煤炭液化技术最新发展报告

煤炭液化技术的发展

摘要本文分别介绍了煤炭直接液化和间接液化技术及其发展历程，展望了煤炭液化的发展趋势和应用前景。煤炭液化是一种先进的洁净煤技术，主要生产含硫量含氮量和烯烃极低的马达燃料(汽油、优质柴油和航空煤油)、液化石油气、烯烃和芳烃化学品，是“煤代油”的一条重要途径。

关键词煤炭直接间接液化

一、前言

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，我国一次能源中石油供需矛盾日益突出，1995年我国的原油进出口量基本持平，轻油(轻油、柴油)净进口量1000万吨，2000年后我国的石油进口已达7000万t／a，预计2004年我国石油进口将达到1亿t。

石油是重要的战略物资。石油是能源也是宝贵的化工原料。我国已探明的剩余可采储量只有数十亿t，难以满足国民经济高速发展的要求。我国煤炭储量丰富，中国煤炭探明可采储量为世界总量的11．6％，仅次于美国、俄罗斯，居第三位。

我国有着丰富的煤炭资源，全国累计探明煤炭保有储量超过1万亿t，经济开采储量达1700多亿t。全国垂深2000m以浅的煤炭资源总量为超过5亿t。我国煤炭资源种类齐全，包括从褐煤到无烟煤各个煤种。在已发现资源中，炼焦煤占27．65％，动力煤约占72．54％；动力煤中褐煤占17．75％，低变质烟煤占44．63％。

煤炭是我国的主要能源，近年来在我国一次能源生产和消费总量中均占70％以上。在未来30-50年内，我国一次能源生产、消费中煤炭所占的比重有可能仍将超过50％。

实践证明，煤炭在生产、运输和使用过程中通过采用洁净煤技术完全可以清洁利用。为此需要增加一些必要的设备、设施和操作费用，但可以得到显著的环境效益和社会效益。总之，在相当长一段时间内煤炭是我国最可靠的、可依赖的、廉价的、可以洁净利用的能源资源。

我国煤炭资源中适合煤炭直接液化的褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤等低变质煤占已发现资源量的58．13％。其中仅神华集团神东煤田的探明储量就高达2300亿t，如果全部液化，可以生产800亿t～1000亿t人造石油。

可以气化制合成气的煤都是间接液化的原料煤，几乎所有的煤炭资源都可以用于气化。

以富煤缺油的南非为例，在国际石油禁运期间，南非的石油供给主要靠煤的间接液化合成油；在解除石油禁运以后，南非的合成油厂为了提高经济效益，增加了化学品的生产比重，但现在其生产的汽油、柴油仍然占南非国内需求的一半左右。

在我国，神华煤直接液化项目一期设计生产油品250万t／a，二期达到500万t／a，远期为1500万t／a，神华煤间接液化项目的规模一期生产油品300万t／a，二期达到500万t／a，远期为1500万t／a，神华煤直接液化与间接液化示范工程项目建设完成后将形成3000万t／a的油品生产能力。一旦神华一期工程建成投产，将有一批煤炭直接液化厂在国内兴起。国内拟建煤液化厂的有陕西榆林、山东兖州、肥城、云南先锋、内蒙胜利、黑龙江依兰、双鸭山、河南义马、贵州水城、宁夏宁东等煤田或地区，可以预计，未来几十年中国煤炭液化产业发展将大致分布在以神华集团为核心的西北、华北产业区，以云南、贵州为主的西南产业区，以黑龙江省为主的东北产业区，每个产业区可建成若干个相互联系、又独立运行的液化工厂，产量均在每年数百万t或数千万t。我国实现煤液化的产业化必将有助于减轻我国对石油进口的依赖。

能源供应是国民经济持续稳定发展的要素，是现代化建设的基础，煤炭液化是先进的洁净煤技术和煤转化技术之一，煤炭液化技术是我国一项具有战略意义和现实意义的能源技术。

二、煤炭液化技术简介

煤炭液化是用煤为原料以制取液体烃类为主要产品的技术。煤液化分为“煤的直接液化”和“煤的间接液化”两大类。

煤的直接液化是煤直接催化加氢转化成液体产物的技术。

煤的间接液化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其净化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。

