孫啟文，吳建民，張宗森，龐利峰

（上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司，煤液化及煤化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201203）

石油是保障國家經(jīng)濟(jì)命脈和政治安全的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，是關(guān)系到國計(jì)民生的重要能源。我國的石油資源有限，需要靠進(jìn)口石油彌補(bǔ)國內(nèi)石油產(chǎn)量的不足，自2000年凈進(jìn)口7000萬噸以來，近幾年原油和石油產(chǎn)品的進(jìn)口呈現(xiàn)逐年大幅增長的趨勢，石油供應(yīng)的形勢十分嚴(yán)峻，據(jù)估計(jì)到2020年我國石油消費(fèi)量為4.5億～6.1億噸，屆時(shí)國內(nèi)石油產(chǎn)量為1.8億噸，對外依賴度將達(dá) 60%，這種增長的勢頭至少要延續(xù)到2030年[1-2]。目前從我國石油資源狀況看，今后石油年產(chǎn)量大幅度增加的可能性不大，在2010—2020年間，達(dá)到2億噸/年左右后將逐漸緩慢下降。因此立足于我國“富煤、貧油、少氣”的先天性能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展以煤為原料將其轉(zhuǎn)變成液體油品并盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是緩解我國石油供需矛盾、保障能源安全的重要戰(zhàn)略舉措，而煤炭間接液化便是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑之一。

煤液化制油主要有兩種途徑[3-5]：一種是煤加氫直接液化合成油品途徑；另一種是煤先氣化為合成氣（CO+H2），然后再在催化劑作用下經(jīng)Fischer-Tropsch（FT）合成催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為油品的間接液化途徑。煤間接液化（CTL）技術(shù)是當(dāng)前C1化工的重要發(fā)展方向，煤間接液化合成油具有清潔、環(huán)保、燃燒性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，是化石液體燃料的直接替代品，對保障我國能源安全具有重要意義。煤炭間接液化技術(shù)在生產(chǎn)油品的同時(shí)還可副產(chǎn)大量化工產(chǎn)品，延長了產(chǎn)品鏈，增強(qiáng)了市場適應(yīng)性，成為當(dāng)前潔凈煤技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)[6-7]。

1 煤間接液化的原理及典型工藝

煤間接液化是指將煤炭轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、煤油、燃料油、液化石油氣和其它化學(xué)品等液體產(chǎn)品的工藝過程，主要由三大部分組成，即煤制合成氣（包括造氣和凈化）、合成氣費(fèi)托合成以及合成油品加工精制。其中費(fèi)托合成單元是其核心部分。

費(fèi)托合成反應(yīng)可表示為如式（1）～式（8）[8-9]。

式（1）和式（2）為生成直鏈烷烴和1-烯烴的主反應(yīng)，可以認(rèn)為是烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化的逆反應(yīng)，都是放熱量很大的反應(yīng)。式（3）～式（5）為生成醇、醛、酮、酸及酯等含氧有機(jī)化合物的副反應(yīng)。式（6）是費(fèi)托合成體系中伴隨的水煤氣變換反應(yīng) （water gas shift，WGS），它對費(fèi)托合成反應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)作用。式（7）是積炭反應(yīng)，析出游離碳，引起催化劑上積炭。式（8）是歧化反應(yīng)。以上反應(yīng)均為強(qiáng)放熱反應(yīng)，根據(jù)催化劑的不同，可以生成烷烴、烯烴、醇、醛、酸等多種有機(jī)化合物。

典型的費(fèi)托合成煤間接液化的工藝流程[10]如圖1所示。

2 煤間接液化技術(shù)的發(fā)展歷程

圖1 典型的煤間接液化工藝流程

在20世紀(jì)20年代，德國就開始了煤間接液化技術(shù)的研究[11]，并于 1936首先建成工業(yè)規(guī)模的合成油廠。到1955年，世界上已有18個(gè)合成油工廠，總生產(chǎn)能力達(dá)到100萬噸/年。之后，由于石油工業(yè)的興起和發(fā)展，致使大部分費(fèi)托合成油裝置關(guān)閉停運(yùn)[12]。

南非Sasol公司于1955年建成煤制油SasolⅠ廠，1980年、1982年Sasol Ⅱ廠、Sasol Ⅲ廠相繼建設(shè)投產(chǎn)。1993年Sasol公司建設(shè)了反應(yīng)器直徑5 m、高20m，生產(chǎn)能力2500桶/天的三相漿態(tài)床費(fèi)托合成工業(yè)裝置，該裝置于 1995年投入運(yùn)行。1996—1999年Sasol公司又用8臺固定流化床反應(yīng)器代替了Sasol Ⅱ廠和Sasol Ⅲ廠的16臺循環(huán)流化床反應(yīng)器（Synthol）[13-14]。Sasol公司在近五十多年的發(fā)展過程中不斷完善其費(fèi)托合成工藝過程，調(diào)整其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，緊緊圍繞費(fèi)托合成反應(yīng)器和費(fèi)托合成催化劑開發(fā)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過近五十年的研究和開發(fā)，已形成世界上最大的以煤基合成油品為主導(dǎo)的大型綜合性煤化工產(chǎn)業(yè)基地。

目前，國外典型的工業(yè)化煤間接液化技術(shù)有南非Sasol的費(fèi)托合成技術(shù)、荷蘭Shell公司的SMDS技術(shù)和Mobil公司的MTG合成技術(shù)等。此外還有一些先進(jìn)的合成技術(shù)，如丹麥TopsΦe公司的TIGAS技術(shù)、美國Mobil公司的STG技術(shù)、Exxon公司的AGC-21技術(shù)、Syntroleum公司的Syntroleum技術(shù)等，但均未商業(yè)化[15]。

我國在20 世紀(jì)50～60年代初曾在錦州運(yùn)行過規(guī)模為5萬噸/年的煤間接液化工廠。從20 世紀(jì)80年代起中科院山西煤炭化學(xué)研究所又開始對煤炭間接液化技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，開發(fā)出了固定床兩段法合成（簡稱 MFT）工藝和漿態(tài)床-固定床兩段合成（簡稱SMFT）工藝，并先后完成了MFT工藝的小試、模試、中間試驗(yàn)、工業(yè)性試驗(yàn)及SMFT工藝的模試[16-18]，并對自主開發(fā)的兩類催化劑分別進(jìn)行了3000 h的長周期運(yùn)行，取得了令人滿意的結(jié)果。2000年中科院山西煤炭化學(xué)研究所開始籌劃建設(shè)千噸級漿態(tài)床合成油中試裝置，并與2002年9月完成漿態(tài)床合成油中試裝置的首次順利試車，并打通了整個(gè)工藝流程，取得了開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的階段性成果。

