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国内外煤直接液化发展现状及发展方向
摘要；煤液化技术产业化前景可行性研究煤的液化是先进的煤炭转化技术之一。是以煤为原料制取液体烃类为主要产品的技术。煤液化可分为煤的直接液化和间接液化两大类。煤的直接液化技术是煤直接催化加氢转化成液体产物的技术。我国煤炭液化技术研究开发和神华集团煤直接液化示范工程以及美国烃技术公司的煤炭直接液化工艺技术。
一． 煤炭直接液化的原理
煤和石油都是由古代生物在特定的历史条件下，经过漫长的地质化学演变而成的。煤和石油的本质区别就在于：煤的分子结构中含有大量的碳原子和较少的氢原子，与煤相比，石油的分子结构中氢原子多而碳原子少。通过加氢改变煤的分子结构，煤就可以液化变成油。早在1913年，德国化学家柏吉乌斯(Bergius)首先研究成功了煤的高压加氢，为煤的直接液化奠定了基础。
煤的分子结构十分复杂，它的有机质是具有不规则构造的空间聚合体，其基本结构单元是吼缩合芳香环为主的带有侧链或官能团的分子结构，煤炭直接液化技术及其产业化前景单元之间又有各种桥键相连。作为结构单元的缩台芳香环的环数有多有少，平均为2～3个，有的芳环上还有氧、氮、硫等杂原子，结构单元之间的桥键也有不同形态，有碳碳键、碳氧键、碳硫健、氧氧键等。从煤的元素组成看，煤的氢碳原子比小于l，而石油的氢碳原子比是1 8左右。所以，要使煤转化成油，就要对煤加氢。
二． 煤炭直接液化的典型工艺
煤的直接液化是煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化(热解、溶剂萃取、非催化液化等)生成液体烃类及少量气体烃，脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的转化过程。
煤炭直接液化生产过程可分为4个主要单元(不包括制氢部分)。
煤浆制备单元：将煤破碎2rnm以下与溶剂、催化剂一起制成煤浆；
反应单元：在反应器内在高温(420～470t；)高
压(6--30MPa)下进行加氢反应(氢气用量一般为液
化用煤的6％～10％)，生产以液态烃类为主的液化
产物；
分离单元：将反应生成的液化油、气体烃与残渣分离开，取出重油作为循环溶剂配煤浆用；
液化油提质加工单元：根据需要将液化油加工成符合环保要求和产品标准的汽油、柴油与航空煤油等成品。
煤直接液化新工艺
（１）德国直接液化新工艺—IGOR+工艺。ＤＭＴ公司研究开发将煤液化粗油的加氢精制，饱和等过程与煤糊相加氢液化过程结合成一体的新工艺技术，即煤液化粗油精制联合工艺（ＩＧＯＢ＋）．
此工艺的特点；１固液分离采用减压蒸馏。生产能力大，效率高　２循环油不含固体，也基本上排除沥青，溶剂的供烃能力增强，反应压力降至３０ＭＰａ；３液化残渣直接送去汽化制氢；４把煤的糊相加氢与循环溶剂加氢和液化油提质加工串联在一起套在高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失量降低限度；５煤浆固体浓度大于５％，煤处理能力大，反应器供料空速可达０．６％Ｋｇ．Ｌｈ（ｄａｆ）．经过这样的改进，油收率增加，产品质量提高，过程氢耗量降低。总的液化厂投资可节约２０％左右。能量效率也有较大提高，热效率超过６０％。
(2)氢煤发（H-Coal）氢煤法的开发始于1963年，是美国能源部等资助下有碳氢化合物公司（HRI）研究开发的煤加氢液化技术，其工艺的基础是对重油进行催化加氢裂解的氢油法（H-Oil）此工艺特点1氢煤法的最大特点是使用沸腾床三相反应器和钴-钼加氢催化剂，使反应系统具有等温，物料分布均衡，产品质量高；反应器内温度保持450-460c压力为20Mpa；3该法已完成煤处理量为200-600t/d的中式运行考验并完成50000bb/d规模生产装置的概念设计。后来开发了俩个反应器串联工艺，又演变为hii工艺。
