煤炭液化技術的發展摘要 本文分別介紹了煤炭直接液化和間接液化技術及其發展歷程，展望了煤炭液化的發展趨勢和應用前景。煤炭液化是一種先進的潔凈煤技術，主要生產含硫量含氮量和烯烴極低的馬達燃料(汽油、優質柴油和航空煤油)、液化石油氣、烯烴和芳烴化學品，是“煤代油”的一條重要途徑。關鍵詞 煤炭直接間接液化一、前言隨著國民經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，我國一次能源中石油供需矛盾日益突出，1995年我國的原油進出口量基本持平，輕油(輕油、柴油)凈進口量1000萬噸，2000年后我國的石油進口已達7000萬ta，預計2004年我國石油進口將達到1億t。石油是重要的戰略物資。石油是能源也是寶貴的化工原料。我國已探明的剩余可采儲量只有數十億t，難以滿足國民經濟高速發展的要求。我國煤炭儲量豐富，中國煤炭探明可采儲量為世界總量的116，僅次于美國、俄羅斯，居第三位。我國有著豐富的煤炭資源，全國累計探明煤炭保有儲量超過1萬億t，經濟開采儲量達1700多億t。全國垂深2000m以淺的煤炭資源總量為超過5億t。我國煤炭資源種類齊全，包括從褐煤到無煙煤各個煤種。在已發現資源中，煉焦煤占2765，動力煤約占7254；動力煤中褐煤占1775，低變質煙煤占4463。煤炭是我國的主要能源，近年來在我國一次能源生產和消費總量中均占70以上。在未來30-50年內，我國一次能源生產、消費中煤炭所占的比重有可能仍將超過50。實踐證明，煤炭在生產、運輸和使用過程中通過采用潔凈煤技術完全可以清潔利用。為此需要增加一些必要的設備、設施和操作費用，但可以得到顯著的環境效益和社會效益。總之，在相當長一段時間內煤炭是我國最可靠的、可依賴的、廉價的、可以潔凈利用的能源資源。我國煤炭資源中適合煤炭直接液化的褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤等低變質煤占已發現資源量的5813。其中僅神華集團神東煤田的探明儲量就高達2300億t，如果全部液化，可以生產800億t1000億t人造石油。可以氣化制合成氣的煤都是間接液化的原料煤，幾乎所有的煤炭資源都可以用于氣化。以富煤缺油的南非為例，在國際石油禁運期間，南非的石油供給主要靠煤的間接液化合成油；在解除石油禁運以后，南非的合成油廠為了提高經濟效益，增加了化學品的生產比重，但現在其生產的汽油、柴油仍然占南非國內需求的一半左右。在我國，神華煤直接液化項目一期設計生產油品250萬ta，二期達到500萬ta，遠期為1500萬ta，神華煤間接液化項目的規模一期生產油品300萬ta，二期達到500萬ta，遠期為1500萬ta，神華煤直接液化與間接液化示范工程項目建設完成后將形成3000萬ta的油品生產能力。一旦神華一期工程建成投產，將有一批煤炭直接液化廠在國內興起。國內擬建煤液化廠的有陜西榆林、山東兗州、肥城、云南先鋒、內蒙勝利、黑龍江依蘭、雙鴨山、河南義馬、貴州水城、寧夏寧東等煤田或地區，可以預計，未來幾十年中國煤炭液化產業發展將大致分布在以神華集團為核心的西北、華北產業區，以云南、貴州為主的西南產業區，以黑龍江省為主的東北產業區，每個產業區可建成若干個相互聯系、又獨立運行的液化工廠，產量均在每年數百萬t或數千萬t。我國實現煤液化的產業化必將有助于減輕我國對石油進口的依賴。能源供應是國民經濟持續穩定發展的要素，是現代化建設的基礎，煤炭液化是先進的潔凈煤技術和煤轉化技術之一，煤炭液化技術是我國一項具有戰略意義和現實意義的能源技術。