煤制油技术和产业化项目进展_技术改造项目进展情况

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煤制油产业概述

2014-02-10化化网煤化工

在已经确定的5个新型煤化工路径中，煤制油争议最大。反对者认为：煤制油能耗高、水耗大、污染重、产品全生命周期能量转化效率低，项目的经济、技术、环保风险都较大。

煤制油（Coal-to-liquids, CTL）是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤炭直接液化

煤炭直接液化是指在高温、高压条件下，在催化剂和溶剂作用下使煤中大分子进行裂解加氢，直接转化成液体，再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油。煤炭直接液化的工艺过程主要包括：煤的破碎与干燥、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制，以及煤气化制取氢气等部分。截止目前，煤炭直接液化工艺已经发展到第三代，典型的工艺有：德国IGOR公司和美国碳氢化合物研究（HTI）公司的两段催化液化工艺和日本的NEDOL工艺等。我国从八十年代初开始开展煤炭直接液化技术研究，目前具有自主知识产权的神华煤直接液化工艺及成套技术已在神华鄂尔多斯百万吨直接液化项目上成功应用。

煤炭间接液化

煤炭间接液化是指以煤气化生产的合成气（CO和H2）为原料，在一定温度和压力下，在催化剂的作用下的合成油品、化工原料等产品。

煤炭间接液化的工艺过程主要包括煤气化、变换、净化、费托合成和粗油品加工等，其中费托合成为技术核心，又可分为高温合成与低温合成两类，高温合成得到的主要产品有石脑油、丙烯、α-烯烃和柴油等，低温合成的主要产品是柴油、航空煤油、蜡和液化石油气（LPG）等。

我国从20世纪80年代开始进行铁基、钴基两类催化剂、费托合成反应器等煤炭间接液化技术研究及工程开发。目前，我国已成为世界上少数几个拥有自主煤煤炭间接液化技术的国家之一。

从2012年开始，国家主管部门重启煤制油项目审批，煤制油行业正式进入了商业化开发阶段。神华集团等企业正在推进一系列煤制油项目。2013年进展

自从神华、伊泰、潞安和晋煤四大煤制油示范项目于2010年形成147万吨/年产能后，2011-2013年中国工业规模煤制油项目处于建设阶段，没有新增

产能。2013年兖矿榆林100万吨/年煤制油、潞安山西180万吨/年煤制油、神华宁煤宁夏400万吨/年煤制油和伊泰伊犁一期90万吨/年煤制油抓紧建设，其他煤制油项目处于前期工作阶段。

从2014年开始，随着煤制油商业化装置的陆续建成投产，中国煤制油产能将迅速提升，于2016年达到1600万吨/年。

煤制油工艺技术情况

1.间接液化技术

（1）Sasol工艺

间接液化已有70多年历史，1943年F-T合成技术实现工业化，1956年在南非形成了规模化工业生产，是成熟可靠的煤液化技术。至今，在南非已建成了3个大厂，年耗原煤4600万吨，生产液体烃类产品760多万吨，其中油品近500万吨。Sasol已成为世界煤化工装置的典范。

（2）荷兰Shell公司的SMDS工艺

SMDS工艺包括造气、F-T合成、中间产品转化和产品分离4部分，主要产品是柴油、航空煤油、石脑油和蜡。1993年在马来西亚Bintulu建成50万吨/年的工厂。

（3）Exxon-Mobil的MTG工艺

Mobil甲醇-汽油（MTG）间接液化工艺利用两个截然不同的阶段从煤或天然气中生产汽油。1984年Mobil公司在德国波恩附近的Weeling建成了一套100桶/d汽油的MTG工艺固定床示范装置，之后又建成一套同样规模的流化床示范装置。新西兰建造了一座1.25万桶/d的商业化液化厂，处理从Maui矿区生产的气体。尽管这座液化厂仍进行着生产，但是只生产甲醇，目前这样的经济性最好。

（4）德国伍德公司的MTG生产工艺

晋煤集团与中科院山西煤化所共同组建山西省粉煤气化工程研究中心，联合攻关，在粉煤、特别是劣质粉煤气化的关键技术方面寻求突破。项目建设过程中，他们与拥有国际先进技术的美国美孚公司和德国伍德公司紧密合作，交流学习，掌握了相关先进技术。项目的流程工艺是，采用拥有我国自主知识产权的“灰熔聚流化床粉煤气化技术”，将劣质粉煤气化造气，生成甲醇，再通过德国伍德公司的MTG生产工艺，间接生成油品。

