神华煤直接液化项目的综合评价
摘要
神华煤制油项目是世界上首个建设的工业化项目，工程分为先期和一期，总建设规模为年生产油品500万t，自2004年8月先期工程开工建设，到2009年一期工程第一条生产线基本完成，并计划于2009年5月正式投产。
本文对神华煤直接液化工艺项目进行了综合评价，主要分为3个部分，包括经济分析、技术分析和环境分析。同时，本文还介绍了煤直接液化的工艺流程，重点介绍了煤制油工艺的特殊的单元，例如：煤液化单元，煤制氢单元，T-star工艺单元。
经济分析部分，采用技术经济学的知识，计算了项目的总投资、总成本、项目销售收入和税金以及现金流量。计算出了项目的内部收益率为13.13%，全投资的回收期为7.73年，大于石油化工项目的平均内部收益率10%。从经济方面，神华煤制油项目是有优势的。
技术分析部分，主要从煤直接液化工艺的技术方案，工程放大和项目的建设进行了研究。重点分析了液化工艺核心技术—采用美国的HTI工艺，液化工艺的催化剂制备单元—采用新型高效“863”合成催化剂，液化工艺煤制氢单元—采用Shell粉煤加压气化工艺等先进的技术。神华煤制油项目在产品分离、加氢改质、空分、水处理方面都采用了先进的技术。同时项目的工程放大和项目的建设都保证了神华煤制油项目的有条不紊的建设。
环境分析部分，重点研究了神华项目污水和液化残渣的利用。对这两部分分别提出了建议意见。
最后，本文对神华项目提出了发展建议，提出了神华项目要加大自主技术研究，完善绿化方案，建立水库储备水源，研究煤、电和化工的结合。
关键词：煤制油；直接液化；综合评价
Abstract
Shenhua coal to oil was the first industrialization project on construction in the world, which was divided into two stages,including the early one and the first one.the gross of project is five million tons/year in petroleum product. The early stage started to be constructed since August, 2004, the first stage will be finshed in 2009, and plan to put into production in may.
The comprehensive evaluation of the project in direct liquefaction process on shenhua coal was studied in this paper, which mainly was divided into three parts, including the economic analysis, technical analysis and environmental analysis. At the same time, this paper also introduced the process flow in coal liquefaction, major introduced special unit of coal to oil, for example: coal liquefaction unit, hydrogen unit, T-star process unit.
Economic analysis, using knowledge of technical economics, the project total investment, total cost, project sales income and tax and cash flow were calculated,then the internal rate of return and investment recoupment period of project were 13.13% and 7.73 years respectively.The internal rate of return was more than the one for petrochemical industry which was 10%. From the economic aspect, the project was profitable.
Technical analysis, mainly studied from coal direct liquefaction technical scheme, engineering enlargement and project construction. The core technology liquefaction process - HTI process employing the America technology, catalyst preparation process - using new efficient "863" synthesis catalyst, coal liquefaction process for hydrogen production unit by adding pressurized gasification - employing Shell advanced pressurized gasification technology were emphatically analyzed. Shenhua coal to oil project in product separation unit, hydrogenation modification uint,air
separation unitand water treatment were adopted advanced technology. Meanwhile the engineering and construction of the project also guaranteed the system of shenhua coal to oil on construction orderly.
Environmental analysis, mainly studied sewage and liquefaction residues in the project. The Suggestions were put forward for this project.
Finally, this paper gave the advices for shenhua program, consisting of strengthening technology study, establishing reservoir, completing green program and studying electricity, water, chemical combination.
Key Words：coal to oil; direct liquefaction; comprehensive evaluation
目录
摘要 ........................................................................................................ I Abstract ....................................................................................................... II 目录 ........................................................................................................ I V 第1章前言 . (1)
第2章文献综述 (3)
2.1煤直接液化技术概论 (3)
2.1.1煤直接液化的基本原理 (3)
2.1.2煤直接液化工艺介绍 (3)
2.1.3煤直接液化技术的发展 (5)
2.1.4煤炭直接液化典型工艺 (6)
2.2国外煤液化项目发展情况 (9)
2.2.1美国、澳大利亚、印度、新西兰、和菲律宾的情况 (9)
2.3神华项目简介 (12)
2.3.1项目背景介绍 (12)
2.3.2神华煤直接项目介绍 (13)
2.3.3项目进展 (14)
2.3.4 神华集团发展煤直接液化的优势 (16)
2.4小结 (17)
第3章神华煤直接液化工艺流程 (18)
3.1总加工流程 (18)
3.1.1先期总加工流程简介 (18)
3.1.2一期总加工流程简介 (20)
3.2煤直接液化工艺特点 (22)
3.2.1采用悬浮床反应器，处理能力大，效率高 (22)
3.2.2催化剂制备单元 (24)
3.2.2采用T-star工艺对液化粗油进行精制 (24)
3.2.3加氢改质单元 (25)
3.2.4重整抽提单元 (26)
3.2.5异构化单元 (26)
3.2.6煤制氢单元 (27)
3.2.7空分装置 (28)
3.2.8自备电站 (28)
3.2.9水处理装置 (29)
3.3小结 (29)
第4章煤直接液化工艺经济分析 (30)
4.1投资估算与资金筹措 (30)
4.1.1建设投资与流动资金估算 (30)
4.1.2资金筹措及用使用计划 (33)
4.1.3总投资 (34)
4.2总成本费用估算 (34)
4.2.1炼油总成本的构成 (34)
4.2.2生产成本 (35)
4.2.3管理费用 (38)
4.2.4财务费用 (38)
4.2.5销售费用费用 (38)
4.2.6合计 (39)
4.3销售收入与税金计算 (39)
4.3.1销售收入 (39)
4.3.2流转税及附加计算 (40)
4.4现金流量计算 (42)
4.4.1计算依据 (42)
4.4.2相关指标计算及其结果 (42)
4.5其它指标计算 (43)
4.6各种经济指标汇总 (44)
4.6小结 (45)
第5章煤直接液化技术研究 (46)
5.1神华采用的技术方案 (46)
5.1.1最核心工艺的选择 (47)
5.1.2煤直接用煤的洗选 (49)
5.1.3煤直接液化反应器的制造 (50)
5.1.4煤直接液化催化剂 (51)
5.1.5煤直接液化制氢单元 (52)
5.1.6煤直接液化空分装置 (52)
5.1.7煤直接液化自备电站 (52)
5.1.7煤直接液化控制系统 (53)
5.1.8煤直接液化固液分离系统 (53)
5.1.9煤直接液化固液供氢溶剂 (53)
5.1.10煤直接液化T-star工艺 (53)
5.2神华项目工程放大研究 (54)
5.3神华项目建设研究 (54)
5.4小结 (55)
第6章煤直接液化环境分析 (56)
6.1神华煤直接液化污水回用 (56)
6.1.1神东矿区污水回用分析 (56)
6.1.2神华项目供水、污水回用方案 (57)
6.1.3分析结论 (58)
6.2煤直接液化残渣利用 (58)
6.2.1干馏焦化 (59)
6.2.2燃烧发电 (59)
6.2.3气化 (60)
6.2.4分析结果 (60)
第7章神华煤直接液化项目发展建议 (61)
7.1项目的发展前景 (61)
7.1.1国家政策 (61)
7.1.2我国的能源结构 (61)
7.1.3神华集团的实力 (62)
7.2项目的发展建议 (62)
7.2.1优化技术方案，掌握核心技术 (62)
7.2.2建立完善的绿化方案 (63)
7.2.3建立水库储备水量 (63)