煤炭液化由于采用的工艺和催化剂的不同，可以生产汽油、柴油、LPG(液化石油气)、喷气燃料，并提取BTX(苯、甲苯、二甲苯)，也可以生产乙烯、丙烯、a—烯烃和石蜡等化工原料和产品。煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化剂，煤中硫在气化和液化过程中转化成H2S再经分解可以得到元素硫产品

1．煤炭直接液化工艺

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：将煤破碎至<0．1mm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℃～470℃)高压(6MPa～30MPa)下进行加氢反应(氢气用量一般为液化用煤的6m％～10m％)，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：根据需要将液化轻油、中油加工成符合环保要求和产品标准的的汽油、柴油与航空煤油等成品。

20世纪70年代以后，德国、美国、日本等主要工业发达国家，为提高效率、降低成本，相继开发的新工艺有几十种，其中几种先进的技术，完成了50t／d～600t／d(液化用煤)的大型中试，设计出日产5万桶液化油的工厂。比较著名的工艺有：美国的溶剂精炼煤法(SRC-1，SRC-2)、供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H—Coal)、HTI工艺、俄罗斯低压液化工艺、德国新工艺(IGOR)、英国的溶剂萃取和日本的NEDOL工艺等。

（1）美国HTII艺

此工艺是在两段催化液化法和已进行200 t／d～600 t／d大型中试和完成了50000桶／天生产装置基础设计的H-COAL工艺基础上发展起来的。该工艺是两段催化液化工艺，采用近十年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂(GelCatTM)。

HTI工艺的主要特点是：反应条件比较缓和，反应温度420～450℃，反应压力17MPa；采用特殊的液体循环沸腾床(悬浮床)反应器，达到全返混反应器模式；催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂；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；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以提高液化油收率。该工艺的可靠性差。

（2）日本NEDOL工艺

NEDOL工艺由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等4个主要单元组成。

NEDOL工艺的主要特点是：反应压力较低，为17～19MPa，反应温度为430℃～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，以提高溶剂的供氢能力；液化油含有较多的杂原子，还须加氢提质才能获得合格产品。

（3）德国煤液化新工艺(IGOR工艺)

70年代，世界石油危机发生后，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，重新开发煤炭加氢液化技术。

1981年，德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法(Bergius process)进行了改进，建成日处理煤200t的半工业试验装置，操作压力由原来的70Mpa降至30Mpa，反应温度450℃～480℃，固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50％，此称为德国IG煤液化工艺。

德国矿冶技术及检测有限公司(DMT)在20世纪90年代初经过不断改进和完善，开发出了更为先进的IGOR工艺。此工艺主要特点是：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，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，并且在固定床催化剂上还能把CO2和CO甲烷化，使碳的损失量降到最低限度。经过这样的改进，总的液化厂投资可节约20％左右，能量效率也有很大提高。

（4）俄罗斯煤加氢液化工艺

俄罗斯煤加氢液化工艺的特点：一是采用了自行开发的瞬间涡流仓煤粉干燥技术，使煤发生热粉碎和气孔破裂，水分在很短的时间内降到1．5％—2％，并使煤的比表面积增加了数倍，有利于改善反应活性。该技术主要适用于对含内在水分较高的褐煤进行干燥。二是采用了先进高效的钼催化剂。俄罗斯采用的催化剂是钼酸铵和三氧化二钼，催化剂添加量为0．02—0．05％，而且这种催化剂中的钼可以回收85—95％。三是针对高活性褐煤，液化压力低，可降低建厂投资和运行费用，设备制造难度小。由于采用了钼催化剂，特别是针对俄罗斯高活性褐煤，液化反应压力降低到6—10MPa。反应压力的降低，可以带来的好处有：降低液化反应设备的重量，减少投资，降低生产过程中的动力消耗，降低成本，还可以提高生产操作的可靠性和安全性。

但是对烟煤液化，必须把压力提高，如果煤中活性组分含量不够多，反应压力还需大大提高。

2．煤炭间接液化工艺

煤的间接液化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤炭气化制取合成气、气体净化与变换、催化合成烃类产品以及产品分离和改质加工等过程。典型的工艺是F-T合成法，又称CO加氢法。