晋煤集团10万吨/年甲醇制汽油项目于2009年6月试车成功，该项目配套的30万吨/年煤制甲醇项目所用的“灰熔聚流化床粉煤气化技术”试车成功。

（5）其它国外以天然气为原料的工艺

除了已经运行的商业化间接液化装置外，埃克森－美孚（Exxon-Mobil），英国石油（BP-Amoco），美国大陆石油公司（ConocoPhillips）和合成油公司（Syntroleum）等也正在开发自己的费托合成工艺，转让许可证技术，并且计划在拥有天然气的边远地域来建造费托合成天然气液化工厂。

（6）中国科学院山西煤炭化学研究所自主研发的催化剂和“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术”（中科合成油技术F-T）

中国科学院山西煤炭化学研究所合成油工程研究中心(现中科合成油技术有限公司)完成了2000t/a煤炭间接液化工业试验。2001年ICC-IA低温催化剂的合成技术完成中试验证。2007年ICC-II高温催化剂的合成技术进行了中试试验，开发了ICC-I低温(230-270℃)和ICC-II高温(250-290℃)两大系列铁基催化剂技术和相应的浆态床反应器技术，并分别形成了两个系列合成工艺，即针对低温合成催化的重质馏分合成工艺ICC-HFPT和针对高温合成催化剂的轻质馏分合成工艺ICC-LFPT。

（7）兖矿技术

2002年12月，兖矿集团在上海组建上海兖矿能源科技研发有限公司，开始开展煤间接液化技术的研究和开发工作。2004年3月5000吨级低温费托合成、100吨/年催化剂中试装置建成，并实现一次投料试车成功。2006年4月又开始建设万吨级高温费托合成中试装置和100吨/年高温费托合成催化剂中试装置，2007年初高温费托合成催化剂中试装置生产出高温II型催化剂，2007年6月高温费托合成中试装置一次投料开车成功生产出合格产品。

（8）中石化F-T合成RFI-1催化剂

中石化石科院于2004年开始进行费托合成的相关研究工作，开展了F-T合成的催化剂、反应工程、系统工程等方面的研究工作，开发出了第一代高性能的固定床F-T合成催化剂RFI-1。2006年初RFT-1催化剂通过中石化集团公司组织的中试评议。2006年6月在镇海炼化建设的中石化第一套3000t/a GTL中试装置中使用。

2.直接液化

除间接液化工艺外，国外在煤炭的直接液化方面也相当活跃，德国、美国、日本等工业发达国家先后开发了十几种新工艺，其中几种先进技术完成了投煤规模为50-200t/d的大型中试。比较著名的有溶剂精炼煤法(SRC-l，SRC-2)、供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H-COAL)等。

（1）德国IGOR工艺

20世纪70年代，德国鲁尔煤炭公司与Veba石油公司和DMT矿冶及检测技术公司合作开发出了IGOR工艺，其主要特点是反应条件较苛刻(温度470℃，压力30MPa)，催化剂采用炼铝工业的废渣，液化反应和液化油加氢在一个高压系统内进行，可一次得到杂原子含量极低的液化精制油。循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化转化率高。

（2）日本NEDOL法烟煤液化工艺

日本于20世纪80年代初专门成立了日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)，负责组织十几家大公司合作开发出了NEDOL法烟煤液化工艺。该工艺的特点是反应压力低(17-19MPa)，反应温度为455-465℃；催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；固液分离采用减压蒸馏的方法；配煤浆用的循环溶剂单独加氢；液化油含有较多的杂原子还需加氢提质才能获得合格产品。

（3）美国HTI工艺

美国HTI工艺是在H-COAL工艺基础上发展起来的。该工艺采用两段催化液化，悬浮床反应器和铁基催化剂。其主要特点是反应条件较温和(440-450℃，反应压力17MPa)；催化剂用量少；在高温分离器后面串联有在线固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度地回收重质油，从而大幅度提高了液化油收率。