7.2.4 研究项目煤、电和化工的结合 (63)
第8章结论与建议 (65)
参考文献 (67)
附图 (72)
附表 (73)
第1章前言
能源和环境是当今我国面临的两大严峻问题，如何在保护环境的条件下，合理高效的使用能源是大家共同关心的话题。我国总的能源特征是“富煤、贫油、少气”，煤炭在我国石化能源总储量中居于首位，高达90%，而石油和天然气储量总共不到10%。目前，在我国总的能源消费结构中[1]，煤炭的消耗约占72.9%、油占22.5%、其他能源总共只占4.6%。而且，在未来相当长的时间内[2]，在一次能源消费结构中煤炭仍将居于主导地位。开发、高效和环保的利用煤炭资源就显得格外重要。
我国传统的煤炭资源主要用于火电厂发电和水煤气制氨，少量的用于民用。造成的问题一是环境污染大，发电产生的NOx和SOx是我国大气主要的污染物，另外还有大量的烟尘。据2000年的数据统计表明[3]，我国烟尘排放量为1719万吨，SOx排放量为2360万吨，NOx 排放量为800万吨。其中由燃煤产生的固体粉尘、SOx和NOx排放量分别占我国总排放量的77%、90%和70%，二是能源的使用效率不高，经研究，我国只有无烟煤很适合用来发电，其他的长焰煤、烟煤等较年轻的煤用来燃烧发电的效果并不好。目前，我国煤炭的平均利用效率为30%，比世界平均水平低10%，比发达国家低25~28%；与国际先进水平相比，工业锅炉低15~20%，火电厂平均煤耗高约25%，城市居民生活燃煤热效率仅25~45%。所以未来如何减少使用煤炭的污染和高效的使用煤炭资源就尤为重要了。
煤炭液化技术就是针对使用煤炭对环境造成污染所提出的技术对策，是最大限度利用煤的能源，同时将造成的污染降到最小限度的技术方案。从概念上说，煤直接液化是煤在适当的温度和压力条件下，直接催化加氢裂化，使其降解和加氢转化为液体油品的工艺过程，煤直接液化也称加氢液化。它将经济效益、社会效益与环保效益结合为
一体，开创了煤炭开发利用的新局面，使煤炭成为高效、洁净、可靠的能源，可以满足国民经济的发展和环境保护的需要。
我国的神华集团就是世界上首个工业化煤炭直接液化项目的企业，项目总建设规模为年产油品500万t，分二期建设，其中，一期工程用煤970万t，建设规模为年产油品320万t(汽油50万t，柴油215万t，液化气31万t，苯、混合二甲苯等24万t)，由三条生产线组成，包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。工程采取分步实施的方案，先建设一条生产线，装置运转平稳后，再建设其他生产线。2004年8月一期工程开工建设，2007年7月建成第一条生产线，2010年左右建成后两条生产线。
项目做了详细的的研究，有关经济，技术和环境上的问题都做了充分的考虑，同时项目也得到了国家的大力支持，国家发改委在2004年印发了《关于2004~2005年度国家工程研究中心重点建设领域的通知》，将包括煤化工在内的一批产业列入国家工程研究中心重点建设领域。
本文对神华煤直接液化项目上做了详细的研究，包括工艺流程，经济收益和技术、环境可行性。提出了对于神华项目的发展的前景和建议。
第2章文献综述
2.1煤直接液化技术概论
2.1.1煤直接液化的基本原理
煤炭直接液化[4]是指把固体状态的煤炭在高压和一定温度下直接与氢气发生加氢反应，使煤炭转化为液体油品的工艺技术。在直接液化工艺中，煤炭大分子结构的分解是通过加热来实现的，桥键的断裂产生了以结构单元为基础的自由基，自由基非常不稳定，在高压氢气环境和有溶剂分子分隔的条件下，它被加氢生成稳定的低分子产物，在没有高压氢气环境和没有溶剂分子分隔的条件下，自由基又会相互结合而生成较大的分子。煤炭经过加氢液化后剩余的无机矿物质和少量未反应煤还是固体状态，可采用各种不同的固液分离方法把固体从液化油中分离出去，常用的方法有减压蒸馏、加压过滤、离心沉降和溶剂萃取等固液分离方法。煤炭经过加氢液化产生的液化油含有较多的芳香烃，并含有较多的氧、氮和硫等杂原子。必须再经过提质加工才能生产合格的汽油和柴油产品。不同的工艺路线，得到的直接液化产品也相差甚远，同时液化产品也与煤种和反应条件(例如压力、温度和催化剂)有关。
2.1.2煤直接液化工艺介绍
直接液化典型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，以及液化残渣气化制取氢气等部分。氢气制备是加氢液化的重要环节，大规模制氢通常采用煤气化及天然气转化。液化过程中[5]，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重油和残渣，重油作为循环溶剂配煤浆用。
煤直接液化粗油中石脑油[6]馏分约占15~30%，且芳烃含量较高，加氢后的石脑油馏分经过较缓和的重整即可得到高辛烷值汽油和丰富的芳烃原料，汽油产品的辛烷值、芳烃含量等主要指标均符合相关标准（GB17930-1999），且硫含量大大低于标准值（≤0.08%），是合格的优质洁净燃料。中间油约占全部直接液化油的50~60%，芳烃含量高达70%以上，经深度加氢后可获得合格柴油。重油馏分一般占液化粗油的10~20%，有的工艺该馏分很少，由于杂原子、沥青烯含量较高，加工较困难，可以作为燃料油使用。煤液化中油和重油混合经加氢裂化可以制取汽油，并在加氢裂化前进行深度加氢以除去其中的杂原子及金属盐。
煤在一定温度、压力下的加氢液化过程基本分为下面三大步骤[7,8]：（1）当温度升至300℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。
（2）在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基被加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢（H2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；③氢气中的氢分子被催化剂活化；④化学反应放出的氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或焦炭。
（3）沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。
2.1.3煤直接液化技术的发展
煤炭直接液化技术已经走过了近一个世纪的发展历程。每一步进展都与世界的政治、经济科技及能源格局有着密切的关系。归结起来可以看作三个阶段，每一个阶段都开发了当时最先进的工艺技术[9]。
第一代液化技术：1913年到第二次世界大战结束。在这段时间里，德国首先开启了煤炭液化的进程。1913年，德国的柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢，从而为煤的直接液化奠定了基础，并获得世界上第一个煤直接液化专利。1927年，德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤直接液化厂，规模10万t/a。在1936~1943年，德国又有11套直接液化装置建成投产，到1944年，生产能力达到423万t/a，为发动第二次世界大战的德国提供了大约70%的汽车和50%装甲车用油。当时的液化反应条件较为苛刻，反应温度470℃，反应压力70MPa。
第二代液化技术：二次世界大战后，由于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和继续存在的必要。1973年后，西方世界发生了一场能源危机，煤转化技术研究又开始活跃起来。德国、美国、日本等主要工业发达国家，做了大量的研究工作。大部分的研究工作重点放在如何降低反应条件，即降低反应压力从而达到降低煤液化油的生产成本的目的。主要的成果有：美国的氢-煤法、溶剂精炼煤法、供氢溶剂法、日本的NEDOL法及西德开发的德国新工艺。这些技术存在的普遍缺点是：1）因反应选择性欠佳，气态烃多，耗氢高，故成本高；2）固液分离技术虽有所改进，但尚未根本解决；3）催化剂不理想，铁催化剂活性不够好，钻-镍催化剂成本高。
第三代液化技术[10]：为进一步改进和完善煤直接液化技术，世界几大工业国美国、德国和日本正在继续研究开发第三代煤直接液化新工艺。具有代表性的目前世界上最先进的几种煤直接液化工艺是：1）美国碳氢化合物研究公司两段催化液化工艺；2）美国的煤油共炼工艺COP。这些新的液化工艺具有反应条件缓和，油收率高和油价相对低
廉的特点。
2.1.4煤炭直接液化典型工艺
自从德国发明了煤炭直接液化技术之后，美国、日本、英国、俄国也都独自研发出了拥有自主知识产权的液化技术。以下简单介绍几种[11]型的煤炭直接液化工艺。
1）德国IGOR工艺[12]
该煤炭直接液化工艺以炼铝赤泥为催化剂，催化剂加入量为4%，不进行催化剂回收。该工艺的主要特点是：反应条件较苛刻，反应温度470℃，反应压力30MPa；催化剂使用炼铝工业的废渣(赤泥)；液化反应和液化油加氢精制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。该液化油经过蒸馏就可以得到低辛烷值汽油，汽油馏分再经重整即可得到高辛烷值汽油；配煤浆用的循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化转化率高。其工艺流程框图见图2-1。
图2-1 德国IGOR流程
与老工艺相比，新工艺主要有以下改进：①固液分离不用离心过滤，而用闪蒸塔，生产能力大、效率高。②循环油不但不含固体，还基本上排除了沥青烯。③闪蒸塔底流出的淤浆有流动性，可以用泵输
送到德士古气化炉，制氢或燃烧。④煤加氢和油精制一体化，油收率高，质量提高。
2）日本NEDOL工艺
该煤炭直接液化工艺是日本解决能源问题的阳光计划的核心项目之一。它以天然黄铁矿为催化剂，催化剂加入量为4%，也不进行催化剂回收。反应压力为19MPa，反应温度为460℃。其主要特点是循环溶剂全部在一个单独的固定床反应器中，用高活性催化剂预先加氢，使之变为供氢溶剂。液化粗油经过冷却后再进行提质加工。液化残渣连同其中所含的重质油即可进一步进行油品回收，也可直接用作气化制氢的原料。现己完成原料煤用量分别为0.01万t/a、0.1万t/a、1万t/a 以及150万t/d规模的试验研究[13]。它集聚了“直接加氢法”、“溶剂萃取法”和“溶剂分解法”这三种烟煤液化法的优点，适用于从次烟煤至煤化度低的烟煤等广泛煤种。目前日本此项煤液化技术已达到世界先进水平。其工艺流程框图见图2-2。
图2-2日本NEDOL工艺流程
NEDOL工艺特点：①反应压力较低，为17~19MPa，反应温度455~465℃；②催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；③固液分离采用减压蒸馏的方法；④配煤浆用的循环溶剂单独加氢，以提高溶剂的供
氢能力；⑤液化油含有较多的杂原子，必须加氢提质才能获得合格产品。
3）美国HTI工艺
该煤炭直接液化工艺使用人工合成的高分散催化剂，加入量为0.5wt%，不进行催化剂回收。反应压力为17 MPa，反应温度为450℃。HTI工艺是在H-Coal工艺基础上发展起来的，主要特点：①采用近10年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂；②反应条件比较温和，反应温度440~450℃，反应压力17 MPa；③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回收重质油，从而大幅度提高了液化油收率；④在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器，对液化油进行加氢精制。其工艺流程框图见图2-3.