2008年山西潞安集團(tuán)年產(chǎn)16萬噸煤基合成油示范項(xiàng)目以中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所自主研發(fā)的煤基液體燃料合成漿態(tài)床工業(yè)化技術(shù)為核心技術(shù)正式出油，標(biāo)志著中國煤制油產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)取得了階段性成果和重大突破。

2009年，我國首套煤間接液化工業(yè)化示范裝置在內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)正式投產(chǎn)。伊泰集團(tuán)煤間接液化項(xiàng)目一期工程規(guī)模為16～18萬噸/年，目前已投資20億元，主要產(chǎn)品為柴油、石腦油、液化石油氣及少量硫。據(jù)悉，伊泰集團(tuán)計(jì)劃力爭在 2015年建成500萬噸/年的煤間接液化生產(chǎn)裝置。

上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司自 2002年起開展煤間接液化技術(shù)的研發(fā)工作，已開發(fā)成功了自主知識產(chǎn)權(quán)的三相漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成和固定流化床高溫費(fèi)托合成煤間接液化技術(shù)，建設(shè)了國內(nèi)中試規(guī)模最大的5000噸油品/年漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成中試裝置和國內(nèi)唯一的5000噸油品/年固定流化床高溫費(fèi)托合成中試裝置[19]。2004年11月漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成中試裝置完成4706 h連續(xù)平穩(wěn)考核運(yùn)行，合成產(chǎn)品以柴油為主（70%以上，十六烷值70）；2005年漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成中試裝置通過中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會主持的科技成果鑒定，技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。而高溫流化床費(fèi)托合成技術(shù)將沉淀型鐵基催化劑應(yīng)用于高溫費(fèi)托合成過程，為國內(nèi)外首創(chuàng)，是兗礦集團(tuán)繼掌握低溫費(fèi)托合成技術(shù)后，在煤間接液化方面的又一項(xiàng)重大技術(shù)突破；2010年固定流化床高溫費(fèi)托合成中試裝置通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會主持的科技成果鑒定。目前，兗礦榆林煤液化項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)模為1000萬噸/年，分2期實(shí)施。第1期，采用低溫費(fèi)托合成技術(shù)建設(shè)100萬噸級煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目后，分別采用低溫和高溫費(fèi)托合成技術(shù)建設(shè)200萬噸間接液化煤制油裝置，年產(chǎn)油品達(dá)500萬噸；第2期，將煤制油能力再擴(kuò)大1倍，使總能力達(dá)到1000萬噸，同時(shí)建設(shè)石腦油、烯烴和含氧化合物的下游加工利用工程，形成既有低溫又有高溫的大型煤制油及下游煤化工的聯(lián)合生產(chǎn)裝置。2012年5月，100萬噸級煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目已完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，計(jì)劃2014年建成并試車投產(chǎn)[20]。

據(jù)估計(jì)，到 2020年全國將形成煤間接液化裝置5000萬噸/年的產(chǎn)能。

3 煤間接液化的典型工藝

煤間接液化工藝按費(fèi)托合成的反應(yīng)溫度可分為低溫煤間接液化工藝和高溫煤間接液化工藝，通常將反應(yīng)溫度低于 280℃的稱為低溫煤間接液化工藝[13]，高于300℃的稱為高溫煤間接液化工藝[21]。低溫煤間接液化采用固定床或漿態(tài)床反應(yīng)器；高溫煤間接液化采用流化床（循環(huán)流化床、固定流化床）反應(yīng)器。

3.1 低溫煤間接液化工藝

3.1.1 Sasol公司的煤間接液化工藝[14]

（1）固定床煤間接液化工藝 Sasol公司低溫煤間接液化采用沉淀鐵催化劑和列管式 Arge固定床反應(yīng)器，工藝流程如圖2所示。新鮮氣和循環(huán)尾氣升壓至2.5 MPa進(jìn)入換熱器，與反應(yīng)器出來的產(chǎn)品氣換熱后從頂部進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度保持在220～235 ℃，反應(yīng)器底部采出石蠟。氣體產(chǎn)物先經(jīng)換熱器冷凝后采出高溫冷凝液（重質(zhì)油），再經(jīng)兩級冷卻，所得冷凝液經(jīng)油水分離器分出低溫冷凝物（輕油）和反應(yīng)水。石蠟、重質(zhì)油、輕油以及反應(yīng)水進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，尾氣一部分循環(huán)返回反應(yīng)器，另一部分送去低碳烴回收裝置，產(chǎn)品主要以煤油、柴油和石蠟為主。

（2）SSPD 漿態(tài)床煤間接液化工藝流程 這是 Sasol公司基于低溫費(fèi)托合成反應(yīng)而開發(fā)的漿態(tài)床合成中間餾分油工藝，其工藝流程如圖3所示。

圖2 Sasol固定床費(fèi)托合成工藝流程

圖3 Sasol漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝流程

SSPD反應(yīng)器為三相鼓泡漿態(tài)床反應(yīng)器，在240℃下操作，反應(yīng)器內(nèi)液體石蠟與催化劑顆粒混合成漿體，并維持一定液位。合成氣預(yù)熱后從底部經(jīng)氣體分布器進(jìn)入漿態(tài)床反應(yīng)器，在熔融石蠟和催化劑顆粒組成的漿液中鼓泡，在氣泡上升過程中，合成氣在催化劑作用下不斷發(fā)生費(fèi)托合成反應(yīng)，生成石蠟等烴類化合物。反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由內(nèi)置式冷卻盤管移出，產(chǎn)生一定壓力的蒸汽。石蠟采用 Sasol公司開發(fā)的內(nèi)置式分離器專利技術(shù)進(jìn)行分離。從反應(yīng)器上部出來的氣體經(jīng)冷卻后回收烴組分和水。獲得的烴物流送往下游的產(chǎn)品改質(zhì)裝置，水則送往反應(yīng)水回收裝置進(jìn)行處理。