二、煤炭液化技術簡介煤炭液化是用煤為原料以制取液體烴類為主要產品的技術。煤液化分為“煤的直接液化”和“煤的間接液化”兩大類。煤的直接液化是煤直接催化加氫轉化成液體產物的技術。煤的間接液化是以煤基合成氣(CO+H2)為原料，在一定的溫度和壓力下，定向地催化合成烴類燃料油和化工原料的工藝，包括煤氣化制取合成氣及其凈化、變換、催化合成以及產品分離和改質加工等過程。煤炭液化由于采用的工藝和催化劑的不同，可以生產汽油、柴油、LPG(液化石油氣)、噴氣燃料，并提取BTX(苯、甲苯、二甲苯)，也可以生產乙烯、丙烯、a烯烴和石蠟等化工原料和產品。煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化劑，煤中硫在氣化和液化過程中轉化成H2S再經分解可以得到元素硫產品1煤炭直接液化工藝煤的直接液化是煤在適當的溫度和壓力下，催化加氫裂化生成液體烴類及少量氣體烴，脫除煤中氮、氧和硫等雜原子的轉化過程。煤炭直接液化生產過程可分為4個主要單元(不包括制氫部分)：煤漿制備單元：將煤破碎至08，揮發分高、活性組分高、灰分低的煤，都具有良好的液化性能。煤液化可以加工高硫煤。（2）催化劑的篩選和研究煤科總院在直接液化催化劑的篩選和研究方面的工作分兩部分進行。一是天然礦物催化劑的篩選和微粉碎及其評價，二是高活性催化劑的研制。煤科總院對我國的硫鐵礦、鈦鐵礦、鋁廠赤泥、鎢礦渣、鉬礦飛灰、高爐飛灰等27種天然礦物進行了活性篩選，從中選出了5種活性較高的催化劑，達到或超過了合成硫化鐵的催化活性指標。國家863項目研制成功納米級鐵系催化劑，催化活性達到了世界先進水平。（3）煤液化油提質加工的研究利用國產催化劑，進行了煤液化油的提質加工研究，經加氫精制、加氫裂化和重整等工藝的組合，成功地將煤液化油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油。（4）工藝技術研究煤科總院對北宿、神木、天祝、先鋒等4種煤樣進行了工藝條件試驗。結果表明，采用鐵系催化劑，一段液化工藝的適宜條件是：煤漿在反應器內停留時間不能小于1h，氫濃度應控制在90左右，循環氫流量應控制在Q2m3kg煤，反應溫度取決于原料性質和反應壓力，一般在440470范圍內。新開發的“神華煤直接液化工藝”在2004年5月通過了煤炭協會和石油化工協會組織的技術鑒定，該工藝采用全部供氫性循環溶劑制備煤漿、強制循環懸浮床反應器、減壓蒸餾分離瀝青和固體，強制懸浮床加氫反應器等成熟單元組合，采用的催化劑是國家“863”項目研制成功的催化劑。“神華煤直接液化工藝”可靠性高，經濟性好。3我國煤炭間接液化技術研究開發我國50年代在錦州石油六廠建成2萬ta的F-T合成油車間，至60年代中期停產。與此同時，中國科學院大連化物所對F-T合成技術進行了大量研究工作，于1953年建成處理能力為500m3d合成氣的中試裝置，進行了1500h的運轉，取得了與南非SASOL相近的結果，之后擬建處理能力為10萬m3d合成氣的工藝試驗車間，后因大慶油田的開發而終止。我國自八十年代初恢復煤基合成液體燃料的研究開發以來，中科院山西煤炭化學研究所率先開始了合成油的研究開發工作，在分析了國外F-T和MTG工藝的經驗基礎上，提出了將傳統的F-T合成與沸石分子篩特殊形選作用相結合的固定床兩段法合成(簡稱MFT)和漿態床固定床兩段合成(簡稱SMFT)工藝，先后完成了MFT工藝的小試、模試和百t級年中試，取得了油收率較高，油品性能較好的結果，接著進行了2000ta的工業性試驗和SMFT工藝的模試，并對自主開發的兩類催化劑分別進行了3000h的長周期運行，取得了令人滿意的結果。