图2-3 美国HTI工艺流程
HTI工艺的主要特点是：反应条件比较缓和，反应温度440~450℃，压力17 MPa，采用悬浮床反应器，达到全返混反应模式；催化剂采用HTI专利技术制备的铁系胶状催化剂，催化活性高，用量少；在高温分离器后面串联在线加氢固定床反应器，起到对液化油加氢精制的作用；固液分离器采用临界溶剂萃取法，从液化残渣中最大限度地回收
重质油，大幅度提高了液化油收率；液化油含350~450℃馏分，可用作加氢裂化原料，其中少量用作燃料油。
2.2国外煤液化项目发展情况
2.2.1美国、澳大利亚、印度、新西兰、和菲律宾的情况
目前国外仅南非建设有间接液化法煤制油装置。Sasol公司Secunda煤制油装置将煤转化为汽油、柴油、液化石油气和石化原料，石化原料用于45万t/a乙烯装置。还有一些装置正在规划或建设中。美国2005年8月宣布，将采用间接液化工艺，在Arizona和North Dakota 地区建设超清洁柴油及其他燃料产能约为1万桶/d的煤制油装置，主要开发商为Headwaters公司[14]。经过10多年筹备，美国WMPIPty公司于2006年初宣布，将在Gilberton附近建设废煤(灰分质量分数为40%的屑状无烟煤)处理能力为140万t/ a的煤制油装置，超清洁液体燃料产能为5000 桶/d，发电41MW·h。一期工程投运后，WMPIPty公司还将建设产能为一期工程10~12倍的工业化煤制油装置。二期工程将采用壳牌公司煤气化技术，采用南非Sasol公司费-托法工艺将合成气转化为液态产品，富石蜡粗烃采用雪佛龙德士古产品公司技术转化为柴油、喷气燃料和石脑油[15,16]。美国Rentech公司2006年1月首次将费-托法煤制油专利技术转让给DKRW高级燃料公司，接受转让的是DKRW 公司的子公司Medicine Bow燃料和发电公司。项目分2个阶段实施，第1阶段将以煤为原料联产1万桶/d超清洁燃料并发电200MW·h，第2阶段将超清洁燃料产能提高到4万桶/d。Rentech公司专利技术将超清洁燃料生产、发电和减少CO2 排放组合在一起，将费-托法尾气中未反应的H2和旁路合成气送至变换反应器，捕集由CO转化来的CO2，富氢物流作为联合循环透平机的燃料使用[17]。美国合成油公司与澳大利亚Linc能源公司签约，采用合成油公司天然气制合成油Linc能源公司煤地下气化组合技术，在澳大利亚昆士兰合作开发煤制油项目。
目前。尽管已有一些装置在规划建设之中，但离投入生产运行至少还需要几年时间[18]，可借鉴的实际经验并不多。
澳大利亚是另一个有关“煤制油”项目的活动中心。最近，其注意力集中在将合成石油公司的F-T技术和总部设在布里斯班的Linc能源公司的井下煤炭气化技术结合在一起的项目的建议上。这将是首个综合这两种技术、用煤炭生产合成柴油的项目。该“煤制油”工作将是Linc能源公司进行的秦齐拉项目(位于昆士兰州布里斯班市以西350公里)的一部分，同样包括建设综合电站。这种在地而进行除硫和其他调整的井下煤炭气化生产的合成气，与普通地而煤炭气化系统中获得的合成气相类似但是其成本低。Linc公司今年计划的该秦齐拉项目的第一个商业阶段包括装备一座装机容量30~40M W的电站，该电站将向当地市场提供电力。第一阶段设想建设日生产17000桶合成气的“煤制油”厂及进行电站扩建。英国石油公司同时表示对在秦齐拉项目中成为资产合伙人感兴趣。其他评估井下煤炭气化方案的公司，同样对此项目表示出很大的兴趣。
随着2005年11月澳大利亚Altona资源公司获得阿卡林加煤炭项目，Altona己指定以美国为基地的Jacobs咨询公司，帮助其确定适当的技术。Jacobs公司着手对与阿卡林加的煤炭资源有关的4项领先的气化技术进行可行性研究。这项工作将与Altona公司计划的钻进计划结合在一起，于2006年第一季度结束。阿卡林加拥有70亿t的次烟煤储量，勘探总面积2500km2。
在印度，2004年10月，总部设在美国的Headwaters公司宣布，其子公司碳氢技术公司(HTI)己获得印度石油有限公司(OIT)的一个合同，研究将HTI公司的煤炭直接液化技术用于印度在技术和经济上的可行性。如果印度石油公司决定进行商业性的煤炭直接液化项目，HTI 公司将在协商的商业条款下，提供技术许可证。
2005年，印度石油公司和印度煤炭公司(CIL)设立了一个特别工作小组，按照印度中央煤矿规划和设计院有限公司(CMPDIT)提供的报
告，研究在印度用煤炭生产石油的可能性。据中央煤矿规划和设计院有限公司称，在每桶35美元的价格下，用煤炭生产石油是可行的。该小组将为此新项目制定一份蓝图，可能由两个合资公司实施此项目，一个公司负责生产煤炭，另一个公司建设煤炭液化厂及进行相关的上游活动。
过去两年，固体能源新西兰有限公司对提出的将丰富的褐煤转化为运输燃料、总金额6.9亿美元的项目，进行了可行性研究。
该国有采矿公司己经对位于该国南岛的大量的“海滨”褐煤资源是否适合煤炭液化项目做出了评估。将褐煤转变为发动机燃料、汽油和柴油，要比将其直接供给该地区的小电站(且该地区对电力需求有限)更有价值。该液化厂每年需要50万t褐煤，价值6.5亿美元。新西兰每年需要1500万t褐煤，生产足够的柴油和汽油，使该国在运输燃料方而达到自足。目前，新西兰大约80%的原油需要进口。
总部设在克赖斯特彻奇的固体能源公司不愿意对液化厂的可能位置进行公开评论。该地区9座褐煤煤田中的4座可提供合适的煤炭，并达到环境标准。是否进行此项目将于2006年末做出决定。在未来5~6年内开始生产液态燃料。
2004年，菲律宾政府委托Headwaters公司的子公司Headwaters 技术创新集团(HTIG)就开发一个“煤制油”项目进行可行性研究。该研究集中在包括一个煤炭直接液化装置、一个煤炭非直接液化装置(煤炭气化和合成气涤气装置加上一个F-T合成装置)和一台发电机组在内的混合厂。该建议的项目每人可生产60000桶合成燃料，基建投资估计为28亿美元。该厂可满足菲律宾大约15%的运输燃料需求，估计每年可节约32 亿美元的燃料费用。煤炭直接液化和F-T装置中，每个装置每人可生产大约30000桶液态燃料。这些产品将与最少量的下游精炼燃料混合，用以达到所需的燃料规格。
2005年9月，菲律宾H& WB公司宣布，该公司将进行混合厂项目建设，为了下一阶段启动资金，选择菲律宾煤炭，由HTIG公司进
行测试，为开发前端工程收集设计资料。
2.3神华项目简介
2.3.1项目背景介绍
神华集团[19]有限责任公司（简称神华集团）是于1995年10月经国务院批准，按《公司法》组建的国有独资公司，负责统一规划和开发经营神府东胜煤田的煤炭资源和与之配套的铁路、电厂、港口、航运船队等项目，实行矿、路、电、港、航一体化开发，并开展与上述产业相关的国内外投融资、贸易等业务，开发和经营房地产、物业管理以及科技开发等相关实业。在国家计划和中央财政实行单列，享有对外融资权、外贸经营权、煤炭出口权，是中央直管的53家国有重要骨干企业之一。
神华集团以能源为主业，集煤矿、电厂、铁路、港口、航运为一体，实施跨地区、多元化经营，是我国最大的煤炭企业，在国民经济中占有重要地位。2003年12月27日，神华集团的煤炭生产和销售双双突破1亿吨，使神华集团一跃成为我国煤炭行业首家实现产销超亿吨的大型企业集团，并在国际同行中排列第5位。作为中国最大的煤炭企业，神华集团2001、2002和2003年，连续三年利润都突破了10亿元。在国务院五部委对全国169家中央企业进行综合绩效考评中，神华集团位居全国煤炭行业第一。截止2002年底，神华集团拥有全资及控股子公司29家，职工约9万人。总资产1026亿元。
神府东胜煤田位于中国陕西省榆林地区和内蒙古伊克昭盟境内。属世界八大煤田之一[20]，已探明煤田含煤面积3.12万平方公里，地质储量达2236亿吨。目前正在开发建设的矿区规划面积3481平方公里，地质储量354亿吨。该煤田赋存条件好，煤质属低灰、特低硫、特低磷、中高发热量，为优质动力、冶金和化工用煤，也是国家有关部门推荐的城市环保洁净煤。煤炭，共有28个矿，35对矿井，2002年生产原煤7733万吨。神华集团所属神东煤炭公司，建设速度快，煤炭生
产技术装备先进，劳动生产率高，煤炭产量大幅度递增，连续三年实现千万吨级跨越，创造了煤炭企业发展的奇迹，技术经济指标在国内乃至世界居于领先地位。2002年，神东煤炭公司生产原煤4643万吨，全员原煤生产率达到71.49万吨/工，其大柳塔矿和榆家梁矿，是世界上最先达到单井单面年产原煤超过1000万吨的矿井，全员原煤生产率分别达到117.82万吨/工和122.74万吨/工。电力，已经运营的全资及控股电厂装机容量为476万千瓦。在建电厂规模360万千瓦，国务院已批准立项360万千瓦。自有电厂的建设，为神华煤炭销售提供了稳定的市场。铁路，建成并投入运营4条铁路，共计1292公里。其中，包（头）神（木）线170公里，年运输能力1000万吨；神（木）朔（州）线270公里，年运输能力6000万吨，2004年6月年运输能力将达到8000万吨；朔（州）黄（骅港）线588公里，年运输能力为6885万吨，远期年运输能力将达到1亿吨以上；大（同）准（格尔）线264公里，年运输能力1500万吨，远期年运输能力将达到4000万吨。港口，2001年底，黄骅港基本建成投产，标志着拥4000万吨能力、810公里铁路、3000万吨港口吞吐能力的神华一期工程已基本建成，2004年底二期建成后年吞吐能力将达到8000万吨。