漿態(tài)床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高，可在等溫下操作，易于控制操作參數(shù)，可直接使用現(xiàn)代大型氣化爐生產(chǎn)的低H2/CO值（0.6～0.7）的合成氣，且對液態(tài)產(chǎn)物的選擇性高，但存在傳質(zhì)阻力較大的問題。

3.1.2 Shell公司的SMDS工藝[22]

Shell公司的 SMDS合成技術(shù)是利用廉價(jià)的天然氣為原料制取合成氣（CO+H2），然后經(jīng)加氫、異構(gòu)化和加氫裂化生產(chǎn)出以中質(zhì)餾分為主產(chǎn)品的過程，其工藝流程見圖4。整個(gè)工藝可分為CO加氫合成高分子石蠟烴和石蠟烴加氫裂化或加氫異構(gòu)化制取發(fā)動(dòng)機(jī)燃料兩個(gè)階段。第一階段采用管式固定床反應(yīng)器，使用自己開發(fā)的熱穩(wěn)定性較好的鈷基催化劑高選擇性地合成長鏈?zhǔn)灍N；第二階段采用滴流床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為300～350 ℃，反應(yīng)壓力為3～5 MPa，將重質(zhì)烴類轉(zhuǎn)化為中質(zhì)餾分油，如石腦油、煤油、瓦斯油等。產(chǎn)品構(gòu)成可根據(jù)市場供需變化通過調(diào)整上述兩種技術(shù)的工藝操作條件加以靈活調(diào)節(jié)。

采用SMDS合成技術(shù)制取汽油、石腦油、煤油和柴油，其熱效率可達(dá)60%，而且經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于其它煤間接液化技術(shù)。馬來西亞應(yīng)用該技術(shù)于1993年建成50萬噸/年合成油工廠，投產(chǎn)至今，反應(yīng)器運(yùn)行良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。雖然SMDS合成技術(shù)主要以天然氣作為原料，但由于是用合成氣來生產(chǎn)液體燃料的，所以利用煤氣化生產(chǎn)的合成氣來生產(chǎn)液體燃料應(yīng)當(dāng)也是可行的。

圖4 SMDS工藝流程

3.1.3 Exxon公司AGC-21工藝

AGC-21工藝是由Exxon公司于20世紀(jì)90年代開發(fā)的，并在美國路易斯安那州的 Baton Rouge成功運(yùn)行了一套200桶/天的中試裝置[23]。AGC-21工藝由3個(gè)基本工序組成，即造氣、費(fèi)托合成及石蠟加氫異構(gòu)改質(zhì)。首先，天然氣、氧氣和水蒸氣在一個(gè)新型的催化部分氧化反應(yīng)器（流化床氣化爐）中反應(yīng)，生成H2/CO接近2的合成氣。然后，在裝有該公司開發(fā)的鈷基催化劑（載體為TiO2，含少量Re和Ru）的新型漿態(tài)床反應(yīng)器中進(jìn)行費(fèi)托合成反應(yīng)，生成分子量范圍很寬的以石蠟為主的烴類產(chǎn)物。最后，將中間產(chǎn)品石蠟經(jīng)固定床加氫異構(gòu)改質(zhì)為液態(tài)烴產(chǎn)品，通過調(diào)節(jié)工藝操作條件還可以調(diào)節(jié)目標(biāo)產(chǎn)品的分布。

3.1.4 美國Syntroleum工藝

Syntroleum公司的費(fèi)托合成工藝以天然氣為原料，通過自熱轉(zhuǎn)化（ATR）工藝生成一定H2/CO的合成氣，采用流化床反應(yīng)器及鈷基催化劑，合成氣在大空速下一次通過催化劑床層，反應(yīng)壓力 2.1～3.5 MPa，反應(yīng)溫度190～232 ℃，直接合成鏈長在一定范圍內(nèi)的液體燃料。Syntroleum工藝設(shè)備簡單、開停車容易、建設(shè)費(fèi)用低，整個(gè)裝置規(guī)模無需太大即可產(chǎn)生效益。后來Syntroleum公司又開發(fā)了第二代鈷催化劑和第二代費(fèi)托合成反應(yīng)器即固定床臥式反應(yīng)器，這種新型反應(yīng)器操作和控制更靈活，可以安裝在平臺、駁船或船舶上使用，用于海上或陸上偏遠(yuǎn)地區(qū)小型氣田的天然氣轉(zhuǎn)化。第二代鈷催化劑稱為限制鏈長的催化劑，產(chǎn)物分布主要在 C5～C20[24]。

3.1.5 中科院山西煤化所低溫煤間接液化工藝

（1）MFT合成工藝 又稱改良費(fèi)托合成法[25]。在 MFT工藝中，合成氣經(jīng)凈化后，首先在一段反應(yīng)器中經(jīng)費(fèi)托合成鐵基催化劑作用生成 C1～C40寬餾分烴類，此餾分進(jìn)入裝有擇形分子篩催化劑的二段反應(yīng)器進(jìn)行烴類催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，改質(zhì)為 C5～C11汽油餾分。由于兩類催化劑分別裝在兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器內(nèi)，各自可調(diào)控到最佳反應(yīng)條件，充分發(fā)揮各自的催化性能。

（2）SMFT合成工藝 這是基于傳統(tǒng)方法制備的鐵基催化劑在費(fèi)托合成中存在著產(chǎn)物分布范圍寬、汽油選擇性差和能源利用率低等問題而開發(fā)的工藝[25]。該工藝?yán)贸?xì)粒徑鐵基催化劑，在ZSM-5分子篩上將過程產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油，顯著提高費(fèi)托合成過程的效率和液體燃料組分的收率。該工藝分別進(jìn)行了反應(yīng)器為100 mL、1 L和5 L的試驗(yàn)，完成了3500 h以上連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2005年底，中科院山西煤化所建設(shè)了3套16～18萬噸/年的鐵基漿態(tài)床工業(yè)示范裝置，分別為山西潞安集團(tuán)年產(chǎn)16萬噸、內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)年產(chǎn)18萬噸以及神華集團(tuán)年產(chǎn) 18萬噸煤基合成油項(xiàng)目，2009年全部建設(shè)完工，并生產(chǎn)出油品。

