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间接液化与直接液化对比分析
一、煤炭液化发展状况:
1、间接液化技术发展状况
煤的间接液化技术是先将煤气化，然后合成燃料油和化工产品。目前南非萨索尔公司、荷兰壳牌公司、美国美孚公司、丹麦托普索公司都拥有成熟技术，但达到和正在商业化生产的只有南非萨索尔公司。该公司已先后建成了三个间接液化工厂，年产汽油、柴油、蜡、乙烯、丙烯、聚合物、氨、醇、醛、酮等113种化工产品，共计760万吨，其中油品占60%左右。
在我国，科技部863计划和科学院于2001年联合启动了“煤变油”重大科技项目，中科院山西煤化所承担了这一项目的研究。2002年9月，千吨级间接液化中试平台实现了第一次试运转，并合成出第一批粗油品。到2003年底，中试平台已运行4次，使用间接液化技术生产出了无色透明的高品质柴油，这是目前世界上纯度最高、最优质的清洁柴油。山东兖矿集团在煤炭间接液化技术方面也取得了较大进展。神华集团拟在陕西榆林建设煤间接液化项目，以榆神矿区储量丰富、质量优良和便于开采的煤炭资源为依托，建立坑口煤炭间接液化工厂。拟建规模为年产液化产品600万吨，分2期建设，每期工程年产300万吨。
2、直接液化技术发展状况% N5 p+ l* b+ F' },
煤炭直接液化技术是煤炭在高温、高压和催化剂作用下的去除杂质并加氢的过程。德国从二战期间就开始这方面的研究，但随着石油的发现被搁置，直到近年又重新启动。目前德国GMT公司、美国的HTI公司和日本的NEDOL组织都拥有这方面技术,但世界上还没有达到工业化生产的装置。
在我国，神华集团投资600亿元的500万吨/年 “煤变油”直接液化工程于2004年在内蒙古鄂尔多斯开工建设，预计2007年一期工程建成。而且，神华还在上海建成了每天6吨的直接液化装置，目的在于对“煤变油”工业化生产之前的工艺和设备进行探讨。
目前，云南、黑龙江、内蒙古、山东、山西、贵州等都在筹划自己的“煤变油”项目，只是由于风险太大而进展较慢。决策部门希望等神华的工业化示范项目效果出来后再定，以免造成不必要的浪费。
二、不同的工艺及生产过程  [' z%
1、间接液化工艺及生产过程
间接液化工艺包括：煤的气化及煤气净化、变换和脱碳；F-T合成反应；油品加工等三个纯“串联”步骤。它的生产过程为：气化装置产出的粗煤气经除尘、冷却得到净煤气，净煤气经CO宽温耐硫变换和酸性气体（包括H2S和CO2等）脱除，得到成分合格的合成气。合成气进入合成反应器，在一定温度、压力及催化剂作用下，H2和CO转化为直链烃类、水以及少量的含氧有机化合物。生成物经三相分离，水相去提取醇、酮、醛等化学品；油相采用常规石油炼 制手段（如常、减压蒸馏），根据需要切割出产品馏份，经进一步加工（如加氢精制、临氢 降凝、催化重整、加氢裂化等工艺）得到合格的油品或中间产品；气相经冷冻分离及烯烃转化处理得到LPG、聚合级丙烯、聚合级乙烯及中热值燃料气。
2、直接液化工艺及生产过程
直接液化工艺包括：氢气制备、煤糊相（油煤浆）制备、加氢液化反应、油品加工“先并后串”4个步骤。它的生产过程为：将煤、催化剂和循环油制成的煤浆，与制得的氢气混合送入反应器。在液化反应器内，煤首先发生热解反应，生成自由基“碎片”，不稳定的自由基“碎片”再与氢在催化剂存在条件下结合，形成分子量比煤低得多的初级加氢产物。出反应器的产物构成十分复杂，包括气、液、固三 相。气相的主要成分是氢气，分离后循环返回反应器重新参加反应；固相为未反应的煤、矿物质及催化剂；液相则为轻油（粗汽油）、中油等馏份油及重油。液相馏份油经提质加工 如加氢精制、加氢裂化和重整）得到合格的汽油、柴油和航空煤油等产品。重质的液固淤浆 经进一步分离得到循环重油和残渣。
三、对煤种的不同要求
1、间接液化对煤种的要求
间接液化工艺对煤种的选择性也就是与之相适应的气化工艺对煤种的选择性。气化的目的是尽可能获取以合成气(CO+H2)为主要成分的煤气。目前得到公认的最先进煤气化工艺是干煤粉气流床加压气化工艺，已实现商业化的典型工艺是荷兰Shell公司的 SCGP工艺。干煤粉气流床加压气化从理论上讲对原料有广泛的适应性，几乎可以气化从无烟煤到褐煤的各种煤及石油焦等固体燃料，对煤的活性没有要求，对煤的灰熔融性适应范围可以很宽，对于高灰分、高水分、高硫分的煤种也同样适应。但从技术经济角度考虑，褐煤和低变质的高活 性烟煤更为适用。通常入炉原料煤种应满足：灰熔融性流动温度（FT）低于1400℃，高于该温度需加助熔剂；灰分含量小于20％；干煤粉干燥至入炉水分含量小于2％，以防止干煤粉输送罐及管线中“架桥”、“鼠洞”和“栓塞”现象的发生。