对于F-T合成，主要是合成烷烃的反应以及少量合成烯烃的反应，所用的催化剂有Co剂、Ni 剂和Fe剂等。铁剂价廉、选择性和操作适应性也比较好。

南非SASOL公司，1955年在距约翰内斯堡公司总部80公里的萨索尔堡区建成第一座由煤间接液化生产燃料油的SASOL-Ⅰ厂。七十年代石油危机后，于1980年和1982年又在距总部130公里的赛空达区相继建成了SASOL-Ⅱ厂和SASOL-Ⅲ厂。目前三个厂年处理煤炭超过45Mt(其中Ⅰ厂年处理约6．5Mt，ⅡI厂和ⅢII厂年处理约39Mt)，是世界上规模最大的以煤为原料生产合成油及化工产品的化工厂。主要产品汽油、柴油、蜡、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等100多种，总产量达7．6Mt，目前化学品的产量约占总产量的40％以上。

实现工业化生产的还有荷兰Shell公司开发的SMDS合成技术和美国Mobil公司开发的MTG 合成技术。

（1）南非SASOL公司的F-T合成技术

SASOL-Ⅰ厂建厂初期选择了德国的Arge固定床和美国Kelloge公司的Synthol流化床F-T合成反应器。目前SASOL-Ⅰ厂仍有6台Arge固定床反应器，每台反应器生产能力为18kt／a。产品主要是汽油、柴油和蜡，其中蜡的产量占总产量的50％～60％。

SASOL公司开发的一台先进的浆态床反应器建在SASOL-Ⅰ厂，其直径为Φ5m，反应温度较低为250℃，主要以生产柴油和蜡为主，蜡可以通过裂化转化为汽油、柴油。浆态床合成技术具有气固相工艺无法相比的技术经济优势。这主要表现在：

①可以直接使用现代大型气化炉生产的低H2／C0比值(0．6～0．7)的合成原料气。

②生产操作弹性大。

③反应器热效率高，温度容易控制。

④合成气单程转化率高。

由于上述优势，世界许多研究机构和公司都着力于浆态床合成技术的研究，但都未实现商业化生产。

SASOL-Ⅱ厂和SASOL-Ⅲ厂曾使用Φ3．6m，高75m的循环流化床反应器，针对其不足，又开发了固定流化床反应器(SAS)。SAS反应器取消了催化剂循环系统，加入的催化剂能得到有效利用，SAS反应器操作与维修费用较低，SAS反应器的转化率较高，生成能力得到提高，操作简单。现SASOL-Ⅱ厂和Ⅲ厂共有4台Φ8m和4台Φ10．7m反应器在运行。催化剂是SASOL开发的铁系催化剂，反应温度较高，为350℃，主要产品为汽油、柴油和烯烃等化学产品。

（2）荷兰Shell公司的SMDS合成技术

Shell公司经多年研究，对CO+H2反应的Schulz-Flory聚合动力学的规律有了深刻的认识，认为可以高选择性和高效率地合成高分子长链烷烃，同时大大降低低态气态烃的生成。Shell公司开发的(SMDS)中间馏份油工艺由合成石蜡烃过程和石蜡烃的加氢裂解或加氢异构化制取发动机燃料两部分组成。合成过程使用的是固定床反应器。Shell公司利用廉价的天然气为原料制取合成气CO+H2，采用SMDS工艺制取柴油和石脑油，其热效率可达60％，而且经济上可以与其它F-T合成技术相竞争。SMDS产品最终分布主要是依靠调整高分子长链石蜡烃的加氢裂解和加氢异构化技术的操作条件，因此可以根据市场供需变化来改变上述两种技术的工艺操作条件，以灵活调整产品的分布。应用该技术已于1993年在马来西亚建成50万吨／年合成油工厂，该厂以天然气为原料，生产柴油、煤油、石脑油和蜡，投产至今，反应器运行良好，经济效益显著。

（3）美国Mobil公司的MTG合成技术

20世纪70年代初，美国的Mobil公司成功地开发了甲醇转化为汽油的MTG工艺过程，其技术关键是将ZSM-5沸石分子筛用于甲醇转化汽油的工艺。由于沸石分子筛的形选作用与酸性，提高了产品以生成C5～C11汽油馏份为主的选择性，制得富含芳烃和侧链烷烃的高辛烷值发动机燃料。

Mobil公司的MTG合成汽油技术已在新西兰建成一座生产能力为570kt／a合成汽油的天然气基工厂。1985年投产证实了该技术的成熟和可靠。后来由于经济上的原因，该厂改为只生产甲醇而不