3.1.6 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司低溫煤間接液化工藝

上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司自主研發(fā)的低溫煤間接液化工藝采用三相漿態(tài)床反應(yīng)器、鐵基催化劑，由催化劑前處理、費(fèi)托合成及產(chǎn)品分離三部分構(gòu)成，主要工藝流程如圖5所示。

圖5 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司低溫漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝流程框圖

來自凈化工段的新鮮合成氣和循環(huán)尾氣混合，經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)加壓后，預(yù)熱到 160℃進(jìn)入費(fèi)托合成反應(yīng)器，在催化劑的作用下部分轉(zhuǎn)化為烴類物質(zhì)，反應(yīng)器出口氣體進(jìn)入激冷塔進(jìn)行冷卻、洗滌，冷凝后液體，經(jīng)高溫冷凝物冷卻器冷卻后進(jìn)入過濾器過濾，過濾后的液體作為高溫冷凝物送入產(chǎn)品貯槽。在激冷塔中未冷凝的氣體，經(jīng)激冷塔冷卻器進(jìn)一步冷卻至 40 ℃，進(jìn)入高壓分離器，液體和氣體在高壓分離器得到分離，液相中的油相作為低溫冷凝物，送入低溫冷凝物儲槽。水相作為反應(yīng)水，送至廢水處理系統(tǒng)。高壓分離器頂部排出的氣體，經(jīng)過高壓分離器閃蒸槽閃蒸后，一小部分放空進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，其余與新鮮合成氣混合后，經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)加壓，并經(jīng)原料氣預(yù)熱器預(yù)熱后，返回反應(yīng)器。反應(yīng)產(chǎn)生的石蠟經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)置液固分離器與催化劑分離后排放至石蠟收集槽，然后經(jīng)粗石蠟冷卻器冷卻至130 ℃，進(jìn)入石蠟緩沖槽閃蒸，閃蒸后的石蠟進(jìn)入石蠟過濾器過濾，過濾后的石蠟送入石蠟儲槽。

表1為上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司低溫煤間接液化中試裝置產(chǎn)物的選擇性分布。

基于上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司低溫煤間接液化工藝的兗礦榆林 100萬噸/年低溫煤間接液化工業(yè)示范項(xiàng)目目前已完成總體設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)及長線設(shè)備訂貨工作已啟動(dòng)。該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為109.57萬噸/年（公稱100萬噸/年）油品，聯(lián)產(chǎn)電力110 MW，其中柴油78.08萬噸、石腦油25.84萬噸、液化石油氣5.65萬噸，開發(fā)了國內(nèi)單臺產(chǎn)能最大的費(fèi)托合成反應(yīng)器，單臺反應(yīng)器直徑為9.8 m，產(chǎn)能達(dá)73萬噸/年，可實(shí)現(xiàn)我國煤間接液化技術(shù)工程的大型化、規(guī)模化，使我國的煤制油技術(shù)不遜于當(dāng)前擬從國外引進(jìn)的同類技術(shù)水平。

表1 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司低溫煤間接液化中試裝置產(chǎn)物的選擇性分布

3.2 高溫煤間接液化工藝

3.2.1 Sasol公司高溫煤間接液化工藝

Sasol公司高溫煤間接液化工藝有Synthol循環(huán)流化床工藝和SAS固定流化床工藝[14]，均采用熔鐵催化劑，主要產(chǎn)品為汽油和輕烯烴。Synthol循環(huán)流化床反應(yīng)器最初是美國 Kelloge公司設(shè)計(jì)的，但操作一直不正常。后經(jīng) Sasol公司多次技術(shù)改進(jìn)及放大，現(xiàn)稱為“Sasol Synthol”反應(yīng)器，但由于該反應(yīng)器催化劑循環(huán)量大、損耗高，因此 Sasol公司用稱為SAS的固定流化床反應(yīng)器成功取代。

SAS工藝采用固定流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度340 ℃、反應(yīng)壓力2.5 MPa，工藝流程圖如圖6所示。SAS費(fèi)托合成反應(yīng)器床層內(nèi)設(shè)有垂直管束水冷換熱裝置，其蒸氣溫度控制在 260～310 ℃，該反應(yīng)器將催化劑全部置于反應(yīng)器內(nèi)，并維持一定料位高度，以保持足夠的反應(yīng)接觸時(shí)間，其上方提供了足夠的自由空間以分離出大部分催化劑，剩余的催化劑則通過反應(yīng)器頂部的旋風(fēng)分離器或多孔金屬過濾器分離并返回床層。由于催化劑被控制在反應(yīng)器內(nèi)，因而取消了催化劑回收系統(tǒng)，除節(jié)省投資外，冷卻更加有效，提高了熱效率。

其工藝特點(diǎn)為：①造價(jià)低，只有原來 Synthol工藝流化床反應(yīng)器的一半；②較高的熱效率；③催化劑床層壓降低；④床層等溫；⑤操作和維修費(fèi)用低；⑥油選擇性高，CO轉(zhuǎn)化率高；⑦易于大型化。

3.2.2 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司高溫煤間接液化工藝

圖6 Sasol固定流化床費(fèi)托合成工藝流程

上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司高溫煤間接液化工藝采用沉淀鐵催化劑，屬國內(nèi)外首創(chuàng)。其利用煤氣化產(chǎn)生并經(jīng)凈化的合成氣，在 340～360 ℃溫度下，在固定流化床中與催化劑作用，發(fā)生費(fèi)托合成反應(yīng)，生成一系列的烴類化合物。烴類化合物經(jīng)激冷、閃蒸、分離、過濾后獲得粗產(chǎn)品高溫冷凝物和低溫冷凝物，反應(yīng)水進(jìn)入精餾系統(tǒng)，費(fèi)托合成尾氣一部分放空進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)；另一部分與界區(qū)外的新鮮氣混合返回反應(yīng)器。高溫煤間接液化的中試工藝流程示意圖如圖7所示。表2為上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司高溫煤間接液化中試裝置的烴產(chǎn)品質(zhì)量選擇性分布。

圖7 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司高溫中試裝置流程

表2 上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司高溫煤間接液化的中試烴產(chǎn)品質(zhì)量選擇性分布