Hii工艺的主要技术特征有；1用胶态Fe催化剂，降低催化剂成本2采用外循环全反混三相鼓泡床反应器，强化传热，床热提高反应器的处理能力3反应条件温和
（3）日本NEDOL工艺
20世纪80年代，日本开发了NEDOL烟煤液化工艺，该工艺世纪是EDS工艺的改进型，在液化反应器内加入铁催化剂，反应压力也提高到17-19MPa，循环溶剂是液化重油加氢溶剂，供氢性能优于EDS工艺。
日本NEDOL工艺过程与日本BCL工艺类似，他是由5个主要部分组成1煤浆制备2加氢液化反应3液固蒸馏分离4液化粗油二段加氢5溶剂催化加氢反应。此工艺的特点；1总体流程与德国工艺相似2反应温度455-465c反应压力17-19MPa，空速36t/m3,h 3催化剂使用合成硫化铁或天然黄铁矿；4固液分离采用减压蒸馏的方法5配煤浆用的循环溶剂单独加氢提高溶剂的供氢能力，循环溶剂加氢技术是引用美国eds工艺的成果，6液化油含有较多的杂原子。进行加氢精制，必须加氢提高来获得合格产品；7 150t/d装置建在鹿岛炼焦厂旁边。
(4) 神华集团煤直接液化示范工程
　煤直接液化项目所选厂址位于陕西省榆林地区和内蒙古伊克昭盟境内，神府东胜煤田属世界七大煤田之一，资源赋存条件好，埋藏浅，煤炭属低灰、特低硫、特低磷、中高发热量优质动力煤和化工用煤.
1优化的核心技术是关键
神华集团与美国123 公司签订了技术转
让许可证协议为确保第一条生产线的稳定可靠，神华集团对123 工艺进行了重大修改，最终确定采用此项世界上最先进的煤直接液化工艺。
突出特点如下
（1）在反应器设置外动力循环方式来实现液化反应器的全返混运转模式，油收率较高。
（2）使用新一代的高效催化剂，添加量少，成本低。
（3）全馏分离线加氢，供氢溶剂配制煤浆，实
现长期稳定运转。
神华煤直接液化示范工程是利用世界上煤直接液化新技术建设商业化工程的首例，该工程建设本身也是煤直接液化技术应用和工程再开发的过程，其成功实施对中国能源结构的战略调整，对中国煤直接液化产业化发展具有非常重要的示范作用。
三 煤炭直接液化的经济性分析
煤炭液化技术已经成熟。早在1927年德国在
莱那建立了世界上第一个煤直接液化厂，规
模10万t／a。50年代后，中东地区大量廉价石油的开发，使煤直接液化失去了竞争力。1973年后，由于中东战争，西方世界发生了一场能源危机，煤液化研究又开始活跃起来，德国、美国、日本、俄罗斯等国的煤化学家相继开发了煤炭液化新工艺，陆续成功地完成了日处理150--600t煤的大型工业性试验并进行了工业化生产厂的设计工作。能够显著降低生产成本的先进的煤液化工艺以预防
未来天然石油资源的大量消耗。开发了新型催化剂和联合工艺，有的用1t煤可以生产4～5桶油，有的操作压力町以降到6～10MPa，生产成本有所下降。自1997年至今，经过中德、中13、中美政府间的科技合作进行了在我国建设煤炭直接液化示范厂的可行性研究工作。与发达国家相比，我国煤炭液化油比较便宜。
我国面临的能源供应形势和能源的特点，决定了煤炭必定成补充和代替石油的的最主要和最可靠的有机矿物质资源。建立和发展煤炭直接液化工业是保障石油产品长期稳定供应的必然选择。因此，研究和掌握先进的煤炭直接液化工艺技术具有现实意义。发展煤炭液化技术，必须注重煤炭液化工艺的经济性和环保性，营全面评估各种煤炭液化技术工艺路线，实施清洁发展方案。
发展煤炭液化技术，应贯彻循环经济理念，考虑煤炭，电力化工一体化，园区布局和建设。
做好人员培训和技术力量的储备，降低技术和管理风险。