再生产汽油了。

三、煤炭液化技术的发展历程

1．煤炭液化技术在欧美、南非等国家和地区的发展历程

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。

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。1936～1943年为支持其法西斯战争，德国又有11套煤直接液化装置建成投产，到1944年，生产能力达到423万t／年。

1923年德国人F．Fischer和H．Tropsch发现在铁催化剂作用下进行一氧化碳加氢反应可以得到烃类产品，简称F-T合成。1934年德国鲁尔化学公司用此研究成果开始建设了世界上第一个合成油工厂，1936年投产，年产4000万升油(约3万多t)。至1945年，德国共建设了9个合成油厂，总产量为57万t。

F-T合成的研究开发过程见表1。

表1F-T合成的研究与开发的历史沿革

2．我国煤炭直接液化技术研究开发

20世纪50～60年代初，在中国的一些高等院校和科研单位曾进行过煤炭直接液化技术的研究，在发现大庆油田以后陆续中断了有关的工作。到1980年中国重新开展煤炭直接液化工艺技术研究，其目的是由煤生产洁净优质轻、中质运输燃料油和芳烃化工原料。经过20余年的科技攻关和开展国内外合作，煤炭科学研究总院北京煤化学研究所已建成具有世界先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工和分析检验的研究实验室，从美国、日本和德国引进了三套连续煤直接液化试验装置，培养出一支技术队伍，开展了基础和工艺技术研究，取得了一批有价值的科研成果，为建设大型煤直接液化工厂奠定了基础。

为了解决我国石油短缺的问题，寻求廉价生产人造石油的有效途径，我国自1979年重新开展煤炭直接液化技术研究。在煤炭科学研究总院建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工、催化剂开发和分析检验实验室，开展了基础和工艺技术研究，取得了一批科研成果，培养了一支技术队伍，为深入进行工艺开发和筹建大型煤炭直接液化生产厂奠定了基础。20年来，国内许多科研院所、高等院校以及设计单位的专家学者一起合作攻关，从基础研究到生产厂的可行性研究都取得了突破性的进展。（1）煤种评价与选择

煤炭直接液化对原料煤质量有一定的要求，选出适合液化的中国煤种，对我国煤直接液化采用何种工艺及其经济性都有重要意义。我们用高压釜对华北、东北、华东、西北、西南的十几个省、自治区的气煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤进行液化性能测试，接着在处理能力为O．1t／d煤的连续液化试验装置上进行液化性能评价和工艺条件优选，从中选出15种适宜液化的煤，见表2。

表215种煤在O．1t／d连续试验装置液化性能评价结果m％daf

★油产率为萃取油收率，即己烷可溶物称作油；★★氢利用率为油收率与氢耗的比值；表内数字均为重量百分比表中列出的15种煤都是适宜液化的煤。试验表明，碳含量80％～85％，H／C 原子比>0．8，挥发分高、活性组分高、灰分低的煤，都具有良好的液化性能。煤液化可以加工高硫煤。

（2）催化剂的筛选和研究

煤科总院在直接液化催化剂的筛选和研究方面的工作分两部分进行。一是天然矿物催化剂的筛选和微粉碎及其评价，二是高活性催化剂的研制。煤科总院对我国的硫铁矿、钛铁矿、铝厂赤泥、钨矿渣、钼矿飞灰、高炉飞灰等27种天然矿物进行了活性筛选，从中选出了5种活性较高的催化剂，达到或超过了合成硫化铁的催化活性指标。国家863项目研制成功纳米级铁系催化剂，催化活性达到了世界先进水平。

（3）煤液化油提质加工的研究

利用国产催化剂，进行了煤液化油的提质加工研究，经加氢精制、加氢裂化和重整等工艺的组合，成功地将煤液化油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油。

（4）工艺技术研究

煤科总院对北宿、神木、天祝、先锋等4种煤样进行了工艺条件试验。结果表明，采用铁系催化剂，一段液化工艺的适宜条件是：煤浆在反应器内停留时间不能小于1h，氢浓度应控制在90％左右，循环氢流量应控制在Q>2m3／kg煤，反应温度取决于原料性质和反应压力，一般在440℃～470℃范围内。