“十五”期間，中科院山西煤炭化學研究所和兗礦集團分別進行1000ta和10000ta的漿態床合成油試驗研究。同時，國內其他有關單位也先后開展了F-T合成及改進工藝的研究與開發。清華大學、北京化工大學著重于實驗室的基礎研究，中科院大連化物所和南京化工研究院則致力于合成催化劑的開發與工藝的改進，都取得了可喜的成果，但均處于小試和模試階段。四、煤炭直接液化與間接液化的對比1煤炭直接液化與間接液化的技術經濟對比2002年8月14日，國務院討論并通過了神華煤直接液化項目的可行性研究報告。2004年8月，神華煤直接液化項目正式批準開工。近年來，河南平煤集團、寧煤集團、神華集團和兗礦集團都在進行煤炭間接液化項目的前期工作，先后完成了預可行性研究。 表3神華煤直接液化和間接液化的技術經濟對比 項目 神華煤直接液化 神華煤間接液化 工藝過程 煤與溶劑混合直接催化加氫 煤先制成煤氣再催化合成 主要產品 汽油、柴油、LPG 石腦油、柴油、LPG 油品規模/萬t/a 250 250 噸油成本/元/t 1400 1600 總投資/億元人民幣 163 200 全投資內部收益率（所得稅前）/% 12.56 1011 煤炭用量/萬/t/a 603 1200 新鮮水用量/t/t油 56 9122煤炭直接液化與間接液化的產業化應協調發展兩種煤液化工藝的技術和經濟分析表明，直接液化和間接液化之間不但不是相互排斥，而且還有互補性。走直接液化和間接液化一體化的道路可能是煤制油產業化發展的最佳選擇。（1）直接液化和間接液化一體化使煤制油生產和產品分布更加靈活。直接液化產品主要是汽油、柴油和航空煤油等運輸燃料，同時生產LPG和液氨、硫磺等，化工產品較少。間接液化無論是高溫法還是低溫法都會生產出油品和種類繁多的化工產品。F-T合成的產物中既有氣體、液體產物，又有固體產物，組成非常復雜，除少量易溶于水的低碳醇、酮外，主要是含有從低分子(C1)氣態至高分子(C50左右)固體蠟的烴類化合物的混合物，其餾份組成、族組成和性質因催化劑和合成工藝條件的不同而各異。氣態烴可以提取人工合成天然氣甲烷、乙烯、丙烯、丁烯和LPG等產品。液體產物可以提取石腦油餾份、煤油餾份和柴油餾份，重質組分可以得到軟蠟。固體產物可以制造高級硬蠟。F-T高溫(300350)合成以生產化學品為主。以南非SASOL-、廠采用的固定流化床合成產物為例，C1C4占產品總量的44左右，其中烯烴占產品總量的26，可以生產高價值的乙烯、丙烯，對價值相對較低的丁烯可以與乙烯按適當比例混合經歧化反應變成丙烯。石腦油餾份加氫飽和作乙烯原料。柴油餾份中含有大量烯烴，應提取C10C13a-烯烴作為高級洗滌劑的原料出售，其售價比普通柴油高近一倍。柴油餾份中的C14C18正構烷烴是作高級脂肪醇的原料，其售價比普通柴油高約50。當生產規模較大時，可以從含氧混合物中得到高價值的乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮等。因此，建立一體化生產廠采取油化結合的方針可以使生產更加靈活，產品結構調整更加方便，有利于煤制油產業的生存和發展。（2）直接液化和間接液化產品質量有很強的互補性。直接液化可以生產高標號的汽油，但柴油餾分因含有大量芳烴，十六烷值較低，很難加工成為優質柴油。直接液化的石腦油餾分芳潛比較高，用作制乙烯的原料也有一定問題。間接液化可以生產十六烷值高達75的優質柴油、適合作乙烯原料的石腦油等，但卻很難生產合格的汽油產品。