4 煤間接液化的核心問題

煤間接液化技術(shù)的核心問題就是氣化爐[26-27]、反應(yīng)器[28-32]和催化劑[33-34]。除加壓煤氣化工藝不同外，能否開發(fā)出高效可靠的費(fèi)托合成工業(yè)反應(yīng)器和廉價(jià)高性能的費(fèi)托合成工業(yè)催化劑，是煤間接液化工業(yè)化的關(guān)鍵。

4.1 氣化爐

目前，成熟已工業(yè)化的煤氣化技術(shù)主要有：氣流床技術(shù)，包括Shell粉煤氣化、GSP粉煤氣化、水煤漿加壓技術(shù)（Texaco、多噴嘴與多原料漿）；碎煤移動(dòng)床加壓氣化技術(shù)，包括 Luigi移動(dòng)床加壓氣化（干粉排渣）和BGL移動(dòng)床加壓氣化（熔融排渣）。國內(nèi)在流化床曾開發(fā)成功了灰熔聚和恩德爐技術(shù)，但由于還是常壓氣化，單爐處理能力小，不適合作為煤液化項(xiàng)目的備選技術(shù)。華東理工大學(xué)潔凈煤研究所研發(fā)的多噴嘴對置式氣化技術(shù)[35]目前已在國內(nèi)推廣。

以上氣流床和移動(dòng)床氣化爐的單線最大處理能力為：Shell粉煤氣化爐，2000～2500 t/d煤；Texaco水煤漿氣化爐，1500～2000 t/d煤；華東理工大學(xué)多噴嘴對置式氣化爐，最大能達(dá)3000 t/d煤；Lurgi移動(dòng)床加壓氣化爐，400～600 t/d煤（干粉排渣）；BGL移動(dòng)床加壓氣化爐，800～1000 t/d煤（熔融排渣）；GSP粉煤氣化爐，1000～1500 t/d煤。

以上幾種爐型均適用于生產(chǎn)合成氣，可根據(jù)引進(jìn)費(fèi)用及煤種情況，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較加以選擇。特別是華東理工大學(xué)多噴嘴對置式氣化爐，技術(shù)與設(shè)備均立足國內(nèi)，將大大節(jié)約費(fèi)用，且該技術(shù)已推廣到全國15家企業(yè)應(yīng)用，包括運(yùn)轉(zhuǎn)和在建的氣化爐多達(dá)45臺，占到國內(nèi)大型煤氣化裝置市場的1/3左右，進(jìn)一步促進(jìn)了我國煤氣化工業(yè)的發(fā)展。

4.2 費(fèi)托合成反應(yīng)器

費(fèi)托合成反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，平均放熱約165 kJ/mol（C原子），水煤氣變換反應(yīng)和其它副反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。由于放熱量大，常發(fā)生催化劑局部過熱，導(dǎo)致選擇性降低，并引起催化劑結(jié)炭甚至堵塞床層。因此費(fèi)托合成的反應(yīng)器應(yīng)具有較強(qiáng)的移熱能力，避免催化劑失活，提高產(chǎn)物的選擇性。

4.2.1 列管式固定床反應(yīng)器[36]

由圓筒形殼體和內(nèi)部豎置的管束組成，管內(nèi)填充催化劑，管外為加壓飽和水，利用水的沸騰蒸發(fā)移熱。其主要特點(diǎn)是液體產(chǎn)物易于收集、催化劑與重質(zhì)烴易于分離等；其缺點(diǎn)是存在著徑向與軸向的溫度梯度，催化劑難以控制在最佳的反應(yīng)溫度，且易因局部過熱而造成催化劑燒結(jié)、積炭，堵塞反應(yīng)管。此外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高、催化劑裝卸困難也是其固有的缺點(diǎn)。

4.2.2 流化床反應(yīng)器[37]

循環(huán)流化床反應(yīng)器適用于高溫費(fèi)托合成，產(chǎn)物較輕，且烯烴含量較高。催化劑和反應(yīng)氣體在反應(yīng)器內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化了傳熱過程，因而反應(yīng)器床層內(nèi)各處溫度比較均勻，有利于合成反應(yīng)選擇性的控制。由于床層中換熱管傳熱系數(shù)大，移出一定反應(yīng)熱所需換熱面積小，有利于生產(chǎn)能力的提高。循環(huán)流化床費(fèi)托合成反應(yīng)器的缺點(diǎn)是裝置投資高、操作復(fù)雜繁瑣、檢修費(fèi)用高、反應(yīng)器進(jìn)一步放大困難、對原料氣中硫含量要求高，旋風(fēng)分離器容易被催化劑堵塞，同時(shí)有大量催化劑損失，反應(yīng)器的高溫操作可能導(dǎo)致催化劑的積炭和破裂，使催化劑的耗量增加。

固定流化床優(yōu)點(diǎn)是床層等溫性好、選擇性易于控制、反應(yīng)器造價(jià)低，且具有較高的油選擇性。上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司[38]公開了一種新型的費(fèi)托合成流化床反應(yīng)器，如圖8所示。圖8(a)中合成反應(yīng)器1包括一層換熱管5和旋風(fēng)分離器6。合成氣從氣體入口分布器 2對氣體上進(jìn)行分配。從氣體入口分布器2向上是換熱管5，換熱管5內(nèi)通鍋爐給水，通過鍋爐給水蒸發(fā)帶走反應(yīng)熱，使反應(yīng)處在恒溫狀態(tài)。在反應(yīng)器內(nèi)低于換熱管 5下端的位置設(shè)置一個(gè)催化劑漿液在線加入口 4，根據(jù)需要加入新鮮催化劑。此過程需配合底部的廢催化劑在線排放口 3的排放來進(jìn)行，以保持反應(yīng)器催化劑的物化性能、床層高度和催化劑濃度的穩(wěn)定。從催化劑流化床層頂部離旋風(fēng)分離器 6的氣體入口有一定的氣固分離空間，氣體從反應(yīng)器頂部出口 7出反應(yīng)器。一般流化床反應(yīng)器中的催化劑平均粒度為60 μm，反應(yīng)床層密度600 kg/m3。操作典型溫度為350 ℃，操作典型壓力為 2.5～3.0 MPa。內(nèi)置的旋風(fēng)分離器示意圖如圖8(b)所示，氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖如圖8(c)所示。