新开发的“神华煤直接液化工艺”在2004年5月通过了煤炭协会和石油化工协会组织的技术鉴定，该工艺采用全部供氢性循环溶剂制备煤浆、强制循环悬浮床反应器、减压蒸馏分离沥青和固体，强制悬浮床加氢反应器等成熟单元组合，采用的催化剂是国家“863”项目研制成功的催化剂。“神华煤直接液化工艺”可靠性高，经济性好。

3．我国煤炭间接液化技术研究开发

我国50年代在锦州石油六厂建成2万t／a的F-T合成油车间，至60年代中期停产。与此同时，中国科学院大连化物所对F-T合成技术进行了大量研究工作，于1953年建成处理能力为500m3／d合成气的中试装置，进行了1500h的运转，取得了与南非SASOL相近的结果，之后拟建处理能力为10万m3／d合成气的工艺试验车间，后因大庆油田的开发而终止。

我国自八十年代初恢复煤基合成液体燃料的研究开发以来，中科院山西煤炭化学研究所率先开始了合成油的研究开发工作，在分析了国外F-T和MTG工艺的经验基础上，提出了将传统的F-T 合成与沸石分子筛特殊形选作用相结合的固定床两段法合成(简称MFT)和浆态床—固定床两段合成(简称SMFT)工艺，先后完成了MFT工艺的小试、模试和百t级／年中试，取得了油收率较高，

油品性能较好的结果，接着进行了2000t／a的工业性试验和SMFT工艺的模试，并对自主开发的两类催化剂分别进行了3000h的长周期运行，取得了令人满意的结果。“十五”期间，中科院山西煤炭化学研究所和兖矿集团分别进行1000t／a和10000t／a的浆态床合成油试验研究。

同时，国内其他有关单位也先后开展了F-T合成及改进工艺的研究与开发。清华大学、北京化工大学着重于实验室的基础研究，中科院大连化物所和南京化工研究院则致力于合成催化剂的开发与工艺的改进，都取得了可喜的成果，但均处于小试和模试阶段。

四、煤炭直接液化与间接液化的对比

1．煤炭直接液化与间接液化的技术经济对比2002年8月14日，国务院讨论并通过了神华煤直接液化项目的可行性研究报告。2004年8月，神华煤直接液化项目正式批准开工。近年来，河南平煤集团、宁煤集团、神华集团和兖矿集团都在进行煤炭间接液化项目的前期工作，先后完成了预可行性研究。

表3神华煤直接液化和间接液化的技术经济对比

2．煤炭直接液化与间接液化的产业化应协调发展

两种煤液化工艺的技术和经济分析表明，直接液化和间接液化之间不但不是相互排斥，而且还有互补性。走直接液化和间接液化一体化的道路可能是煤制油产业化发展的最佳选择。

（1）直接液化和间接液化一体化使煤制油生产和产品分布更加灵活。直接液化产品主要是汽油、柴油和航空煤油等运输燃料，同时生产LPG和液氨、硫磺等，化工产品较少。间接液化无论是高温法还是低温法都会生产出油品和种类繁多的化工产品。F-T合成的产物中既有气体、液体产物，又有固体产物，组成非常复杂，除少量易溶于水的低碳醇、酮外，主要是含有从低分子(C1)气态至高分子(C50左右)固体蜡的烃类化合物的混合物，其馏份组成、族组成和性质因催化剂和合成工艺条件的不同而各异。气态烃可以提取人工合成天然气甲烷、乙烯、丙烯、丁烯和LPG等产品。液体产物可以提取石脑油馏份、煤油馏份和柴油馏份，重质组分可以得到软蜡。固体产物可以制造高级硬蜡。F-T高温(300～350℃)合成以生产化学品为主。以南非SASOL-Ⅱ、Ⅲ厂采用的固定流化床合成产物为例，C1～C4占产品总量的44％左右，其中烯烃占产品总量的26％，可以生产高价值的乙烯、丙烯，对价值相对较低的丁烯可以与乙烯按适当比例混合经歧化反应变成丙烯。石脑油馏份加氢饱和作乙烯原料。柴油馏份中含有大量烯烃，应提取C10～C13 a-烯烃作为高级洗涤剂的原料出售，其售价比普通柴油高近一倍。柴油馏份中的C14～C18正构烷烃是作高级脂肪醇的原料，其售价比普通柴油高约50％。当生产规模较大时，可以从含氧混合物中得到高价值的乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮等。因此，建立一体化生产厂采取油化结合的方针可以使生产更加灵活，产品结构调整更加方便，有利于煤制油产业的生存和发展。