（4）神华煤直接液化技术

我国从20世纪70年代开始开展煤炭直接液化技术研究。1997-2000年煤炭科学研究总院分别与美国、德国、日本等有关机构合作，完成了神华煤、云南先锋煤和黑龙江依兰煤直接液化示范工厂的初步可行性研究。神华集团在对国内外煤直接液化技术进行了认真比选的基础上，采用众家之长和成熟的单元工艺技术，开发出神华自己的煤直接液化工艺路线和催化剂合成技术。以无水无灰基煤计，C4以上油收率为57%-58%，油品重馏分增多，更有利于柴油产品的生产。催化剂表现出非常高的活性具有生产流程简单、操作平稳方便、投资小、运行成本低等优点。

煤制油典型项目进展

神华集团

神华鄂尔多斯百万吨级直接液化煤制油示范工程于2008年12月试车成功。2011年7月，《百万吨级煤直接液化关键技术及示范》国家重大能源战略工程项目通过专家鉴定。

神华集团位于鄂尔多斯伊金霍洛旗的煤制油项目规划总产能为500万吨/年，一期产能320万吨/年，共建三条生产线。第一条生产线（百万吨级直接液化煤制油示范工程）于2010年投产，2012年产油86.5万吨。第二、三条生产线计划投资240亿元，预计2016年建成投产。神华还计划建设配套的间接液化装置，实现间接液化和直接液化油品的调和，以提高煤制油产品的品质和市场竞争力。

伊泰集团

伊泰集团鄂尔多斯16万吨/年间接液化煤制油示范项目2009年即已投产，2012年产量达17.2万吨。伊泰在内蒙古、新疆规划了煤制油项目，包括鄂尔多斯120万吨/年煤基精细化学品项目、180万吨/年煤制油二期项目，新疆伊犁540万吨/年煤制油一期首套100万吨/年油品项目和乌鲁木齐一期180万吨/年煤制油项目。其中进度最快的新疆伊犁煤制油项目规划产能540万吨/年，总投资645亿元，由伊泰伊犁能源有限公司为项目主体，与国家开发银行融资合作。项目一期产能90万吨/年，总投资150亿元，2012年初签约多喷嘴对置式水煤浆气化技术，采用5台日投煤量3000吨的气化炉。

潞安集团

潞安集团山西长治煤制油示范项目产能为21万吨/年（16万吨/年铁基浆态床+5万吨/年钴基固定床），于2009年投产。在示范项目的基础上，潞安集团在山西长治建设高硫煤清洁利用油化电热一体化项目，总投资239亿元，生产规模为三条50万吨/年F-T合成油品生产线，一套30万吨/年焦油加工装置。项目已开工建设，预计2015年投产。

神华宁煤集团

2013年9月23日，神华宁煤集团年产400万吨煤炭间接液化示范项目获国家发改委批复，即日开工建设。该项目位于宁东能源化工基地煤化工园区，可年转化煤炭2036万吨，年产合成油品405.2万吨，其中调和柴油273.3万吨、石脑油98.3万吨、液化石油气33.6万吨。该项目总投资约550亿元，计划2016年建成投产，达产后年销售收入可达266亿元，年均利税总额153亿元。采用中科合成油公司技术，该技术已经在伊泰和潞安的16万吨/年装置成功示范验证。兖矿集团

兖矿集团在陕西的100万吨/年间接液化煤制油项目处于全面建设阶段，预计将于2014年投产。其示范装置现已进入设备和管道安装阶段，计划2014年进行投料试车并进行工业示范。针对该装置研发的煤制油工艺过程动态模型及操作员培训系统，也于日前在北京通过专家鉴定。

兖矿自主研发间接液化煤制油技术，并在山东鲁南化肥厂完成5000吨级中试。2011年1月，兖矿与延长石油共同成立陕西未来能源化工有限公司，建

设榆横煤洁净综合利用示范项目。项目总投资161.2亿元，已于2011年3月由陕西省发改委备案批准，山东省国资委备案批复同意，正式开工建设。晋煤集团

晋煤集团100万吨/年甲醇制清洁燃料项目于2012年7月开工建设，项目总投资30亿元。此前该集团的10万吨/年MTG项目已于2009年投产。采用埃克森美孚公司MTG工艺。