4.2.3 漿態(tài)床反應(yīng)器

與列管式固定床費(fèi)托合成反應(yīng)器相比，漿態(tài)床反應(yīng)器[39-40]床層內(nèi)反應(yīng)物混合好、溫度均勻，可等溫操作；單位反應(yīng)器體積的產(chǎn)率高，每噸產(chǎn)品催化劑的消耗僅為管式固定床反應(yīng)器的20%～30%；通過改變催化劑組成、反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、H2/CO比值以及空速等條件，可在較大范圍內(nèi)改變產(chǎn)品組成，適應(yīng)市場需求的變化；漿態(tài)床反應(yīng)器的床層壓降?。ㄐ∮?.1 MPa，管式固定床反應(yīng)器可達(dá)0.3～0.7 MPa）；反應(yīng)器控制簡單，操作成本低；催化劑在線添加和移出容易實(shí)現(xiàn)，通過有規(guī)律的替換催化劑，平均催化劑壽命易于控制，從而更易于控制過程的選擇性，提高粗產(chǎn)品的質(zhì)量；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、易于放大、投資低，僅為同等產(chǎn)能管式固定床反應(yīng)器的25%。

圖8 費(fèi)托合成流化床反應(yīng)器

上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司[41]公開了一種連續(xù)操作的氣液固三相漿態(tài)床工業(yè)反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。該反應(yīng)器包括由入口氣體分布管組成的進(jìn)行氣體均布的入口氣體分布部件，一層或多層對床層進(jìn)行加熱/冷卻的換熱管部件，一層或多層可以自動(dòng)清洗的液固分離部件，除去液沫和固體夾帶的出口除塵除沫器部件。與現(xiàn)有其它反應(yīng)器相比，該漿態(tài)床反應(yīng)器能耗低，解決了反應(yīng)器堵塞或逆流問題，溫度與液位控制良好，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器的平穩(wěn)連續(xù)操作。目前，該氣液固三相漿態(tài)床反應(yīng)器已在兗礦集團(tuán)年生產(chǎn)5000 t油品漿態(tài)床低溫費(fèi)托合成中試裝置上成功應(yīng)用。

目前，對漿態(tài)床反應(yīng)器的研究則主要集中在內(nèi)部傳質(zhì)、傳熱特性等流體力學(xué)方面，如氣含率、固體濃度分布、粒徑分布以及氣泡尺寸分布的變化規(guī)律及其影響因素。這些參數(shù)都對費(fèi)托合成的工業(yè)應(yīng)用具有很高的理論指導(dǎo)意義，同時(shí)也是漿態(tài)床反應(yīng)器放大的重要設(shè)計(jì)依據(jù)。

圖9 一種連續(xù)操作的費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器

4.3 費(fèi)托合成催化劑

高效費(fèi)托合成催化劑的開發(fā)是費(fèi)托合成技術(shù)研究與工業(yè)化的關(guān)鍵，制備出價(jià)格低廉、活性高、穩(wěn)定性好且具有工業(yè)應(yīng)用前景的催化劑，對煤間接液化技術(shù)的成功產(chǎn)業(yè)化具有重要意義[42]。自 20世紀(jì)20年代費(fèi)托合成反應(yīng)發(fā)現(xiàn)以來，催化劑的研究一直是費(fèi)托技術(shù)研究的核心之一，最常用的費(fèi)托合成催化劑其金屬主活性組分有Fe、Co、Ni以及Ru等過渡金屬。

Ru基催化劑在費(fèi)托合成過程中復(fù)雜因素最少，是最佳的費(fèi)托合成催化劑，但價(jià)格昂貴、儲量不足，僅限于基礎(chǔ)研究。Ni基催化劑的加氫能力太強(qiáng)，易形成羰基鎳和甲烷，因而使用上受到限制。鑒于上述原因，目前已經(jīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的費(fèi)托合成催化劑只有鐵基催化劑和鈷基催化劑。Co基催化劑的價(jià)格相對較高，且Co基催化劑WGS反應(yīng)活性較低，較適合高H2/CO比的天然氣基合成氣的費(fèi)托合成，主要以重質(zhì)烴、石蠟為主。而Fe基催化劑廉價(jià)易得，WGS活性較高，尤其適合于低H2/CO的煤基合成氣的費(fèi)托合成。

鐵基催化劑[43-44]按使用溫度可分為低溫鐵基催化劑和高溫鐵基催化劑。低溫沉淀鐵催化劑的使用溫度一般為220～250 ℃，主要產(chǎn)物為長鏈重質(zhì)烴，經(jīng)加工可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油、汽油、煤油、潤滑油等，同時(shí)副產(chǎn)高附加值的硬蠟。低溫沉淀鐵催化劑的主組分為α-Fe2O3，添加的助劑有K2O、CuO和SiO2或 Al2O3。與采用的負(fù)載型鈷催化劑不同，在鐵催化劑中SiO2并不是傳統(tǒng)意義上的載體，而是作為黏結(jié)劑和阻隔劑存在。南非 Sasol公司最早工業(yè)化用于Arge固定床的 LTFT催化劑就是Fe/Cu/K/SiO2催化劑，這種催化劑稍加改造也可用于漿態(tài)床反應(yīng)器。中科院山西煤炭化學(xué)研究所自主研發(fā)的 ICC-ⅠA、ICC-ⅠB、ICC-ⅡA合成鐵基催化劑在中試運(yùn)轉(zhuǎn)中表現(xiàn)出了較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性，各項(xiàng)指標(biāo)超過了國外同等催化劑，并且很好解決了催化劑在床層中的分布與控制、產(chǎn)物與催化劑分離等高效漿態(tài)床反應(yīng)器的關(guān)鍵技術(shù)問題。表3為上海兗礦能源科技研發(fā)公司自主研發(fā)的低溫沉淀鐵基催化劑費(fèi)托合成產(chǎn)物選擇性與南非Sasol的比較。