（2）直接液化和间接液化产品质量有很强的互补性。直接液化可以生产高标号的汽油，但柴油馏分因含有大量芳烃，十六烷值较低，很难加工成为优质柴油。直接液化的石脑油馏分芳潜比较高，用作制乙烯的原料也有一定问题。间接液化可以生产十六烷值高达75的优质柴油、适合作乙烯原料的石脑油等，但却很难生产合格的汽油产品。F-T低温合成产物中的柴油馏份，既可以直接作为优质柴油直接用于柴油发动机，又可以作为调和柴油使用。F-T高温(300～350℃)合成产物中的柴油馏份含有较多烯烃，经加氢饱和亦得到高十六烷值柴油。间接液化合成的高十六烷值柴油可以和直接液化低十六烷值柴油调成合格柴油。

（3）直接液化和间接液化的原料具有很强的互补性。煤直接液化是通过在高压下加氢实现煤向油的转化，在需要大量氢气的同时排出含油和沥青质近50％的残渣。而间接液化首先是将煤气化，生产出合成气然后再进行合成。因此可以将直接液化排出的残渣送到间接液化供造气用，同时间接液化合成富裕的氢气可以供直接液化使用。由此可见，直接液化和间接液化在原料方面也具有很强的互补性。

（4）直接液化和间接液化在抗风险能力方面具有互补性。众所周知，直接液化投资较低，内部收益率较高，经济风险较小，但到目前还没有工业化生产装置，工程技术上可能存在一定的风险；而

间接液化恰恰相反，具有投资较高，内部收益率较低，经济上会存在一定的风险性，但有工业化生产经验，工程技术上应不存在大的风险。因此，建立一体化煤液化工厂可以大幅度降低综合风险

参考文献：

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〔4〕杨松君，陈怀珍．动力煤利用技术．北京：中国标准出版社，1999．287-320

〔5〕舒歌平．煤炭液化技术．北京：煤炭工业出版社，2003．186-258

〔6〕贺永德．现代煤化工技术手册．北京：化学工业出版社，2004．997-1044

[作者简介] 吴春来教授，博士生导师。1966年研究生毕业于煤炭科学研究总院煤化所煤化学专业。一直从事煤转化的研究开发工作。曾任煤化所所长、煤炭工业洁净煤工程技术研究中心副主任、全国煤炭标准化技术委员会主任、国家煤炭质量监督检验中心主任、中国煤炭学会煤化学专业委员会主任等职。

煤化工产业的科技发展状况综述

一、煤化工产业科技发展现状

（一）煤化工概述

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程。从煤的加工过程分，主要包括:干馏(含炼焦和低温干馏)，气化，液化和合成化学品等。煤化工利用生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。

（二）新型煤化工技术

1. 三种新型煤化工技术路线

技术之一：煤化工产业发展最重要的单元技术——煤气化技术。以鲁奇、德士古、壳牌等炉型最为常用，我国先后引进了上述炉型用于生产合成气和化工产品。采用多组分催化剂，可从合成气制含60%异丁醇和40%甲醇的混合物，异丁醇脱水成异丁烯，从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚，这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。

技术之二：以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。目前国外甲醇生产主要以天然气为主，从资源背景看，我国煤炭储量远大于石油、天然气储量，因此在很长一段时间内煤炭是我国甲醇生产最重要的原料。目前正在山西交城建设的60万吨/年焦炉气制甲醇示范工程和以高硫煤为原料生产甲醇的创新工艺都将使煤制甲醇在全国得到更广泛的推广。甲醇作为一种重要的化工原料，通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。西南化工研究院现已开发成功甲醇羰基化制取醋酸、醋酸酐工艺软件包，在现有20万吨/年低压羰基化醋酸装置的基础上，正在扩展系列产品，进一步实现产业化；甲醇与亚硝酸在Pd催化剂作用下可反应制取草酸，这是合成草酸的一条新途径；德国Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压羰基化反应制得甲酸甲酯(HCOOCH3)，转化率为80.7%，选择性达99.4%。