F-T低溫合成產物中的柴油餾份，既可以直接作為優質柴油直接用于柴油發動機，又可以作為調和柴油使用。F-T高溫(300350)合成產物中的柴油餾份含有較多烯烴，經加氫飽和亦得到高十六烷值柴油。間接液化合成的高十六烷值柴油可以和直接液化低十六烷值柴油調成合格柴油。（3）直接液化和間接液化的原料具有很強的互補性。煤直接液化是通過在高壓下加氫實現煤向油的轉化，在需要大量氫氣的同時排出含油和瀝青質近50的殘渣。而間接液化首先是將煤氣化，生產出合成氣然后再進行合成。因此可以將直接液化排出的殘渣送到間接液化供造氣用，同時間接液化合成富裕的氫氣可以供直接液化使用。由此可見，直接液化和間接液化在原料方面也具有很強的互補性。（4）直接液化和間接液化在抗風險能力方面具有互補性。眾所周知，直接液化投資較低，內部收益率較高，經濟風險較小，但到目前還沒有工業化生產裝置，工程技術上可能存在一定的風險；而間接液化恰恰相反，具有投資較高，內部收益率較低，經濟上會存在一定的風險性，但有工業化生產經驗，工程技術上應不存在大的風險。因此，建立一體化煤液化工廠可以大幅度降低綜合風險參考文獻：1吳春來煤炭間接液化技術及其在中國的產業化前景煤炭轉化。2003。Vo126 No217-242韓建國神華煤炭北京：中國標準出版社，2003321-3583曹征彥中國潔凈煤技術北京：中國物資出版社，1998441-4504楊松君，陳懷珍動力煤利用技術北京：中國標準出版社，1999287-3205舒歌平煤炭液化技術北京：煤炭工業出版社，2003186-2586賀永德現代煤化工技術手冊北京：化學工業出版社，2004997-1044作者簡介 吳春來教授，博士生導師。1966年研究生畢業于煤炭科學研究總院煤化所煤化學專業。一直從事煤轉化的研究開發工作。曾任煤化所所長、煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心副主任、全國煤炭標準化技術委員會主任、國家煤炭質量監督檢驗中心主任、中國煤炭學會煤化學專業委員會主任等職。煤化工產業的科技發展狀況綜述一、煤化工產業科技發展現狀 （一）煤化工概述 煤化工是以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體，液體，固體燃料以及化學品的過程。從煤的加工過程分，主要包括:干餾(含煉焦和低溫干餾)，氣化，液化和合成化學品等。煤化工利用生產技術中，煉焦是應用最早的工藝，并且至今仍然是化學工業的重要組成部分。煤的氣化在煤化工中占有重要地位，用于生產各種氣體燃料，是潔凈的能源，有利于提高人民生活水平和環境保護；煤氣化生產的合成氣是合成液體燃料等多種產品的原料。煤直接液化，即煤高壓加氫液化，可以生產人造石油和化學產品。在石油短缺時，煤的液化產品將替代目前的天然石油。 （二）新型煤化工技術 1. 三種新型煤化工技術路線 技術之一：煤化工產業發展最重要的單元技術煤氣化技術。以魯奇、德士古、殼牌等爐型最為常用，我國先后引進了上述爐型用于生產合成氣和化工產品。采用多組分催化劑，可從合成氣制含60%異丁醇和40%甲醇的混合物，異丁醇脫水成異丁烯，從而可完成由合成氣直接制取甲基叔丁基醚，這是一條很值得重視的由天然氣和煤為原料制取高辛烷值添加劑的技術路線。 技術之二：以煤為原料生產甲醇及多種化工產品。目前國外甲醇生產主要以天然氣為主，從資源背景看，我國煤炭儲量遠大于石油、天然氣儲量，因此在很長一段時間內煤炭是我國甲醇生產最重要的原料。目前正在山西交城建設的60萬噸/年焦爐氣制甲醇示范工程和以高硫煤為原料生產甲醇的創新工藝都將使煤制甲醇在全國得到更廣泛的推廣。