煤直接液化技术全解

煤液化面临的挑战-能源资源挑战
煤化工是高耗水产业，发展煤化工对水资源压
力很大，水资源超标消耗可能导致生态失平衡。 2006年，国家发改委发出了《关于加强煤化工 项目建设管理，促进产业健康发展的通知》， 对煤化工的产业发展方向、发展规模、存在问 题、具体要求以及批准设限都有明确界定。 2007年，国家发改委《煤炭产业政策》中规定， “在水资源充足、煤炭资源富集地区适度发展 煤化工，限制在煤炭调入区和水资源匮乏地区 发展煤化工，禁止在环境容量不足地区发展煤 化工”。
煤液化面临的挑战-环境保护挑战
煤炭属低效、高污染能源。传统的煤化工是以
低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、 高排放、高污染、低效益（“三高一低”）行 业。 煤液化技术虽然属于现代煤化工，但煤炭开采 过程中的矿井水其中1/6超标外排，开采过程中 每年排放煤层气也会对环境造成污染。 煤炭开采造成的地面塌陷问题也日趋严重，并 以每年2至3万亩的速度递增。 煤炭开采和洗选过程产生的煤矸石和粉煤灰同 样严重污染环境。
煤液化面临的挑战-投资风险挑战
煤液化项目投资面临着巨大的投资风险，受国
际油价和成本价格波动的影响较大。石油价格 下跌、煤炭价格和环境成本上升都将降低煤液 化的经济性。 2008 年11 月，国际原油期货价格已经跌破50 美元/ 桶，煤制油的经济性已经遭受严重打击。 煤液化投资项目的投资回收期限长，煤液化工 业化从立项到生产大约需要5年时间，从建厂 到收回投资8年，10年间的油价谁能预测。
煤液化面临的挑战-化学工程挑战
从化学工程层面上讲，煤液化过程主要包括煤
裂解产生自由基碎片和自由基碎片的加氢过程。 但目前人们对煤热解产生自由基碎片机理和自 由基碎片加氢机理的认识还很肤浅，甚至可以 说在科学层面上还没有认识。 大量研究表明，液化条件下煤自由基碎片的生 成机理和加氢机理非常复杂，涉及多相复杂体 系中不同尺度下化学、物理、工程等方面的诸 多基本现象，极具挑战性。
煤直接液化技术
主讲：。。。
煤基产品
燃烧
固体 – 焦炭、炭材料
煤
转化
气体 – 工业用燃气、民用燃气、合成气
化学品 – 焦油化学品（芳烃）、氨、甲醇
液体 – 车用燃料 汽油 间接液化（ICL） 柴油 含氧燃料
直接液化（DCL）
煤液化技术的机遇
所谓煤液化技术也称煤基液体燃料合成技术，
即以固体状态的煤炭为原料通过化学加工过 程，使其转化成为汽油、柴油、液化石油气 等液态烃类燃料和高附加值化工产品的技术， 主要分为直接液化和间接液化两种方式。 发展煤液化技术，可以解决我国煤多油少的 能源格局，缓解石油进口压力，提高我国能 源安全系数，对我国能源发展具有重要的现 实和战略意义。
煤液化面临的挑战-环境保护挑战
二氧化碳排放问题也严重制约着煤液化工艺，
美国环保署研究表明，无论是否经过二氧化碳 处理，煤液化工艺都明显比石油制燃料多排放 二氧化碳。 按照目前的直接液化工艺， 每生产1 t成品油， 同时排放的CO2是石油化工行业的7～10 倍， 这就无疑加剧了我国减排的严峻形势。 因此，即使采用洁净煤技术，煤液化工艺排出 的废渣、废水和废气，对生态环境的影响也是 一个巨大挑战。
煤液化技术的机遇
虽然我国对核能、太阳能、风能等新能源增
大了开发力度，但是来占主导的核聚变能和 太阳能技术远未成熟。即使到2020年全部实 现核能计划，核能的发电能力也不足我国发 电能力的5%，太阳能、风能因技术和难以普 及使用且投资昂贵等问题，短期内的大规模 利用也不现实。因此，煤液化技术将是我国 现阶段和未来能源开发的重点内容之一。
煤液化面临的挑战-能源资源挑战
煤炭和石油都属于不可再生资源，煤液化过程
实际上是以一种稀缺资源代替另一种稀缺资源。 中国的煤炭按目前速度可以使用100年，但其 中可以煤液化的据估计只能用30年。煤直接液 化法生产1 t油品需要煤炭4～4.5 t， 煤间接液 化法生产1 t油品需要煤炭5～5.5 t。 煤液化工艺同样需要消耗大量的水资源，煤直 接液化法生产1 t油品需要消耗8～9 t水， SASOL公司所采用的间接液化方式，耗水量更 是直接液化法的1.5倍。而我国水资源严重紧张， 661 座城市中有420 座城市水资源短缺，有108 个城市严重缺水。
煤液化面临的挑战-化学工程挑战
煤分子量一般认为5000-10000或更大，含有C、
H、O、N、S等元素，H/C比较小；汽油分子量 一般110左右，只有C、H元素，H/C较大。因 此，实现煤液化就是减小煤分子量，提高H/C 比，脱除O、N、S等元素。 目前，我国所有煤液化项目均处于中试和示范 过程，直接液化技术在国际上尚没有大规模生 产的经验。 虽然南非SASOL公司已经成功进行间接液化技 术，但工艺路线并不一定适合中国的煤质和设 备条件。
煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接 液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。 典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气 压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃 含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才 能达到目前石油产品的等级。 一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的 液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油 和航空燃料。 但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有 商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条 件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本 偏高。
煤液化面临的挑战-投资风险挑战多斯的煤直接液化和宁 东梅间接液化示范工程投资均在300亿左右， 兖矿集团在陕西榆林的间接液化示范工程投资 也在600亿元以上。 我国各地煤液化项目总投资预计超过2000亿元， 对于如此大规模的风险投资项目，相关企业和 国家有关部门要对投资建设过程中可能遇到的 风险及其合理的应对措施进行充分的评估。
煤液化技术的机遇
2009年中国进口石油约2.04亿吨，比上年增
长约14%，中国石油消费的进口依存度已达 52%。2020年中国石油的需求量将为4.5亿 吨～6.1亿吨，届时国内石油产量估计为1.8 亿吨，进口量将为2.7亿吨～4.3亿吨，进口 依存度将处于60%～70%。 国际油价持续走高和国际油价持续高位振荡， 对我国经济，能源安全等产生较大的影响。 因此，煤液化技术来解决石油需求问题成为 确保我国石油安全的重要战略抉择。