高溫鐵基催化劑的使用溫度范圍為 310～350℃，產(chǎn)物以烯烴、化學(xué)品、汽油和柴油為主。高溫催化劑有熔鐵催化劑和沉淀鐵催化劑兩種。南非Sasol公司的SAS（sasol advanced synthol）反應(yīng)器中使用的高溫催化劑為熔鐵催化劑，主要組分為Fe3O4，選用低雜質(zhì)的磁鐵礦，加入各種助劑，熔融后經(jīng)粉碎、球磨、篩分后得到。此外也可選用鋼廠熱軋鋼錠時(shí)副產(chǎn)的氧化鐵作為原料生產(chǎn)熔鐵催化劑。但熔鐵催化劑活性受其比表面積的制約，選擇性受到助劑含量和分布不均勻的影響。受制備方法影響以及磁鐵礦中雜質(zhì)成分復(fù)雜、含量多變，對準(zhǔn)確控制熔鐵催化劑中助劑的含量帶來一定困難。同時(shí)，在原料摻混和熔煉過程中，很難使助劑均勻分布于催化劑中，造成催化劑催化性能的不穩(wěn)定。采用沉淀法制備高溫催化劑可以很好解決上述問題。與低溫沉淀鐵基催化劑不同，高溫沉淀鐵催化劑的助劑含量較低。上海兗礦能源科技研發(fā)公司成功自主研發(fā)了應(yīng)用于高溫費(fèi)托合成過程的沉淀鐵催化劑，并成功應(yīng)用于年產(chǎn)1萬噸規(guī)模的中試裝置。

金屬鈷加氫活性介于Ni與Fe之間，具有較高的F-T鏈增長能力，反應(yīng)過程中穩(wěn)定并不易積炭和中毒，水煤氣變換反應(yīng)活性較低等優(yōu)點(diǎn)，因此成為F-T合成中最有發(fā)展前途的催化劑。鈷基費(fèi)托合成催化劑具有如下特點(diǎn)：①可最大限度地生成重質(zhì)烴，且以直鏈飽和烴為主，深加工得到的中間餾分油燃燒性能優(yōu)良，簡單切割后即可用作航空煤油及優(yōu)質(zhì)柴油，此外，還可副產(chǎn)高附加值的硬蠟；②活性高，積炭傾向低，壽命相對較長；③具有很低的水煤氣變換反應(yīng)活性，具有更高的碳利用率，適用于高H2/CO比的天然氣基合成氣轉(zhuǎn)化。鈷基催化劑在活性、壽命及產(chǎn)物選擇性等方面的優(yōu)點(diǎn)，使其成為費(fèi)托合成催化劑的研究熱點(diǎn)。目前，世界各大煤化工企業(yè)、石油公司、科研機(jī)構(gòu)及催化劑廠商均投入巨大的人力財(cái)力開發(fā)性能優(yōu)異的鈷基費(fèi)托合成催化劑[45-48]。

表3 工業(yè)化低溫鐵基催化劑費(fèi)托合成產(chǎn)物選擇性比較

研究開發(fā)費(fèi)托合成的目標(biāo)是提高合成效率，抑制甲烷等副產(chǎn)物的生成，盡可能地將烴產(chǎn)物集中于某一餾分。因此，減少甲烷生成、選擇性合成目標(biāo)烴類（液體燃料、重質(zhì)烴或烯烴等）以及研究開發(fā)拓寬 ASF分布規(guī)律的費(fèi)托合成催化劑始終是費(fèi)托合成的研究方向。未來的研究趨勢將更多地向催化劑的復(fù)合化、多功能化發(fā)展，如雙峰孔分布催化劑、核殼型催化劑等，即以一種催化劑解決多個(gè)工藝才能完成的問題，目標(biāo)是增加催化劑的活性和對重質(zhì)烴的選擇性，減少甲烷和CO2排放。同時(shí)，各種新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)也將為催化劑的研究提供更多的選擇空間。

5 煤間接液化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與工業(yè)應(yīng)用前景

影響煤間接液化技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的主要因素有：①整個(gè)裝置的投資規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模；②煤間接液化的技術(shù)選擇；③間接液化使用的催化劑，一般不能再生，且價(jià)格貴，因此除設(shè)法減少損耗和延長壽命外，應(yīng)在催化劑再生技術(shù)上爭取突破；④采用先進(jìn)固定流化床和漿態(tài)床工藝，可提高主產(chǎn)品的產(chǎn)率和選擇性，增產(chǎn)高附加值化學(xué)品，給企業(yè)帶來豐厚的收益；⑤建廠地理位置，項(xiàng)目的建設(shè)周期，原料煤的價(jià)格和品質(zhì)，原油、成品油價(jià)格等；⑥整個(gè)煤液化工藝流程的集成優(yōu)化程度等。

煤制油是一個(gè)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性的大型綜合性產(chǎn)業(yè)，要取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，煤制油裝置規(guī)模應(yīng)在100萬噸/年以上，裝置規(guī)模越大，噸油投資越少，物料和能量利用率越高，其綜合效益越好。兗礦榆林 100萬噸/年煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目可行性研究表明：項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為 109.57萬噸/年油品（公稱100萬噸/年），總投資164.4億元，綜合煤價(jià)200元/噸時(shí)，噸油成本約3000元，與50美元/桶的石油基油品相當(dāng)，項(xiàng)目建成后年均銷售收入57.43億元，年均利潤總額超17.16億元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

在技術(shù)選擇方面，對煤間接液化制油項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性有重要影響的是：煤制合成氣技術(shù)、合成油技術(shù)和煤基油加工精制技術(shù)。煤制合成氣裝置占總投資的65%左右，費(fèi)托合成裝置約占20%，油品精制裝置占15%。由此可見，煤制合成氣裝置是制約煤制油裝置投資和回報(bào)期的主要因素。國內(nèi)采用Texaco和Lurgi氣化爐的煤氣化技術(shù)均有商業(yè)裝置運(yùn)行并已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，兗礦榆林100萬噸/年煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目采用華東理工大學(xué)多噴嘴對置式氣化爐，大大節(jié)約了費(fèi)用。當(dāng)然對于煤間接液化項(xiàng)目的煤氣化技術(shù)選擇要視煤種、項(xiàng)目的具體要求和建廠條件等來決定。