甲醇作為一種重要的化工原料，通過羰基化可進一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工產品。西南化工研究院現已開發成功甲醇羰基化制取醋酸、醋酸酐工藝軟件包，在現有20萬噸/年低壓羰基化醋酸裝置的基礎上，正在擴展系列產品，進一步實現產業化；甲醇與亞硝酸在Pd催化劑作用下可反應制取草酸，這是合成草酸的一條新途徑；德國Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺與乙烷作用下進行加壓羰基化反應制得甲酸甲酯(HCOOCH3)，轉化率為80.7%，選擇性達99.4%。 技術之三：以煤為原料合成烴類。甲醇裂解制烯烴的研究工作已進行了多年，中科院大連化物所在此方面的研究居世界領先地位，甲醇轉化率達到100%，對烯烴的選擇性高達85%90%；目前合成氣制烯烴已成為費托合成化學中新的研究方向之一，一些研究結果已顯示出誘人的工業化前景，但由于還有一些在轉化過程中的核心問題有待解決，因此該項研究距離實際工業化尚有一定距離；近期，國內外對將甲烷擺脫造氣工序直接氧化脫氫生成乙烯也頗為重視，中科院蘭州物化所通過3年多的努力，取得了甲烷轉化率25%35%，對C2的選擇性為70%80%的可喜進展，目前該項研究已被列為科技部科技攻關重點項目。 2. 煤炭氣化多聯產技術 多聯產是新型煤化工的一種發展趨勢。所謂多聯產系統就是指多種煤炭轉化技術通過優化耦合集成在一起，以同時獲得多種高附加值的化工產品（包括脂肪烴和芳香烴）和多種潔凈的二次能源（氣體燃料、液體燃料、電等）為目的的生產系統。多聯產與單產相比，實現了煤炭資源價值的梯級利用，達到了煤炭資源價值利用效率和經濟效益的最大化，滿足了煤炭資源利用的環境最友好。 （三）我國煤化工產業科技發展現狀 1. 煤炭焦化 受鋼鐵工業快速增長的拉動，從2002年開始中國焦化工業呈現高速增長的態勢。2004年焦炭總產量突破20億噸，比2003年增加約億噸，出口焦炭約1.5億噸，約占世界焦炭貿易總量的60。 據估算，2004年中國煉焦消耗原料精煤約29億噸，洗選加工原煤約45億噸，約占當年煤炭消費總量的25，煉焦已成為涉及原料煤加工和轉化數量最大的煤化工產業。中國煉焦工業技術已進入世界先進行列，新建的大部分是技術先進、配套設施完善的大型焦爐，炭化室高6m的大容積焦爐已實現國產化，2004年機械化焦爐生產的焦炭約占焦炭總產量的70；干熄焦、地面除塵站等環保技術已進入實用化階段；化學產品回收加強；改造裝備簡陋、落后的小型焦爐，淘汰土焦及改良焦爐的進展加快。 優質煉焦煤不足是國內提高焦炭質量的主要障礙，通過對低灰、低硫、弱粘結煤或不粘結煤的改質或科學、優化配煤技術，可以擴大和改善原料煤資源，實現在常規工藝條件下提高焦炭質量。 注重煤焦油化學品集中深加工和焦爐煤氣的有效利用，是焦化工業綜合發展、提升競爭能力的重要方向。對布局較為集中的大型煉焦企業，應在焦油深加工、剩余煤氣的利用方面統籌規劃，以實現規模化生產和高效、經濟生產。 污染控制仍然是當前焦化工業發展的迫切問題，在嚴格取消土法煉焦，改造落后、污染嚴重的中小型焦爐的同時，推動大型和新建焦爐采用先進的污染治理技術，切實搞好環境保護。 2. 煤制油技術及工業發展 煤直接液化、間接液化的產品以汽油、柴油、航煤以及石腦油、烯烴等為主，產品市場潛力巨大，工藝、工程技術集中度高，是中國新型煤化工技術和產業發展的重要方向。近年來，兩種技術在研究開發和大規模工程示范方面均得到發展。 