2.3.2神华煤直接项目介绍
神华煤直接液化项目以神府东胜煤田的高品质原煤为原料，经过煤液化处理后，再进行深度加工，生产出柴油、汽油等产品。项目总建设规模为年产油品500万t，分二期建设，其中，一期工程用煤970万t，建设规模为年产油品320万t(汽油50万t，柴油215万t，液化气31万t，苯、混合二甲苯等24万t)，由三条生产线组成，包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。工程采取分步实施的方案，先建设一条生产线，装置运转平稳后，再建设其他生产线。2004年8月一期工程开工建设，2007年7月建成第一条生产线，2010年左右建成后两条生产线。
神华煤直接液化工艺技术特点和优势
神华煤直接液化工艺技术特点和优势 神华煤直接液化示范工程采用的煤直接液化工 艺技术是在充分消化吸收国外现有煤直接液化工艺 的基础上，利用先进工程技术，经过工艺开发创新，依靠自身技术力量，形成了具有自主知识产权的神 华煤直接液化工艺 神华煤直接液化工艺技术特点 1) 采用超细水合氧化铁(FeOOH)作为液化催 化剂。以Fe 2 + 为原料，以部分液化原料煤为载体，制成的超细水合氧化铁，粒径小、催化活性高。 2) 过程溶剂采用催化预加氢的供氢溶剂。煤 液化过程溶剂采用催化预加氢，可以制备45% ～50%流动性好的高浓度油煤浆;较强供氢性能的过 程溶剂防止煤浆在预热器加热过程中结焦，供氢溶 剂还可以提高煤液化过程的转化率和油收率。 3)强制循环悬浮床反应器。该类型反应器使 得煤液化反应器轴向温度分布均匀，反应温度控制 容易;由于强制循环悬浮床反应器气体滞留系数低， 反应器液相利用率高;煤液化物料在反应器中有较 高的液速，可以有效阻止煤中矿物质和外加催化剂4)减压蒸馏固液分离。减压蒸馏是一种成熟 有效的脱除沥青和固体的分离方法，减压蒸馏的馏 出物中几乎不含沥青，是循环溶剂的催化加氢的合 格原料，减压蒸馏的残渣含固体50%左右。 5) 循环溶剂和煤液化初级产品采用强制循环 悬浮床加氢。悬浮床反应器较灵活地催化，延长了 稳定加氢的操作周期，避免了固定床反应由于催化 剂积炭压差增大的风险;经稳定加氢的煤液化初级 产品性质稳定，便于加工;与固定床相比，悬浮床操作性更加稳定、操作周期更长、原料适应性更广。神华示范装置运行结果表明，神华煤直接液化 工艺技术先进，是唯一经过工业化规模和长周期运 行验证的煤直接液化工艺。 神华煤直接液化工艺技术优势 1)单系列处理量大。由于采用高效煤液化催 化剂、全部供氢性循环溶剂以及强制循环的悬浮床 反应器，神华煤直接液化工艺单系列处理液化煤量 为6000 t/d。国外大部分煤直接液化采用鼓泡床反 应器的煤直接液化工艺，单系列最大处理液化煤量 为每天2500 ～3000 t。 2)油收率高。神华煤直接液化工艺由于采用
煤直接液化反应机理
煤直接液化反应机理 煤和石油主要都是由C、H、O等元素组成，不同的是：煤的氢含量和H/C 原子比比石油低，氧含量比石油高；煤的分子量大，一般大于5000，而石油约为200，汽油约为110；煤的化学结构复杂，一般认为煤有机质是具有不规则构造的空间聚合体，它的基本结构单元是缩合芳环为主体的带有侧链和官能团的大分子，而石油则为烷烃、环烷烃和芳烃的混合物。煤还含有相当数量的以细分散组分的形式存在的无机矿物质和吸附水，煤也含有数量不定的杂原子(氧、氮、硫)、碱金属和微量元素。要把固体煤转化为液体油，就必须采用增加温度或其他化学方法以打碎煤的分子结构，使大分子物质变成小分子物质，同时外界要供给足够量的氢，提高其H/C原子比。 煤直接液化反应比较复杂，大致可分为热解、氢转移、加氢三个反应步骤, 如果煤在热解过程中外界不提供氢，煤热解产生的自由基碎片只能靠自身的氢再分配，使少量的自由基碎片形成低分子油和气，而大量的自由基碎片则发生缩聚反应生成固体焦。如果煤在热解过程中外界供给氢，而且煤热解产生的自由基碎片与周围的氢结合成稳定的H/C原子比较高的低分子物(油和气)，这样就能抑制缩聚反应，使煤全部或绝大部分转化成油和气。一次加氢液化的实质是用高温切断化学结构中的C-C键，在断裂处用氢来饱和，从而使分子量减少和H/C原子比提高。反应温度要控制合适，温度太低，不能打碎煤分子结构或打碎的太少，油产率低。一般液化工艺的温度为400℃～470℃[4]。 与煤自由基碎片结合的氢必须是活化氢。活化氢的来源：(1)煤分子中的氢再分配；(2)供氢溶剂提供；(3)氢气中的氢分子被催化活化；(4)化学反应放出氢，如系统中供给CO+H2O，则发生变换反应(CO+H2O→CO2+H2)放出氢。据研究证明：系统中供CO+H2O或CO+H2的液化效果比单纯供H2的效果好，这主要是CO+H2O的变化反应放出的氢容易与煤的自由基碎片结合。为保证系统中有一定的氢浓度，使氢容易与碎片结合，必须有一定的压力(氢分压)。目前的液化工艺的一般压力为5MPa～30MPa。 对自由基碎片的加氢是液化反应的关键，可用如下方程式表示加氢反应[5] R-CH2-CH2-R’→ RCH2·+R’CH2· RCH2·+R’CH2·+2H·→ RCH3+R’CH3 煤加氢液化过程包括一系列的顺序反应和平行反应，但以顺序反应为主，每一级反应的分子量逐级降低，结构从复杂到简单，杂原子含量逐级减少，H/C原子比逐级上升。在发生顺序反应的同时，又伴随有副反应，即结焦反应的发生。煤加氢液化反应历程如图1-2所示。从沥青烯向油和气的转化是一个相当缓慢的过程，是整个反应的控制步骤。
煤液化
煤液化 煤液化是指经过一定的加工工艺，将固体煤炭转化为液体燃料或液体化工原料的过程。按化学加工方法的不同煤的液化可分为两类:①煤在较高温度和压力下加氢直接转化为液体产品。煤的间接液化是指煤经气化产生合成气（CO + H2），再催化合成液体产品。 煤的液化是具有战略意义的一种煤转化技术，可将煤转化为替代石油的液体燃料和化工原料，有利于缓解石油资源的紧张局面。从全世界能源消耗组成看，可燃矿物（煤、石油、天然气）占92%左右，其中石油44%，煤30%，天然气18%。每个国家由于自身能源禀赋和工业发达程度的不同，各种能源所占的比重也不同。目前全世界已探明的石油可采储量远不如煤炭，不能满足能源、石油化工生产的需求。因此可以将储量相对较丰富的煤炭，通过煤炭液化转化为石油替代用品。尤其由于我国相对“富煤、贫油、少气”的能源格局，煤炭液化技术对于保障国家能源战略安全和经济可持续发展具有重要的意义[1]。 煤的直接液化已经走过了漫长的历程。1913年德国科学家F.Bergius发明了煤炭直接液化技术，为煤的加氢液化奠定了基础。此后，德国IG公司在第二次世界大战期间实现了工业化，战后由于中东地区廉价石油的开发，煤炭液化失去了竞争力。20世纪70年代由于石油危机煤炭液化又活跃起来。日本、德国、美国等工业发达国家相继开发出一批煤炭液化工艺。这些国家集中在如何降低反应条件的苛刻度，从而达到降低煤炭液化成本。目前，世界上煤炭直接液化有代表性的是德国的IGOR工艺、日本的NEDOL工艺和美国的HTI工艺。这些新工艺的特点是：反应条件与老液化工艺相比大大缓和，压力从40MPa降低到17-30MPa。并且产油率和油的质量都有很大提高，具备了大规模建设液化厂的技术能力。目前，国外没有实现工业化生产的主要原因是：由于原煤价格和液化设备造价以及人工费用偏高，导致液化成本相对于石油偏高，难以与石油竞争。 我国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术的研究和攻关，其目的是用煤生产汽油、柴油等运输燃料和芳香烃等化工原料。煤炭科学研究总院先后从日本、德国、美国引进直接液化试验装置。经过近20年的试验研究，找出了14种适于直接液化的中国煤种；选出了5种活性较高的、具有世界先进水平的催化剂；完成了4种煤的工艺条件试验。为开发适于中国煤种的煤直接液化工艺奠定了基础，成功地将煤液化后的粗油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油等。目前，从煤一直到合格产品的全流程已经打通，煤炭直接液化技术在中国已完成基础性研究，为进一步工艺放大和建设工业化生产厂打下了坚实的基础。 1923年，德国出现了煤炭间接液化技术。