1國內外煤制油技術(jìshù)發展現狀及趨勢精品資料21.1世界(shìjiè)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(shēngwù)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.地熱能精品資料31.1.2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(qǔdài)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%）。精品資料41.1.4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(chǎnliàng)10.58億噸，占世界煤炭總產量(chǎnliàng)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(chǎnliàng)可達1400億噸。精品資料5我國煤炭(méitàn)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(méitàn)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(méitàn)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(chúle)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。精品資料6能源形勢分析百年(bǎinián)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。精品資料7最新能源構成信息2006年中國化石能源資源基礎儲量構成：煤96.7%；油1.6%；氣1.7%。2006年中國可再生資源量：

水力6.94億kwh；風能10億kwh；太陽能10.9億kwh；地熱能33億tce；生物質能5億tce。2006年世界化石能源資源探明(tànmínɡ)可采儲量及構成：煤炭57.2%；石油21.1%；天然氣21.7%。——《中國統計年鑒2007》2006年世界能源消費構成：石油35.80%；煤炭28.40%；天然氣23.70%；水電6.30%；核能5.80%。——《世界能源統計年評2007》2006年中國能源消費構成：石油18.3%；煤炭69.5%；天然氣3.4%；水電、核電、風電8.8%。——《2007年國民經濟和社會發展統計公報》精品資料8（1）煤制油技術分類（2）直接(zhíjiē)液化（3）間接液化（4）甲醇－MTG（5）煤基多聯產及氫能精品資料9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(yuánzǐ)，水分、礦物質較多煤是固體，石油是粘稠液體（1）煤制油技術(jìshù)分類精品資料10（1）煤制油技術(jìshù)分類煤直接(zhíjiē)液化間接液化干餾液體燃料汽油MTG燃料、化工品燃料、化工品精品資料11（2）直接(zhíjiē)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加氫熱解精品資料12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(gāocháo)，2000年前后停止目前全球沒有工業化生產（2）直接(zhíjiē)液化精品資料13

開發國工藝名稱開發時間形成規模 技術特點 德國Betgirs法 1921 5t/d 試驗(shìyàn)裝置 德國IG1935~3912套，42.3Mt/a70MPa英國I.C.I 1929 100t/d 煙煤，70MMP 日本 中國 19363.3萬t煤/a 試驗(shìyàn)工廠 美國C.C.C1952300t煤/d 30-40Mpa德國 IGOR1981-87200t煤/d 470°、30Mpa 美國H-Coal1979-82600t煤/d 工業試驗(shìyàn)廠 日本 NEDOL 1996 150t煤/d 17~20Mpa前蘇ST-S1986~907t煤/d 低壓法 中國 NEDOL19820.1t煤/d 小型連續試驗(shìyàn)裝置 （2）直接(zhíjiē)液化精品資料14國內從70年代(niándài)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(zhíjiē)液化精品資料151979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(yìngyòng)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(zhíjiē)液化精品資料161996－2000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(shénhuá)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(zhíjiē)液化精品資料1721＃催化劑SEM照片(zhàopiàn)36＃催化劑SEM照片(zhàopiàn)“十五863”高效催化劑研究，成果擬用于神華工業示范。

（2）直接液化精品資料18國家科技部“863”支持項目神華(shénhuá)煤直接液化新工藝6t/d工藝開發裝置高效催化劑（2）直接(zhíjiē)液化精品資料19神華1Mt/a示范工程：2002年8月批準可研2004年8月25日開工儀式(yíshì)神華煤直接液化工藝高效催化劑神華神東礦區一期工程1Mt/a×3（2）直接(zhíjiē)液化精品資料20關于技術問題已經有近80年研發歷史直接液化工藝技術是成熟的大規模工程開發，工業示范運行，工程技術能力高壓煤漿泵、減壓閥等關鍵設備工藝優化，適合中國煤特點(tèdiǎn)技術國內外最具實力的研發隊伍（2）直接(zhíjiē)液化精品資料21消耗(xiāohào)與產品質量（2）直接(zhíjiē)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％精品資料22關于經濟性問題原料煤：按中國礦區的煤炭價格產品：發動機燃料油按國際原油30～35美元/桶化工產品按中國國內近年(jìnnián)平均價政策：不享受經濟優惠政策經濟性有待工業示范(shìfàn)驗證