直接液化技術開發及工業示范工程取得進展 煤直接液化于50年前已實現工業生產，新工藝研發在國外已有近30年，積累了從基礎工藝研究到中間試驗的大量經驗，中國國內研究已有20多年。 國內已完成高分散直接液化加氫液化催化劑實驗室開發，該催化劑具有添加量低，催化效果好，生產成本低，顯著提高油收率等優點，達到國際先進水平。在開發形成“神華煤直接液化新工藝”的基礎上，建成了工藝試驗裝置，于2004年1012月進行了溶劑加氫、熱油連續運轉和23小時投料試運轉，打通了液化工藝，取得開發成果。適合中國煤種、煤質的CDCL直接液化新工藝的基礎研究和工藝開發已啟動進行。 煤間接液化技術開發和工業化發展速度加快 到2004年底，國內分別建成了設計合成產品能力為1000噸/年、1萬噸/年的低溫漿態床合成油（間接液化）中試裝置，并進行了長周期試驗運行，完成了配套鐵系催化劑的開發，完成了10萬噸/年、100萬噸/年級示范工廠的工藝軟件包設計和工程研究。低溫漿態床合成油可以獲得約70的柴油，十六烷值達到70以上，其它產品有LPG（約510）、含氧化合物等。 間接液化中試裝置開發、運轉是自主知識產權煤基合成油技術的標志性成果，對推動技術國產化和工業化發展有重要作用。煤間接液化大規模商業化生產在國外是成熟的，引進技術建設300萬噸/年級工廠的可行性研究正在進行中。煤間接液化技術有較寬的煤種適應性，工藝條件相對緩和，可以通過改變生產工藝條件調整產品結構，或以發動機燃料為主，或以化工晶為主，因此將會成為未來煤制油產業發展的主要途徑。 煤制油技術及工業發展趨勢 煤制油可得到質量符合標準，含硫、氮很低的潔凈發動機燃料，不改變發動機和輸配、銷售系統均可直接供給用戶。 目前，國內煤制油技術和工業化尚處于發展初期，采用技術引進和自主開發兩條途徑推動發展速度。預計，2010年以前，利用國外技術和以國內技術為主的商業化示范工程都將有實質性進展，為2010年后進入工業化發展階段打下基石出。到2020年期間，中國將基本建成煤制油工業產業，并在國內發動機燃料供應和替代石油化工品方面起到重要作用。 3. 煤氣化甲醇及下游產品 2002年以來，中國甲醇產量及消費量持續快速增長，2004年精甲醇產量達到441萬噸，比2001年增加100以上，比2003年增加34.9。目前，甲醇生產能力正處于快速發展階段，新建或擬建項目較多，規模大多在1060萬噸/年，若全部建成，合計可形成新增生產能力超過700萬噸/年，如果按照2004年的增長率，2006年的產量將達到700萬噸以上。甲醇生產能力和產量的快速增加已經引起關注。煤炭是國內生產甲醇的主要原料，煤基甲醇產量約占總產量的70以上。今后甲醇消費仍然以化工需求為主，需求量穩步上升；作為汽油代用燃料，主要方式以摻燒為主，局部地區示范和發展甲醇燃料汽車，消費量均有所增加。預計幾年后中國國內甲醇生產、消費量將達到平衡，國內生產企業之間、國內甲醇與進口甲醇之間的競爭將日趨激烈，降低生產成本對市場競爭顯得更為重要。專家提出，發展甲醇下游產品將是未來發展方向。甲醇是重要的基礎化工原料，其下游產品有：醋酸、甲酸等有機酸類，醚、酯等各種含氧化合物，乙烯、丙烯等烯烴類，二甲醚、合成汽油等燃料類。結合市場需求，發展國內市場緊缺、特別是可以替代石油化工產品的甲醇下游產品是未來大規模發展甲醇生產、提高市場競爭能力的重要方向。 近年來，中國是世界上聚烯烴生產和消費發展最快的國家，聚乙烯、聚丙烯生產量、消費量、進口量均以較快速度增長。2004年國內乙烯產能達到620萬噸，產量達到627萬噸（同比增加9.4），當年當量消費量達到1730萬噸，乙烯及其下游產品進口折合乙烯約1100萬噸。