第二次世界大战时期，建造了9个煤炭间接液化工厂。战后，同样由于廉价的石油开发，导致这项技术停滞不前。之后，由于铁系催化剂的研制成功，新型反应器的开发和利用，煤炭液化技术得到了发展。但是，由于煤炭间接液化工艺复杂，初期投资大，成本高，除了南非外，其他国家对间接液化的兴趣相对于直接液化来说逐渐淡弱。 间接液化的技术主要3种，南非的费一托合成法、美国的莫比尔法和正在开发的直接合成法。目前间接液化技术在世界上已实现商业化生产。全世界共有3家商业生产厂正在运行，其中有南非的萨索尔公司和新西兰、马来西亚的煤炭间接液化厂。新西兰采用莫比尔法液化工艺，但是只进行间接液化的第一部反应，即利用天然气或者煤气化合成气生产甲醇。马来西亚煤炭间接液化厂采用的工艺和南非的类似，但不同的是以天然气为原料来生产优质柴油和煤油。因此，从严格意义上来说，南非的萨索尔公司是世界上唯一的煤炭间接液化商业化生产企业。该公司生产的汽油和柴油可满足南非28%的需求量，其煤炭间接液化技术处于世界领先地位。 我国从20世纪50年代初即开始进行煤炭间接液化技术的研究，曾在锦州进行过煤间接液化试验，后因发现大庆油田而中止。由于70年代的两次石油危机，以及“富煤少油”的能源结构带来的一系列问题，我国自80年代初又恢复对煤间接液化合成汽油技术的研究，
神华煤制油项目一览
神华集团煤化工板块一览 一、企业概况 1. 神华集团有限责任公司（以下简称神华集团），是于1995 年10 月经国务院批准，按照《公司法》组建的国有独资公司，是以煤炭生产、销售，电力、热力生产和供应，煤制油及煤化工，相关铁路、港口等运输服务为主营业务的综合性大型能源企业。 2. 神华集团是全国最具竞争力的综合性能源企业，实施多元化的发展战略，矿、路、电、港一体化开发，产、运、销一条龙经营。截至2013 年底，神华集团共有全资和控股子公司21 家，生产煤矿70 个，投运电厂总装机容量6566 万千瓦，拥有1765 公里的自营铁路、设计吞吐能力2.63亿吨的港口码头和现有船舶30 艘的航运公司。 3. 2013 年，神华集团煤炭产量 4.96 亿吨，商品煤销售量6.54 亿吨，自营铁路运量完成3.98 亿吨，发电3354 亿度。 二、主要煤化工技术 1. 煤直接液化技术-上海PDU 装置已完成长周期运行试验，位于内蒙古鄂尔多斯的100 万吨/年工业化示范项目已经进入长周期稳定运行阶段。 2. 间接液化煤制油技术-和浙江工业大学联合开发，仍然处于中试阶段。 3. 神华集团与GE 组建合资公司，从事气化与清洁煤技术有关的研究和开发。 三、主要煤化工项目 1. 内蒙古包头180 万吨/年煤制甲醇、60 万吨/年甲醇制烯烃项目——采用的大化所DMTO 技术，已于2011 年1 月投入商业运行 2. 内蒙古鄂尔多斯18 万吨/年煤间接液化示范项目——已于2009 年6 月建成，采用中科院山西煤化所F-T 合成技术
3. 内蒙古鄂尔多斯100 万吨/年煤制油示范项目——于2009 年1 月中旬成功完成了接近两周的首次试运行，在2009 年的试运行中总计生产了近10 万吨油品。2010 年，累计运行5172 小时，年产油量4 4.3 万吨；2011 年，累计运行6744 小时，年产油79 万吨，总利润为10.05 亿元，净利润达到4.06 亿元；2012 年，累计运行7248 小时，年产油86.5 万吨，总利润为18.6 亿元，净利润为 5.8 亿元。 4. 内蒙古鄂尔多斯20 亿立方米/年煤制合成天然气项目——仍处于前期工作阶段。 5. 陕西榆林神华/DOW 煤制甲醇和MTO 项目——仍处于可研阶段，于2010 年3 月获得国家能源局的“路条”，继续深化开展前期工作。目前该项目已向国家发改委提交项目申请审批报告，等候发改委的批准。 6. 神华宁煤400 万吨/年煤炭间接液化项目——总投资550 亿元，利用中科合成油公司技术,煤气化采用GSP 粉煤加压气化工艺，预计2016 年建成。 7. 神华宁煤167 万吨/年甲醇制50 万吨/年丙烯项目——已于2011 年试车成功，并于2011 年5 月开始产品外售。二期再建一套50 万吨/年MTP 装置，预计2014 年建成。 8. 神华宁煤100 万吨/年双烃项目——一期工程总投资约128 亿元，以煤制油和煤制烯烃副产品石脑油、LPG 为原料，主要建设140 万吨/年裂解制烯烃装置、40 万吨/年聚乙烯装置、45 万吨/年聚丙烯装置、15 万吨/年合成氨装置、35 万吨/年芳烃抽提装置等，计划2017 年建成投产。 9. 新疆黑山300 万吨/年煤制油项目——落户乌鲁木齐甘泉堡工业区，一期投资200 亿元，建设100万吨/年直接液化、50 万吨/年间接液化。 10. 神华集团内蒙古鄂尔多斯10 万吨/年CCS项目——2011 年，CCS项目实现全年稳定生产与注入。 11. 神华陕西榆林180 万吨/年甲醇制60 万吨/年烯烃项目——神华收购陕西咸阳和神木2 个60 万吨甲醇项目，以及外购60 万吨甲醇在榆林建设60 万吨/年DMTO 项目。
神华煤直接液化项目的综合评价
摘要 神华煤制油项目是世界上首个建设的工业化项目，工程分为先期和一期，总建设规模为年生产油品500万t，自2004年8月先期工程开工建设，到2009年一期工程第一条生产线基本完成，并计划于2009年5月正式投产。 本文对神华煤直接液化工艺项目进行了综合评价，主要分为3个部分，包括经济分析、技术分析和环境分析。同时，本文还介绍了煤直接液化的工艺流程，重点介绍了煤制油工艺的特殊的单元，例如：煤液化单元，煤制氢单元，T-star工艺单元。 经济分析部分，采用技术经济学的知识，计算了项目的总投资、总成本、项目销售收入和税金以及现金流量。计算出了项目的内部收益率为13.13%，全投资的回收期为7.73年，大于石油化工项目的平均内部收益率10%。从经济方面，神华煤制油项目是有优势的。 技术分析部分，主要从煤直接液化工艺的技术方案，工程放大和项目的建设进行了研究。重点分析了液化工艺核心技术—采用美国的HTI工艺，液化工艺的催化剂制备单元—采用新型高效“863”合成催化剂，液化工艺煤制氢单元—采用Shell粉煤加压气化工艺等先进的技术。神华煤制油项目在产品分离、加氢改质、空分、水处理方面都采用了先进的技术。同时项目的工程放大和项目的建设都保证了神华煤制油项目的有条不紊的建设。 环境分析部分，重点研究了神华项目污水和液化残渣的利用。对这两部分分别提出了建议意见。 最后，本文对神华项目提出了发展建议，提出了神华项目要加大自主技术研究，完善绿化方案，建立水库储备水源，研究煤、电和化工的结合。 关键词：煤制油；直接液化；综合评价
Abstract Shenhua coal to oil was the first industrialization project on construction in the world, which was divided into two stages,including the early one and the first one.the gross of project is five million tons/year in petroleum product. The early stage started to be constructed since August, 2004, the first stage will be finshed in 2009, and plan to put into production in may. The comprehensive evaluation of the project in direct liquefaction process on shenhua coal was studied in this paper, which mainly was divided into three parts, including the economic analysis, technical analysis and environmental analysis. At the same time, this paper also introduced the process flow in coal liquefaction, major introduced special unit of coal to oil, for example: coal liquefaction unit, hydrogen unit, T-star process unit. Economic analysis, using knowledge of technical economics, the project total investment, total cost, project