煤轉油工程1目錄2我國煤制油技術發展現狀及趨勢3目前,我國致力于煤制油公司主要有五家,分別為神華集團、伊泰集團、潞安集團、晉煤集團和兗礦集團。神華集團

兗礦集團45據預測，到2020年，我國油品短缺約在2億t左右，除1.2億t需進口外，煤制油可解決6000萬～8000萬t以上，投資額在5000億元左右，年產值3000～4000億元，其中間接液化合成油可生產2000萬噸以上，投資約1600億元，年產值1000億元左右。國內的石油開采儲量逐年下降，而經濟的高速發展對石油需求量是逐年增多，兩個曲線之間會隨著時間的推移逐漸形成一個越來越大的空位，煤制油產品可以在這一空位占有很大比例。煤制油技術有助于我國擺脫對進口過度依賴，提高能源安全，以及實現低碳經濟。61.1世界能源結構與我國能源概況

能源是一個國家生產技術水平的重要標志，沒有能源就沒有工業。因此，能源問題是世界各國，尤其是工業發達國家最先考慮發展的問題。我國將能源，材料，信息和生物四個領域的科學與技術作為國家優先支持與發展的方向。1.1.1能源的形式（按自然形態劃分）不可再生能源。化石能源(一次性能源)：

a.煤炭b.石油c.天然氣d.油頁巖（油砂）等核能(一次性能源)：

a.核裂變b.核聚變

可再生能源：

a.水力能b.太陽能c.風能d.地熱能71.1.2能源利用史上的幾次重大革命18世紀，以蒸汽為動力的時代：瓦特發明了蒸汽機，其實質使用燃煤產生蒸汽代替了人力和畜力。但是蒸汽機的熱效率很低，小于40%.19世紀70年代，以電力為動力的時代：用燃煤發電或水力發電取代了蒸汽。20世紀50~60年代：以石油、天然氣為動力的時代，同時發展了“石油化學工業”。能源利用的每次革命都引起了世界經濟、政治、軍事等方面的一系列重大變化:

蒸汽——機車；電力——電動機；石油——汽車、飛機.1.1.3能源結構的變化直到上世紀初的現代工業發展時期，煤炭一直作為主要能源，約占總能源消耗量的80%以上。50年代由于在中東地區發現了大量的油田，石油開采量迅速增大，約在60年代中期，石油在總能源消耗中所占比重已達42%。到80年代，工業發達國家中，煤炭占總能源的消耗量遠低于石油的（即煤炭占26%，石油占50%）。81.1.4我國的能源結構

80年代前，煤炭占80%以上。目前仍然以煤炭為主，約占65~70%。2000年國家統計局統計表明：煤炭67%，石油23%，天然氣2.5%，水電6.9%。從1993年我國已成為石油進口國。石油的開發主要用于生產汽油、柴油、化工產品和化工原材料（纖維、橡膠、塑料）。同時，我國目前也正在積極開發其他能源：（1）水力資源(長江三峽水利樞紐)。（2）核能(大亞灣核能發電站,94年1#機組和2#機組相繼并網發電；秦山核能發電廠)。（3）天然氣(陜西、新疆等地開發)。所以，從世界到我國來看，能源結構的發展趨勢進入了群雄并起，各自發揮自身優勢的階段。中國化工學會常務理事、國家經貿委綜合司司長李壽生說煤炭在今后相當長的時期仍將是我國最主要的一次能源。應該清醒地看到我國是世界上少數幾個以煤炭作為主要能源的國家之一。我國煤炭探明可采量為7300億噸，名列世界第一，占世界儲量的45.7%（16000億噸）。2000年煤炭消費量12.0億噸，所占能源消費總量的67.0%。1990年，我國原煤產量10.58億噸，占世界煤炭總產量的35%（35億噸）是世界上第一產煤和用煤大國。預計2000年我國煤炭產量可達1400億噸。9

我國煤炭資源的分布也是極不均衡的，64%分布在華北地區。山西省的煤炭資源約占全國的1/3（5000億噸）；石油主要分布在黑龍江、遼寧、山東和沿海地區。我國能源消費特點：（1）以煤炭為主。前面已講過（2）人均消費水平低，單位產值能耗高。從下表中可見人均能耗是世界平均水平的1/2，單位產值能耗是世界平均水平的近4倍（3.95倍）.

綜上所述，為了更好地解決我國未來的能源問題，除了應大力發展其他能源外（核能、水力能、太陽能），還要大力加強煤炭的綜合利用，提高煤炭的利用率是極其重要的。煤液化理論是煤炭綜合利用技術的基礎理論之一。10能源形勢分析百年原油在造就了人類繁榮的同時，也形成了人類對其過分依賴的局面。目前中國對原油的依存度已達到50%，這樣就構成了國家能源的安全問題。后石油時代——原油價格飚升——對世界經濟發展引發了一系列的負面效應——通貨膨脹，經濟危機等。科學技術在未來能源（太陽能、氫能等）的利用方面顯得蒼白無力。選擇主導能源的五大要素：①資源量②技術水平③生產成本④投資能力⑤環境容量（CO2排放）。煤炭再次作為主導能源的可能性：煤化工正悄然提高了身價，人們開始重新認識其歷史地位與作用。11煤轉油的知識煤炭是一種碳含量高、但氫含量只有5%的固體。與液體燃料（從原油中提取的）相比，煤炭不便于處理和運輸。

通過脫碳和加氫，煤炭可以直接或間接轉化成適于運輸的液體燃料，其中一種方法是焦化或熱解，另外一種方法是液化。由于將煤炭轉化成液體燃料的成本比提煉原油的成本高，但原煤本身的價格比較低廉，這是煤炭液化技術能夠付諸實施的一個主要激勵因素。12煤炭液化技術煤的液化是將煤轉化成清潔的便于運輸和使用的液體燃料(汽油、柴油、航空煤油等)的液體燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一種先進的潔凈煤技術13煤制油煤14