預計到2010年，國內乙烯需求總量可能增長到2100萬噸以上，生產能力也會有較大增長。目前，中國石化行業的乙烯生產基本為石腦油法，國內聚乙烯工業處于供不應求、繼續發展的態勢，發展煤基甲醇乙烯聚乙烯工業生產路線有多方面的作用和意義。2003年以來，國內許多企業關注到甲醇制取烯烴（乙烯、丙稀為主）的技術的發展，并于新上甲醇項目中進行聯產烯烴的設計。 甲醇脫水生產二甲醚的技術是成熟的。目前，二甲醚作為汽車燃料的研究和試驗正在進行，替代LPG作為城鎮民用燃料被認為是更容易實現的利用途徑。由于目前尚缺乏二甲醚運輸、儲存、燃燒等配套方法及裝備的系列標準，一些企業在二甲醚生產能力建設方面持由小逐漸擴大的謹慎態度。 4. 煤氣化合成氨 近年來，國內化肥市場產銷兩旺，2004年尿素產量達到1900萬噸，同比增加約16，其它氮肥也有較大幅度增長；磷肥產量達到約1000萬噸，同比增長約26。受化肥需求和價位增長的拉動，國內合成氨產量穩步增長，2003年達到3924萬噸，2004年為4222萬噸，同比增長11.4。隨著農村經濟、農業生產發展和需求增長，國內化肥市場和價位持續走高，除氮肥以外，磷肥、鉀肥近年來也有較大發展，直接推動了國內合成氨的較快速度發展。 目前新建或改造的合成氨生產能力以15萬噸/年30萬噸/年的規模較多，原料分為煤炭、石油、天然氣，受國內石油和天然氣資源制約，以煤為原料生產合成氨是今后發展的方向，預計占到60以上。 與建設大中性合成氨建設配套，煤氣化技術也取得較大進步和發展。新建煤氣化技術有：水煤漿、干煤粉氣流床氣化，用于中小型化肥廠改造的流化床煤氣化，加壓固定床煤氣化。中小型固定床間歇煤氣化技術所占比例正在逐步減少。 國內先進煤氣化技術研究開發近年來也有進展，四噴嘴水煤漿氣流床氣化技術正在進行工業示范，預計2005年完成千噸級工業運行試驗；干煤粉氣流床氣化技術正在進行中試開發；加壓流化床氣化技術正在進入工業開發。國內煤氣化技術的發展將為煤基合成氨產業提供國內知識產權的技術支持，推動合成氨產業技術的全面進步。 二、潔凈煤技術研究及產業化 （一）潔凈煤技術概述 潔凈煤技術是指煤炭從開采到利用的全過程中，旨在減少污染物排放和提高利用效率的加工、轉化、燃燒及污染控制等新技術，主要包括潔凈生產技術、潔凈加工技術、高效潔凈轉化技術、高效潔凈燃烷與發電技術和燃煤污染排放治理技術等。研究與開發潔凈煤技術的主要目的是攻克煤氣化、煤炭液化、潔凈煤發電技術和綜合利用新技術中的關鍵技術，大幅度提高煤炭轉換過程中的效率和控制污染，提供優質替代燃料，優化終端能源結構，保障能源安全。我國是世界上少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一，目前煤炭在我國能源結構中約占70。在完全開發水電、充分利用核能和非水力可再生能源、充分考慮油與氣進口潛力的前提下，煤炭在一次能源消費構成中將長期占據主導地位，預計到21世紀中葉約為50。但是，煤炭高效潔凈利用難度大，帶來了嚴重的環境污染和生態破壞。1999年我國SO2放量達1858萬噸，居世界第一，其中約85是燃煤排放造成的；酸雨面積已超過我國國土面積的40。我國CO2排放量僅次于美國，居世界第2位。由溫室氣體引起的全球變暖已引起世界范圍內的高度關注，對于能源結構以煤炭為主而且在相當時期內難以根本改變的我國，更是一種嚴峻的挑戰。 電力可以實現一切能量形式的相互轉換，可以大規模生產、遠距離輸送和十分方便地使用，是最清潔的能源。