煤氣液化油還可用于生產優質民用汽油、柴油和其他航空專用燃料，尤其燃煤是汽油航空專用燃料，要求大于單位汽油體積的煤氣發熱量高，即使也要求環烷烴煤氣含量高，而采用煤直接液化油的物理特點主要是其中富含環烷烴，通過煤氣加氫處理即可直接得到優質汽油航空專用燃料。

我國煤炭煤油液化設備技術逐漸發展趨于成熟，完善的焦炭煤制油液化裝置，是未來我國企業繼續大力發展利用煤炭煤油液化的重要技術基礎支撐。就當前我國煤油資源配置分布不均狀況而言，呈現出各地煤油資源分布不均的特殊現象，表現是因為很多發達省份各地缺油富油乏煤，為有效解決各地煤炭石油資源的嚴重缺乏，帶動富油缺煤疏散地區實體經濟的健康發展，應積極探索發展利用煤炭石油液化生產技術。與一些發達國家企業相比，我國實施煤炭油氣液化千萬人工程的費用比較低，因而在推進煤炭油氣液化產業可持續發展建設過程中，比其他發達國家企業更具競爭優勢。

8 結語

當前我國天然煤炭資源豐富，在當下我國石油資源相對嚴重匱乏的實際條件下，大力發展液化煤炭氣和液化石油技術，是加快實現促進我國煤炭可持續發展，提高我國煤炭資源綜合利用率的一種有效途徑。為未來我國工業煤炭直接液化的研究發展應用提供了廣闊的發展前景。