（1）煤制油技術分類（2）直接液化（3）間接液化（4）甲醇－MTG

（5）煤基多聯產及氫能15組成性質C（%）H（%）O（%）N（%）S（%）發熱量MJ/kg礦物%水分%煤60-753-43-150.5-1.00.2-320.9813石油83-8710-140.5-1.60.1-1.70.5-341.8很少脫水

煤的氫碳比約0.7，石油約1.5～1.7；煤結構以縮合芳香烴為主，石油以脂肪烴為主煤中含較多雜原子，水分、礦物質較多煤是固體，石油是粘稠液體

（1）煤制油技術分類16

（1）煤制油技術分類煤直接液化間接液化干餾液體燃料汽油MTG燃料、化工品燃料、化工品17

（2）直接液化油煤漿制備加氫液化450OC，20MPa分離單元

催化劑

制氫

循環溶劑

殘渣

煤制備

加氫精制

油品化工品CO2、CO加氫熱解18

始于上一世紀20年代，工業化于30～40年代

1943年，德國總規模達到423萬t/a，戰后停止二戰后新技術持續開發

70年代新工藝開發高潮，2000年前后停止目前全球沒有工業化生產

（2）直接液化19

國內從70年代末開始研究，國際合作－國內研發，催化劑開發，建成2套0.1t/d工藝研發裝置,一套加氫裝置。

（2）直接液化201979年～1996年：國家支持下，進行了50多種中國煤種評價，篩選了十幾種適宜直接液化的礦點。掌握了中國煤炭應用于直接液化的基本特性和規律。也有進一步擴展的潛力。

（2）直接液化211996－2000年完成中美、中德、中日合作3個百萬噸級工廠預可行性研究2000年后神華示范工程工藝優化研究（863計劃），高催化劑開發、應用（863計劃）

CDCL工藝開發基礎研究（973基礎研究）特點由跟蹤研究和技術儲備轉入目標研究和技術發展研究；針對中國建設示范工程進行前期工作

（2）直接液化2221＃催化劑SEM照片36＃催化劑SEM照片“十五863”高效催化劑研究，成果擬用于神華工業示范。

（2）直接液化23

國家科技部“863”支持項目神華煤直接液化新工藝

6t/d工藝開發裝置高效催化劑

（2）直接液化24消耗與產品質量

（2）直接液化汽油：<0.08%90、93、97<40<35----輕柴油：<0.2%------------45

辛烷值

芳烴

烯烴

十六烷值產品<0.0005%100<40<2545～50

含硫

原料消耗水消耗發動機燃料轉化效率（t煤/t產品）（t原水/t產品）（％）（％）3～47>8558％～60％25

（3）間接液化煤氣化爐鍋爐蒸汽空分氧氣粗煤氣CO、H2凈化變換F－T合成加氫提質合成油化工品發動機燃料26

（3）間接液化

按技術條件，劃分為高溫合成（350℃）和低溫合成（250℃）按合成反應器，劃分為漿態床、固定流化床、循環流化床、固定床等按原料，有天然氣、煤等

產品高溫合成低溫合成萬t/a％萬t/a％石腦油75.830.835.614.4聚丙烯82.933.837.515.3a-烯烴24.39.9－－柴油19.78.0128.152.1汽油10.34.210.34.2LPG13.55.524.510.0其它19.27.89.84.0合計245.7100245.810027南非沙索公司：20世紀50年代開始，70年代末擴大，形成世界最大的煤制油工廠，處理煤炭4590萬/a，油品產量760萬t/a，60％為發動機燃料，供應南非國內32％市場，化工品向90多個國家出口。三個工廠，96臺氣化爐。

（3）間接液化

Shell公司的SMDS合成技術

28山西煤化所低溫漿態床合成技術，鐵系催化劑，700t/a級試驗平臺，完成4000多小時考核運行，柴油餾分70％，十六烷值達到70成立中科煤制油公司3個十六萬噸示范工廠建設，神華、山西潞安、內蒙伊泰

（3）間接液化29兗礦集團：2003年－2004年建成5000噸/年低溫漿態床FT合成中試裝置與鐵系催化劑制備裝置，2004年11月26日完成4706小時連續平穩考核運行，合成產品以柴油為主（70％以上，十六烷值70）；2005年1月29日通過鑒定，同年年底啟動百萬噸級工業化示范工程，目前前期論證階段

（3）間接液化30

（3）間接液化輕柴油：<0.2%------------45

辛烷值

芳烴

烯烴

十六烷值產品柴油070

含硫

原料消耗水消耗發動機燃料轉化效率（t煤/t產品）（t原水/t產品）（％）（％）4～610～1260～7540～42煤液化可以得到優質、潔凈的液體燃料及其它化工產品31關于原料煤消耗煤種、煤質主要取決于氣化技術的匹配和選擇按照6噸原燃料煤生產1噸合成產品，如形成3000萬噸產能，需要消耗煤炭約1.8億噸

2020年全國煤炭消費量可能達到約30億噸，煤制油5000萬噸規模，合計用煤2.6億噸，占8.7％中國目前用煤水平，采取節能減排技術，節煤潛力3億噸以上

（3）間接液化32

（4）甲醇－MTG煤氣化爐鍋爐蒸汽空分氧氣粗煤氣CO、H2凈化變換甲醇合成脫水甲醇

汽油烯烴二甲醚烴合成

水33煤鍋爐蒸汽輪機

蒸汽發電機

（5）煤基多聯產及氫能常規燃煤發電34蒸汽輪機煤氣化爐煤氣凈化燃氣輪機發電機煤氣