sales income and tax and cash flow were calculated,then the internal rate of return and investment recoupment period of project were 13.13% and 7.73 years respectively.The internal rate of return was more than the one for petrochemical industry which was 10%. From the economic aspect, the project was profitable. Technical analysis, mainly studied from coal direct liquefaction technical scheme, engineering enlargement and project construction. The core technology liquefaction process - HTI process employing the America technology, catalyst preparation process - using new efficient "863" synthesis catalyst, coal liquefaction process for hydrogen production unit by adding pressurized gasification - employing Shell advanced pressurized gasification technology were emphatically analyzed. Shenhua coal to oil project in product separation unit, hydrogenation modification uint,air
煤炭液化技术
煤炭液化技术 [编辑本段] 煤炭液化技术 煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类： 一、直接液化 直接液化是在高温（400℃以上）、高压（10MPa以上），在催化剂和溶剂作用下使煤的分子进行裂解加氢，直接转化成液体燃料，再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油，又称加氢液化。 １、发展历史 煤直接液化技术是由德国人于1913年发现的，并于二战期间在德国实现了工业化生产。德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产，到1944年，德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。二战后，中东地区大量廉价石油的开发，煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭。 70年代初期，由于世界范围内的石油危机，煤炭液化技术又开始活跃起来。日本、德国、美国等工业发达国家，在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺，其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低煤液化油生产成本的目的。目前世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL工艺、德国的IGO R工艺和美国的HTI工艺。这些新直接液化工艺的共同特点是，反应条件与老液化工艺相比大大缓和，压力由40MPa降低至17～30MPa，产油率和油品质量都有较大幅度提高，降低了生产成本。到目前为止，上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t /d级以上大型中间试验，具备了建设大规模液化厂的技术能力。煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术，在技术上是可行的。目前国外没有工业化生产厂的主要原因是，在发达国家由于原料煤价格、设备造价和人工费用偏高等导致生产成本偏高，难以与石油竞争。 ２、工艺原理 煤的分子结构很复杂，一些学者提出了煤的复合结构模型，认为煤的有机质可以设想由以下四个部分复合而成。 第一部分，是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子，形成不溶性的刚性网络结构，它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。
煤直接液化法和煤液化的基础知识
煤直接液化 煤直接液化，煤液化方法之一。将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程。因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。 沿革 煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。1869年，M.贝特洛用碘化氢在温度270℃下与煤作用,得到烃类油和沥青状物质。1914年德国化学家F.柏吉斯研究氢压下煤的液化，同年与J.比尔维勒共同取得此项试验的专利权。1926年，德国法本公司研究出高效加氢催化剂，用柏吉斯法建成一座由褐煤高压加氢液化制取液体燃料(汽油、柴油等)的工厂。第二次世界大战前，德国由煤及低温干馏煤焦油生产液体燃料，1938年已达到年产1.5Mt的水平，第二次世界大战后期,总生产能力达到4Mt；1935年,英国卜内门化学工业公司在英国比灵赫姆也建起一座由煤及煤焦油生产液体燃料的加氢厂，年产150kt。此外,日本、法国、加拿大及美国也建过一些实验厂。战后，由于石油价格下降，煤液化产品经济上无法与天然石油竞争，遂相继倒闭，甚至实验装置也都停止试验。至60年代初，特别是1973年石油大幅度提价后，煤直接液化工作又受到重视，并开发了一批新的加工过程，如美国的溶剂精炼煤法、埃克森供氢溶剂法、氢煤法等。 埃克森供氢溶剂法 简称EDS法,为美国埃克森研究和工程公司1976年开发的技术。原理是借助供氢溶剂的作用，在一定温度和压力下将煤加氢液化成液体
燃料。建有日处理250t煤的半工业试验装置。其工艺流程主要包括原料混合、加氢液化和产物分离几个部分（图1）。首先将煤、循环溶剂和供氢溶剂（即加氢后的循环溶剂）制成煤浆，与氢气混合后进入反应器。反应温度425～450℃，压力10～14MPa,停留时间30～100min。反应产物经蒸馏分离后，残油一部分作为溶剂直接进入混合器，另一部分在另一个反应器进行催化加氢以提高供氢能力。溶剂和煤浆分别在两个反应器加氢是EDS法的特点。在上述条件下,气态烃和油品总产率为50％～70％(对原料煤),其余为釜底残油。气态烃和油品中 C1～C4约占22％,石脑油约占37％，中油(180～340℃)约占37％。石脑油可用作催化重整原料，或加氢处理后作为汽油调合组分。中油可作为燃料油使用，用于车用柴油机时需进行加氢处理以减少芳烃含量。减压残油通过加氢裂化可得到中油和轻油。图一： 溶剂精炼煤法
神华集团煤直接液化示范工程
综 述 神华集团煤直接液化示范工程 叶 青 (神华集团有限责任公司,北京 100011) 摘 要:简叙了神华集团有限责任公司煤直接液化示范工程的意义、资源状况、技术特点和管理模式。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。 