2、直接液化对煤种的要求
原料煤的特性对所有直接液化工艺的影响是决定性的。实践表明，随原料煤煤化程度的增加， 煤的加氢反应活性开始变化不大，中等变质程度烟煤以后则急剧下降；煤的显微组分中镜质组和稳定组为加氢活性组分，惰质组为非加氢活性组分；原料煤中的硫铁矿为良好的加氢催化剂，矿物质中的碱性物质对液化不利；氧含量高的煤气产率高， 液体产率相对较低。根据加氢液化的大量试验研究结果，认为原料煤一般应符合以下几个条件：高挥发分低变质程度烟煤和硬质褐煤，碳元素含量大致在77%～82％之间；惰质组含量小于15％；灰分含量小于10％。
四、不同的产品结构3 \5
1、间接液化产品结构分析+ N1 ?: ?5 Y
间接液化产物分布较宽，如SASOL固定流化床工艺，C-4以下产物约占总合成产物的44.1 ％，这些气态烃类产物经分离及烯烃歧化转化得 到LPG、聚合级丙烯、聚合级乙烯等终端产品。C+5以上产物约占总合成产物的49.7％，这些液态产物经馏份切割得到石脑油 、α-烯烃、C14～C18烷及粗蜡等中间产品。石脑油经进一步加氢精制，得到 高级乙烯料（乙烯收率可达到37%～39％，普通炼厂石脑油的乙烯收率仅为27%～28％左右） ，也可以重整得到汽油；α-烯烃不经提质处理就是高级洗涤剂原料，经提质处理得到航空 煤油；C14～C18烷不经提质处理也是高品质的洗涤剂原料，通过加氢精制和异 构降凝处理即成为高级调和柴油（十六烷值高达75）；粗蜡经加氢精制得到高品质软蜡。
国内外的相关研究结果表明，现阶段，在我国发展间接液化工艺，适宜定位在生产高 附加值石油延长产品即所谓的中间化学品，如市场紧俏的聚合级丙烯、聚合级乙烯、高级石脑油、α-烯烃及C14-C18烷等 ；若定位在单纯生产燃料油品，由于提质工艺流程长、主产品（如汽油）的质量差，导致经 济效益难以体现。
2、直接液化产品结构分析
直接液化工艺的柴油收率在70％左右，LPG和汽油约占20％，其余为以多环芳烃为主的中间产品。由于直接液化产物具有富含环烷烃的特点，因此，经提质处理及馏份切割得到的汽油 及航空煤油均属于高质量终端产品。另外，加氢液化产物也是生产芳烃化合物的重要原料。 实践证明，不少芳烃化合物通过非煤加氢液化途径获取往往较为困难，甚至不可能。4 r/
国内外的相关研究结果表明，基于不可逆转的石油资源形势和并不乐观的国际政治形势，在我国发展直接液化工艺，适宜定位在生产燃料油品及特殊中间化学品。
五、对多联产系统的不同影响% w4 b  C7
多联产是新型煤化工的一种发展趋势。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化耦 合集成在一起，以同时获得多种高附加值的化工产品（包括脂肪烃和芳香烃）和多种洁净的二次能源（气体燃料、液体燃料、电等）为目的的生产系统。多联产与单产相比，实现了煤炭资源价值的梯级利用，达到了煤炭资源价值利用效率和经济效益的最大化，满足煤炭资源利用的环境最友好
间接液化属于过程工艺，是构成以气化为“龙头”的集成多联产系统的重要生产环节（单元），也是整个“串联”生产系统中的桥梁和纽带，对优化多联产系统中的生产要素、实时整合产品结构及产量、保证多联产系统最大化的产出投入比具有重要意义。
直接液化属于目标（或非过程）工艺，与煤基间接液化相比，与其它技术“串联”集成多联产系统的灵活性相对较小，通常加氢液化就是整个系统的核心，需要与其它技术互补，来进一步提高自身的技术经济性。如液化残渣中含有约35％的油，因此，若将油灰渣气化，既避免了油灰渣外排，又得到加氢液化工艺不可或缺的宝贵氢气。
六、 工艺选择
根据以上分析，同一煤种在既适合间接液化工艺又适合直接液化工艺的前提条件下，若间接液化与直接液化两种工艺均以生产燃料油品为主、化学品为副，则后者的经济效益将明显优于前者，以选择直接液化为好；如果以生产化学品（直链烃）为主、燃料油品为副，则前者的经济效益将明显优于后者，故以选择间接液化为好。
需要指出的是，对于间接液化和直接液化，不能简单从技术论优劣，也不能简单从经济论优劣，二者虽有共性的一面，但根本的区别点在于各有其适用范围，各有其目标定位。从历史渊源、工艺特征、煤种的选择性、产品的市场适应性及对集成多联产系统的影响等多方面分析，两种煤液化工艺没有彼此之间的排它性。

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