我國人均裝機容量只有0.2kW，為發達國家的2.8，要成為一個中等發達國家，人均裝機容量應達到1kW。我國未來應將7080的煤炭消費用于發電，目前僅有30多，而美國已達80以上。這一目標的實現，需要先進的清凈煤發電技術和裝備。 （二）國外潔凈煤技術發展概況 1. 美國潔凈煤技術示范計劃（CCTP） 鑒于在較長一段時期內，煤炭仍是美國發電的主要能源，為了減少燃煤對環境的污染和提高煤炭燃燒效率，使煤炭成為未來潔凈和可靠的能源，美國早在1985年12月就提出了“潔凈煤技術計劃”，國會還通過了對該計劃23億美元的預算，共選出38個商業性示范項目。示范項目主要涉及環境控制技術、先進發電系統、煤炭潔凈燃料和工業應用等四個領域。環境控制技術主要涉及煙道氣的凈化，目的是向眾多的燃煤鍋爐提供各種有效的能防止有害氣體污染大氣的方法。美國潔凈煤技術示范計劃包括18個環境控制項目。先進發電系統。1999年，美國硬煤產量達9.14億噸，居世界第2位。據統計，美國國內煤炭消費量的80%用于發電。美國能源部的研究指出，隨著先進發電技術的發展，到2015年，燃煤發電的效率將由目前的33%左右提高到60%左右；而S02、NOX，和總懸浮顆粒物(TSP)的排放量將減少90%左右。煤炭潔凈燃料。為了減少燃煤對環境造成的污染，可以通過煤炭氣化與液化等加工轉換方法使原煤轉化成高能量密度的低硫低氮燃料，從而滿足美國清潔大氣法修正案(CAAA)的要求。工業應用。工業耗煤是煤炭消費的大戶，鋼鐵和建材就是主要耗能工業。據統計，鋼鐵工業約占世界硬煤消費總量的16%左右。為了減少工業耗煤對環境的污染，研究重點主要是鋼鐵工業、煉焦工業和水泥工業等。 2. 日本“新陽光計劃” 為應付石油危機，日本于1974年提出新能源技術開發計劃。此后，日本又分別于1978年和1989年提出了“節能技術開發計劃”和“環境保護技術開發計劃”。1993年，日本政府將上述三個計劃合并成了規模龐大的“新陽光計劃”。 提出“新陽光計劃”的主要目的是為了在政府領導下，采取政府、企業和大學三者聯合的方式，共同攻關，克服在能源開發方面遇到的各種難題。“新陽光計劃”的主導思想是實現經濟增長與能源供應和環境保護之間的平衡。為保證“新陽光計劃”的順利實施，政府每年要為該計劃撥款570多億日元，其中約362億日元用于新能源技術開發。 “新陽光計劃”的主要研究課題大致可分七大領域，即再生能源技術、化石燃料應用技術、能源輸送與儲存技術、系統化技術、基礎性節能技術、高效與革新性能源技術、環境技術等。 再生能源技術研究包括太陽能、風能、波力發電、溫差發電、生物能和地熱利用技術等，其中最受重視的是太陽能。1998年末，日本的太陽能發電總量已達13萬千瓦，發電成本降至每千瓦時82日元。化石燃料應用技術包括燃料電池發電技術、煤炭液化和氣化技術。能源輸送、儲存技術包括研制超導發電機和高性能鋰再生電池。在研究超高效太陽能電池方面，日本已經達到在鍺和硅片上形成結晶，并使每1平方厘米單晶上的能量轉換率分別達到30.9%和17.9%，居世界領先水平。系統化技術包括利用氫的國際清潔能源技術和網絡系統技術。氫能源利用技術是一種全新的概念，它包括高效率氫制造技術、大量運輸儲存技術、分散儲存運輸技術及利用技術等，而水能和太陽能等再生能源技術的發展，為制造氫能源提供了可能。基礎性節能技術研究包括催化劑、燃燒和燃燒控制技術。高效與革新性能源技術包括新的天然氣儲存技術、可燃垃圾的資源化利用技術、超低耗變壓器使用材料開發技術、節能型金屬粉末回收利用技術、新的電子元件制造工藝及電路設計技術等。3. 歐共體潔凈煤發展計劃 歐共體的