关键词:神华集团;煤直接液化;示范工程 中图分类号:T Q52911 文献标识码:A 文章编号:0253-2336(2003)04-0001-03 Shenhua demo project of coal direct liquefaction YE Qing (Shenhua Group Corp.Ltd.,Beijing 100011,China) Abstract:The paper stated the significance,res ource status,technical features and management m ode of Shenhua dem o project of coal direct liq2 uefaction1The Shenhua dem o project is the first case with w orld advanced technology of coal direct liquefaction to build a commercialized project1 The construction of the project itself is als o a procedure of the coal direct liquefaction technology application and the engineering redevelopment1 The success ful practice of the project will have very im portant dem o functions to the strategic adjustment of the Chinese energy structure and the in2 dustrial development of the Chinese coal direct liquefaction technology1 K ey w ords:Shenhua G roup;coal direct liquefaction;dem o project 1 煤直接液化工程项目的重大意义 (1)中国有着丰富的煤炭资源,到1999年末,累计探明煤储量为10018亿t,煤储量占已探明的各种能源(煤炭、石油、天然气及水电)总储量的90%。充分利用储量丰富的煤炭资源,大力开发替代石油的技术,多元化降低能源风险,及早考虑能源的多样化是普遍共识。 中国石油资源有限,到1999年末,累计探明石油地质储量203亿t,石油剩余可采储量仅为24亿t。而中国又是一个石油消费大国,石油供需矛盾日益突出。最近几年中国的原油年产量一直徘徊在116亿t左右,资源品位不高,难开采资源比重较大,主要油区生产已处于高含水、高采出阶段,原油开采效果变差,增产难度较大。1993年以后一直靠不断增加进口来弥补国内石油产量的不足。1992年中国成为成品油净进口国,1993年成为石油(原油加成品油)净进口国,1996年又成为原油净进口国。1999年中国原油产量为116亿t,而需求量为2亿t,原油和成品油的净进口量已突破了4000万t,约占总消费量的20%。随着中国经济的稳步发展,这种供小于求的态势还将进一步发展,石油消费量还将猛增。预计2010年中国石油的进口量将可能高达消费总量的40%,净进口量为112亿t左右。预计2015年,中国石油需求量为316亿t,缺口达119亿t左右,石油自给率仅为47%,而建设煤液化项目必将对缓解石油产品的供需矛盾开辟一条新的途径。 (2)煤直接液化示范工程项目建在神华集团所属的神东矿区,该矿区地处石油资源贫乏的山西、陕西、内蒙古、宁夏和甘肃等省(区)中间地带, 1
神华集团公司煤液化项目情况
神华集团公司煤液化项目情况 就目前了解的情况，神华在国内煤制油领域在投资和技术方面均处于领头羊的位置。在煤制油的两条技术路线上，神华均有所动作。 神华企业概况 神华集团有限责任公司（简称神华集团）是于1995年10月经国务院批准组建的国有独资公司，前身为华能集团属下的华能精煤公司（1985年成立）。中央直管的53户国有重要骨干企业之一。在国家计划和中央财政实行单列，享有对外融资权、外贸经营权、煤炭出口权。神华集团以能源为主业，集煤矿、电厂、铁路、港口、航运为一体，实施跨地区、跨行业、多元化经营，是我国最大的煤炭企业。 神华集团负责统一规划和开发经营神府东胜煤田的煤炭资源和与之配套的铁路、电厂、港口、航运船队等项目。神府东胜煤田位于中国陕西省榆林地区和内蒙古伊克昭盟境内。属世界八大煤田之一，已探明煤田含煤面积3.12万平方公里，地质储量2236亿吨。 目前，神华集团拥有全资及控股子公司30家，职工约9万人。截止2002年底，总资产1026亿元。神华集团目前拥有银行信贷额度超过1500亿元。 2002年，神华集团商品煤销售7773万吨，主营业务收入258亿元,还本付息56.02亿元，利润总额23.19亿元。集团综合实力大幅度提高。神华集团已连续两年在国务院五部委对全国169家中央企业进行
综合效绩考评中，位居全国煤炭行业第一。 中国神华煤制油有限公司作为神华集团的全资企业，经国家工商行政管理总局批准，于2003年6月12日在北京成立，公司注册资金为20亿元人民币。 神华煤液化项目情况 1. 神华的直接煤变油项目 2004年8月，获得国家发改委批准的神华集团内蒙古直接液化项目破土动工，2005年4月18日核心装置开始建设，这是世界上唯一的大型煤直接液化项目。项目地址：内蒙古伊金霍洛旗乌兰木伦镇，建设总规模为年产油500余万吨，分两期建设，其中一期工程由三条主生产线组成，包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。一期工程建成投产后，每年用煤970万吨，可生产各种油品320万吨。 神华煤制油自备电站５×１００ｍｗ工程可行性研究报告也已由北京华北电力设计院编制完成，并通过审查。计划于05年10月动工建设。神华煤直接液化项目一期工程设计规模为年产成品油３００万吨，用电负荷４２０ｍｗ，需工业蒸汽１２００ｔ／ｈ，年排出油灰渣１８０万吨、洗中煤１００万吨，可燃性化工尾气４．２—９万ｎｍ３／ｈ。该工程分三条生产线建设，先期建设第一条生产线规模为年产成品油１００万吨，用电负荷１４２ｍｗ，需工业蒸汽４００ｔ／ｈ，年排出油灰渣６０万吨、洗中煤３３万吨，可燃性化工尾气１．４—３万ｎｍ３／ｈ。该电站的燃料主要来源于煤直接液化所
现代化煤直接液化技术进展(最新版)
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 现代化煤直接液化技术进展(最 新版)
现代化煤直接液化技术进展(最新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 我国是一个富煤贫油少气的国家，煤炭资源探明剩余可采储量为1842亿t，石油资源探明剩余经济可采储量为20.4亿t，天然气资源探明剩余经济可采储量为23900亿m3，这样的能源结构决定了中国煤炭价格要大大低于油气价格，煤炭价格的上涨速度也大大低于油气价格的上涨速度。近年来，我国石油进口量不断增加，对外依存度已超过40%，已经严重威胁到我国国家的能源安全问题。面对这样的现实，为了缓解我国石油严重短缺的现状，充分利用中国采储量相对较大的煤炭资源，大力推进煤液化产业的成熟与发展，越来越受到了国人的重 视和青睐。 “煤制油”的科学名称为“煤液化”，实施煤液化目是事关国家能源安全的重大战略选择。煤直接液化是国家“十五”期间12个高技术工程项目之一，受到各方关注，国外专家也积极参与[1-3]。所谓煤液化，就是指把固体的煤炭通过化学加工的方法，使其转化为液体燃
神华宁煤400万吨年煤炭间接液化项目煤气化装置四区(气化七区)建筑工程施工技术方案
目录 1 编制说明 (2) 2 编制依据 (2) 3 工程概况 (2) 4 塔吊型号和数量的选择 (2) 5 塔吊选择及部署 (3) 5 塔吊基础施工 (7) 5 塔机安装步骤 (8) 6 顶升步骤 (14) 7 拆搭步骤 (17) 8 安装、拆卸安全注意事项 (19) 9 劳动防护用品的配置和使用 (20) 10、环境/职业健康安全管理措施： (21) 11 附图 (21)
1 编制说明 本方案依据已收到的总平面布置图(图号：WEC-20004-053-DL-0001-B00,版本：0版)编制气化装置七区------塔吊布置及基础施工方案。 2 编制依据 2.1已收到的施工图纸（七区总平面布置图，备煤、气化、黑水框架结构施工图）； 2.2塔吊厂家提供的塔吊基础施工图纸； 3 工程概况 煤气化装置七区位于宁夏回族自治区灵武市境内磁窑堡镇马跑泉地区，西北距宁夏回族自治区首府银川市约43km，西距灵武市城区约33km，与银川河东机场相距约35km。基地西邻黎家新庄和矿区中心区，东邻鸳鸯湖矿区，南为灵新井田北界。基地西南距青银高速灵州出口约0.5km，太中银铁路在其西南侧通过，对外交通便利。该装置区域呈现南北长，左右长：310m,宽120m,装置区域厂内坐标A=725.00、B=5335.00（西南角），A=1035.00，B=5455.00（西北角），装置内从南至北分别是备煤框架、气化框架、黑水框架、气化变电所、现场机柜间。 4塔吊型号和数量的选择 该装置的建构筑物内结构形式为框架结构，地面单体较多，整个装置布置5台塔吊可以满足垂直运输需求； 4.1备煤框架（建筑物高度52m）： 1、选用TCT5010塔吊，基础大小4600*4600*1000，砼标号C35;采用工作幅度50m，独立高度32m，起重量：4t；塔吊中心距离框架柱（D轴线）4750mm，附着架要
(煤制油)神华煤直接液化项目综合评价