費(fèi)托合成油技術(shù)的選擇也很重要，主要需比較國外引進(jìn)技術(shù)與國內(nèi)自主研發(fā)技術(shù)。國外技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是成熟可靠，缺點(diǎn)是引進(jìn)費(fèi)用高，使項(xiàng)目的總體造價(jià)可能大幅度上升；相反，采用國內(nèi)自主研發(fā)技術(shù)缺點(diǎn)是工程放大存在一定風(fēng)險(xiǎn)，放大倍數(shù)越大，風(fēng)險(xiǎn)就越大，優(yōu)點(diǎn)是軟件費(fèi)用低，項(xiàng)目總體造價(jià)可以大幅降低。兗礦榆林100萬噸/年煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目采用上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司自主研發(fā)的低溫費(fèi)托合成油技術(shù)。國內(nèi)煉油行業(yè)在油品加工精制方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此完全可以立足國內(nèi)。采用先進(jìn)固定流化床和漿態(tài)床費(fèi)托合成反應(yīng)器, 同時(shí)使用廉價(jià)高效的費(fèi)托合成催化劑, 將顯著地降低合成油的生產(chǎn)成本。

原料和動(dòng)力的消耗是構(gòu)成煤間接液化制油項(xiàng)目中可變成本的主要組成部分，對項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性有重要影響，煤耗相對水耗和電價(jià)的影響更大。兗礦榆林100萬噸/年煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目合成油綜合煤耗（包括原料煤和燃料煤）可達(dá) 4.73噸/噸油，水耗可達(dá)11噸/噸油，略低于國外同類裝置的相應(yīng)指標(biāo)。但煤間接液化項(xiàng)目也不能單從煤耗決定液化方案，還應(yīng)充分考慮技術(shù)的優(yōu)越性和可靠性。

煤炭間接液化項(xiàng)目的投資額非常大，降低投資的一個(gè)可能途徑是裝置的集約化，即煤炭液化和煉油廠有機(jī)結(jié)合，如共享一些產(chǎn)品混合和輸出設(shè)備，即使最低程度的設(shè)備聯(lián)合使用也可大大降低投資成本。同時(shí)，煤氣化所得的合成氣除了制油、發(fā)電、制氫外還可以生產(chǎn)甲醇、化肥、城市煤氣、二甲醚、烯烴等，將多個(gè)單元聯(lián)產(chǎn)可以使多個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程互相耦合，與這些產(chǎn)品單獨(dú)生產(chǎn)相比，可以減少基本投資和運(yùn)行費(fèi)用，降低各產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

將煤直接液化與間接液化結(jié)合起來, 建立聯(lián)合裝置，將二套裝置的柴油餾分調(diào)合在一起, 這樣可省去復(fù)雜的后加工提質(zhì)工藝系統(tǒng)，顯著降低煤液化裝置的投資和加工成本, 大大提高其市場競爭能力。以年產(chǎn)350萬噸油品間接液化與直接液化聯(lián)產(chǎn)為例，其中直接液化產(chǎn)品245萬噸/年，間接液化產(chǎn)品 103萬噸/年。如果不考慮燃料煤，全廠熱效率54.64%，碳效率42.10%，熱效率和碳效率較單獨(dú)的煤間接液化高近10%。

國外大規(guī)模的合成油裝置為100萬噸級，從技術(shù)上來說，建立這一規(guī)模的裝置是可以實(shí)現(xiàn)的。國內(nèi)煤間接液化技術(shù)需加大技術(shù)投入，加快發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)，特別是核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。立足有自主知識產(chǎn)權(quán)的費(fèi)托合成技術(shù)建設(shè)有工業(yè)規(guī)模的煤制油項(xiàng)目符合國家的能源政策，不僅有利于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且符合國家產(chǎn)業(yè)政策和西部大開發(fā)以及可持續(xù)發(fā)展的要求，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益?；谏虾嫉V能源科技研發(fā)有限公司自主研發(fā)的具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的兗礦榆林100萬噸/年低溫煤間接液化制油工業(yè)示范項(xiàng)目成功的實(shí)施，將促進(jìn)我國大型煤化工裝置及相關(guān)的系統(tǒng)集成以及工程設(shè)計(jì)與設(shè)備成套能力的提高。并使得在我國有資源條件的地方更經(jīng)濟(jì)地大規(guī)模發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)成為可能，極大帶動(dòng)了我國煤間接液化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，同時(shí)開發(fā)出集成優(yōu)化的大型煤間接液化多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)煤氣化、合成油、燃?xì)?蒸汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)的整體集成與優(yōu)化配置。由于煤間接液化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化帶動(dòng)性強(qiáng)，技術(shù)覆蓋面廣，因此以煤制油技術(shù)為主導(dǎo)的大型綜合性煤化工產(chǎn)業(yè)將是中國具有蓬勃生機(jī)的革命性的新興產(chǎn)業(yè)。

6 結(jié) 語

石油短缺是我國能源發(fā)展面臨的重要問題，發(fā)展煤間接液化技術(shù)和建設(shè)煤液化產(chǎn)業(yè)是補(bǔ)充石油不足的重要途徑之一，政府應(yīng)該充分重視和科學(xué)規(guī)范。煤液化是煤化工領(lǐng)域的高新技術(shù)，引進(jìn)或吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝、設(shè)備對未來產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)發(fā)展非常重要。同時(shí)我國在實(shí)施煤間接液化項(xiàng)目的過程中，要充分考慮煤炭資源的有效利用問題，減少污染物排放，對我國乃至整個(gè)世界都有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

煤間接液化技術(shù)在我國有近三十年的研究歷史，但創(chuàng)新性、突破性研究成果不多，工業(yè)示范和應(yīng)用還剛剛起步，行業(yè)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。經(jīng)過不懈努力，煤間接液化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)一定能在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源安全供應(yīng)中發(fā)揮出其應(yīng)用的作用。

目前我國已建成的伊泰集團(tuán)年產(chǎn) 18萬噸煤間接制油項(xiàng)目、潞安集團(tuán)年產(chǎn) 16萬噸煤間接制油項(xiàng)目、神華集團(tuán)年產(chǎn)18萬噸煤間接制油項(xiàng)目和已進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的兗礦集團(tuán)100萬噸煤間接液化商業(yè)化示范裝置項(xiàng)目等的成功實(shí)施，將使我國逐步形成具有中國特色的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。同時(shí)我國應(yīng)該加大煤炭氣化技術(shù)、煤間接液化和煤直接液化技術(shù)的開發(fā)和推行力度，引進(jìn)和吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)，制定實(shí)施新的能源政策，使我國能源工業(yè)走上創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展之路。

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