（2）直接液化精品資料23關于原料(yuánliào)煤消耗中國查明煤炭資源儲量1.02萬億噸，有大量可供使用的適宜原料(yuánliào)煤（特別是西部煤炭資源）按照4噸原燃料煤生產1噸液化油，如形成2000萬噸產能，需要消耗煤炭約8000萬噸2020年全國煤炭消費量可能達到約30億噸，直接液化用煤僅占2.7％（2）直接(zhíjiē)液化精品資料24關于產業(chǎnyè)發展2010年前建成100萬噸/年工業示范工程完成中國新工藝（CDCL工藝）開發基礎研究逐步形成國內工程設計、管理、施工能力設備開發并逐步實現國產化2010～2020年后是中國煤直接液化產業(chǎnyè)化發展重要時期神華100萬噸工業示范工程對今后技術及產業(chǎnyè)發展至關重要

（2）直接液化精品資料25產業發展基地設想：新疆(xīnjiānɡ)伊犁云南先鋒內蒙古錫林郭勒甘肅窯街等（2）直接(zhíjiē)液化精品資料26（3）間接(jiànjiē)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精品資料27（3）間接(jiànjiē)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(xúnhuán)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245.7100245.8100精品資料28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(shìchǎng)，化工品向90多個國家出口。三個工廠，96臺氣化爐。（3）間接(jiànjiē)液化

Shell公司的SMDS合成技術

精品資料29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(cháiyóu)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(jiànjiē)液化精品資料30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(wánchéng)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(jiànjiē)液化精品資料31由南非引進技術，示范工程中國西部：神華集團：陜西,榆林(yúlín),3Mt/a寧煤集團：寧夏,3Mt/a

2005年完成初步可行性研究，正在進一步可行性研究；神華與寧煤重組。（3）間接(jiànjiē)液化精品資料32關于技術(jìshù)問題國外有50多年的工業化歷史國內正在開發中大規模工程開發，工業示范運行，工程技術(jìshù)能力工藝優化，適合中國市場需求國內外最具實力的研發隊伍（3）間接(jiànjiē)液化精品資料33（3）間接(jiànjiē)液化輕柴油：<0.2%------------45

辛烷值

芳烴

烯烴十六烷值(shíliùwánzhí)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精品資料34關于經濟性問題，與直接液化相近與產品(chǎnpǐn)結構及市場價格關聯緊密原油價格關系，高油價下有較好的經濟效益經濟性有待工業示范(shìfàn)驗證

（3）間接液化精品資料35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(dádào)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(jiànjiē)液化精品資料362010年后進入產業化發展與煤氣化技術發展水平相關聯在水資源、煤資源等條件較好的地區(dìqū)發展與直接液化形成補充，建設中國煤制油產業基地（3）間接(jiànjiē)液化精品資料37（4）甲醇(jiǎchún)－MTG煤氣化爐鍋爐(guōlú)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

水精品資料38（4）甲醇(jiǎchún)－MTG美國Mobil的MTG合成技術1986年在新西蘭建成57萬噸天然氣合成油工廠山西晉城煤業集團(jítuán)10萬噸MTG工業示范Luigi公司開發了新的甲醇轉化汽油工藝，采用一個MTG反應器精品資料39（4）甲醇(jiǎchún)－MTG項目條件固定床流化床工藝MTG反應器入口溫度/℃360413MTG反應器出口溫度/℃412413反應壓力/MPa2.170.275對甲醇產率烴類43.6643.5水56.1556.0CO、CO2、H2及其它0.190.3汽油含烷基化由C+579.960.0產率/%（占烴類）85.088.0辛烷值9596精品資料40煤鍋爐蒸汽輪機蒸汽(zhēnɡqì)發電機（5）煤基多(jīduō)聯產及氫能常規燃煤發電精品資料41蒸汽輪機煤氣化爐煤氣凈化燃氣輪機發電機煤氣發電機

蒸汽

蒸汽變換合成燃料，化工品多聯產氫分離燃料電池氫CO2隔離氫能及近零排放（5）煤基多(jīduō)聯產及氫能精品資料42美國Vision21的虛擬能源工廠（5）煤基多(jīduō)聯產及氫能精品資料43（5）煤基多(jīduō)聯產及氫能參與美國(měiɡuó)煤基近零排放新能源技術系統開發中國“十五”期間啟動甲醇－燃氣發電示范工程“十