神华煤直接液化项目综合评价 摘要 神华煤制油项目是世界上首个建设的工业化项目，工程分为先期和一期，总建设规模为年生产油品500万t，自2004年8月先期工程开工建设，到2009年一期工程第一条生产线基本完成，并计划于2009年5月正式投产。 本文对神华煤直接液化工艺项目进行了综合评价，主要分为3个部分，包括经济分析、技术分析和环境分析。同时，本文还介绍了煤直接液化的工艺流程，重点介绍了煤制油工艺的特殊的单元，例如：煤液化单元，煤制氢单元，T-star工艺单元。 经济分析部分，采用技术经济学的知识，计算了项目的总投资、总成本、项目销售收入和税金以及现金流量。计算出了项目的内部收益率为13.13%，全投资的回收期为7.73年，大于石油化工项目的平均内部收益率10%。从经济方面，神华煤制油项目是有优势的。 技术分析部分，主要从煤直接液化工艺的技术方案，工程放大和项目的建设进行了研究。重点分析了液化工艺核心技术—采用美国的HTI工艺，液化工艺的催化剂制备单元—采用新型高效“863”合成催化剂，液化工艺煤制氢单元—采用Shell粉煤加压气化工艺等先进的技
术。神华煤制油项目在产品分离、加氢改质、空分、水处理方面都采用了先进的技术。同时项目的工程放大和项目的建设都保证了神华煤制油项目的有条不紊的建设。 环境分析部分，重点研究了神华项目污水和液化残渣的利用。对这两部分分别提出了建议意见。 最后，本文对神华项目提出了发展建议，提出了神华项目要加大自主技术研究，完善绿化方案，建立水库储备水源，研究煤、电和化工的结合。 关键词：煤制油；直接液化；综合评价 Abstract Shenhua coal to oil was the first industrialization project on construction in the world, which was divided into two stages,including the early one and the first one.the gross of project is five million tons/year in petroleum product. The early stage started to be constructed since August, 2004, the first stage will be finshed in 2009, and plan to put into production in may. The comprehensive evaluation of the project in direct liquefaction process on shenhua coal was studied in this paper, which mainly was divided into three parts, including the economic analysis, technical analysis and environmental analysis. At the same time, this paper also introduced the process flow in coal liquefaction, major introduced special unit of coal to oil, for example: coal liquefaction unit, hydrogen unit, T-star process unit. Economic analysis, using knowledge of technical economics, the project total investment, total cost, project sales income and tax and cash flow were calculated,then the internal rate of return and investment
现代化煤直接液化技术进展
安全管理编号：LX-FS-A49592 现代化煤直接液化技术进展 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
现代化煤直接液化技术进展 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 我国是一个富煤贫油少气的国家，煤炭资源探明剩余可采储量为1842 亿t，石油资源探明剩余经济可采储量为20.4 亿t，天然气资源探明剩余经济可采储量为23900 亿m3，这样的能源结构决定了中国煤炭价格要大大低于油气价格，煤炭价格的上涨速度也大大低于油气价格的上涨速度。近年来，我国石油进口量不断增加，对外依存度已超过40%，已经严重威胁到我国国家的能源安全问题。面对这样的现实，为了缓解我国石油严重短缺的现状，充分利用中国采储量相对较大的煤炭资源，大力推进煤液化产业的成熟与发展，越来越受到了国人的重
煤间接液化与直接液化区别
甲醇为转化烯烃的反应 （1）酸性催化特征 甲醇转化为烯烃的反应包含甲醇转化为二甲醚和甲醇或二甲醚转化为烯烃两个反应。前一个反应在较低的温度（150-350o C）即可发生，生成烃类的反应在较高的反应温度（>300o C）下发生。两个转化反应均需要酸性催化剂。通常的无定形固体酸可以即作为甲醇转化的催化剂，容易使甲醇转化为二甲醚，但生成低碳烯烃的选择性较低。 （2）高转化率 以分子筛为催化剂时，在高于400o C的温度条件下，甲醇或二甲醚很容易完全转化（转化率100%）。 （3）低压反应 原理上，甲醇转化为低碳烯烃反应是分子数量增加的反应，因此低压有利于提高低碳烯烃尤其是乙烯的选择性。 （4）强放热 在200-300o C，甲醇转化为二甲醚和甲醇转化为低碳烯烃均为强放热反应，反应的热效应显著。 （5）快速反应 甲醇转化为烃类的反应速度非常快。根据大连化物所的实验研究，在反应接触时间短至0.04s便可以达到100%的甲醇转化率。从反应机理推测，短的反应接触时间，可以有效地避免烯烃进行二次反应，提高低碳烯烃的选择性。 （6）分子筛催化的形状选择性效应 原理上，低碳烯烃的高选择性是通过分子筛的酸性催化作用结合分子筛骨架结构中孔口的限制作用共同实现的。结焦的产生将造成催化剂活性的降低，同时又反过来对产物的选择性产生影响。 DMTO工艺的开发过程中已经充分考虑了上述MTO反应的特征。DMTO工艺的设计中，也应时刻牢记这些特征，将这些反应的原理性的特征融入其中 煤间接液化与直接液化的区别 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
神华宁煤煤化工项目一览
神华宁煤煤化工项目一览 1.神华宁煤集团25 万吨/年甲醇，21 万吨/年二甲醚项目 该项目于2008 年建成投产，采用GE水煤浆气化技术。 2.神华宁煤集团煤制60 万吨/年甲醇项目 采用多喷嘴对置式水煤浆气化炉，该项目已于2010年3 月份投产。 3.神华宁煤集团煤基聚丙烯项目 该项目位于宁夏宁东能源重化工基地。于2005 年底开工，总投资约195 亿元，每年用煤量约526 万吨，每年中间产品甲醇167 万吨，设计规模为年产52 万吨聚丙烯，同时每年副产18.48 万吨汽油、4.12 万吨液态燃料、1.38 万吨硫磺。该项目采用德国西门子GSP 干煤粉气化工艺，设计生产能力为52 万立方米/小时粗煤气。四合一装置采用德国鲁奇公司变换、低温甲醇洗、硫回收、大甲醇合成技术，设计生产能力为中间产品甲醇167 万吨/年。MTP 装置采用德国鲁奇公司MTP 技术，设计生产能力为2 万吨/年乙烯、47.4 万吨/年丙烯。聚丙烯装置采用德国ABB 公司气相法聚丙烯技术，设计生产能力为52 万吨/年聚丙烯。其他如动力站装置为6 台460 吨/小时（高压蒸汽）锅炉及15 万千瓦时电站。空分装置由液化空气集团提供，生产能力为19 万立方米/小时氧气。该项目于2011 年5 月投产。 4.神华宁煤将利用自产甲醇（85 万吨/年）和新建100 万吨/年煤制甲醇装置再建设一套甲醇制50万吨/ 年丙烯项目 目前项目建设已经全面展开，预计2014 年6 月建成，项目计划总投资65 亿 元，仍然采用德国鲁奇公司甲醇制丙烯（MTP）工艺。 5.神华宁煤400 万吨/年间接液化项目 总投资约550 亿元，采用GSP 粉煤加压气化技术，年产405 万吨油品，副产27.5 万标准立方米/小时合成气，计划2016 年建成投产。 6.神华宁煤100 万吨/年双烃项目 一期工程总投资约128 亿元，以煤制油和煤制烯烃副产品石脑油、LPG 为原料，主要建设140万吨/年裂解制烯烃装置、40 万吨/年聚乙烯装置、45 万吨/年聚丙烯装置、15 万吨/年合成氨装置、35 万吨/年芳烃抽提装置等，计划2017 年建成投产。 1-4项已经完成，第5项正在进行，第6项正在规划。