技术之三：以煤为原料合成烃类。甲醇裂解制烯烃的研究工作已进行了多年，中科院大连化物所在此方面的研究居世界领先地位，甲醇转化率达到100%，对烯烃的选择性高达85%～90%；目前合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的研究方向之一，一些研究结果已显示出诱人的工业化前景，但由于还有一些在转化过程中的核心问题有待解决，因此该项研究距离实际工业化尚有一定距离；近期，国内外对将甲烷摆脱造气工序直接氧化脱氢生成乙烯也颇为重视，中科院兰州物化所通过3年多的努力，取得了甲烷转化率25%～35%，对C2的选择性为70%～80%的可喜进展，目前该项研究已被列为科技部科技攻关重点项目。

2. 煤炭气化多联产技术

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，满足了煤炭资源利用的环境最友好。

（三）我国煤化工产业科技发展现状

1. 煤炭焦化

受钢铁工业快速增长的拉动，从2002年开始中国焦化工业呈现高速增长的态势。2004年焦炭总产量突破20亿吨，比2003年增加约４亿吨，出口焦炭约1.5亿吨，约占世界焦炭贸易总量的60％。

据估算，2004年中国炼焦消耗原料精煤约29亿吨，洗选加工原煤约45亿吨，约占当年煤炭消费总量的25％，炼焦已成为涉及原料煤加工和转化数量最大的煤化工产业。

中国炼焦工业技术已进入世界先进行列，新建的大部分是技术先进、配套设施完善的大型焦炉，炭化室高6m的大容积焦炉已实现国产化，2004年机械化焦炉生产的焦炭约占焦炭总产量的70％；干熄焦、地面除尘站等环保技术已进入实用化阶段；化学产品回收加强；改造装备简陋、落后的小型焦炉，淘汰土焦及改良焦炉的进展加快。

优质炼焦煤不足是国内提高焦炭质量的主要障碍，通过对低灰、低硫、弱粘结煤或不粘结煤的改质或科学、优化配煤技术，可以扩大和改善原料煤资源，实现在常规工艺条件下提高焦炭质量。

注重煤焦油化学品集中深加工和焦炉煤气的有效利用，是焦化工业综合发展、提升竞争能力的重要方向。对布局较为集中的大型炼焦企业，应在焦油深加工、剩余煤气的利用方面统筹规划，以实现规模化生产和高效、经济生产。

污染控制仍然是当前焦化工业发展的迫切问题，在严格取消土法炼焦，改造落后、污染严重的中小型焦炉的同时，推动大型和新建焦炉采用先进的污染治理技术，切实搞好环境保护。

2. 煤制油技术及工业发展

煤直接液化、间接液化的产品以汽油、柴油、航煤以及石脑油、烯烃等为主，产品市场潜力巨大，工艺、工程技术集中度高，是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。近年来，两种技术在研究开发和大规模工程示范方面均得到发展。

——直接液化技术开发及工业示范工程取得进展

煤直接液化于50年前已实现工业生产，新工艺研发在国外已有近30年，积累了从基础工艺研究到中间试验的大量经验，中国国内研究已有20多年。

国内已完成高分散直接液化加氢液化催化剂实验室开发，该催化剂具有添加量低，催化效果好，生产成本低，显著提高油收率等优点，达到国际先进水平。在开发形成“神华煤直接液化新工艺”的基础上，建成了工艺试验装置，于2004年10－12月进行了溶剂加氢、热油连续运转和23小时投料试运转，打通了液化工艺，取得开发成果。适合中国煤种、煤质的CDCL直接液化新工艺的基础研究和工艺开发已启动进行。

——煤间接液化技术开发和工业化发展速度加快

到2004年底，国内分别建成了设计合成产品能力为1000吨/年、1万吨/年的低温浆态床合成油（间接液化）中试装置，并进行了长周期试验运行，完成了配套铁系催化剂的开发，完成了10万吨/年、100万吨/年级示范工厂的工艺软件包设计和工程研究。低温浆态床合成油可以获得约70％的柴油，十六烷值达到70以上，其它产品有LPG（约5％—10％）、含氧化合物等。

间接液化中试装置开发、运转是自主知识产权煤基合成油技术的标志性成果，对推动技术国产化和工业化发展有重要作用。煤间接液化大规模商业化生产在国外是成熟的，引进技术建设300万吨/年级工厂的可行性研究正在进行中。煤间接液化技术有较宽的煤种适应性，工艺条件相对缓和，可以通过改变生产工艺条件调整产品结构，或以发动机燃料为主，或以化工晶为主，因此将会成为未来煤制油产业发展的主要途径。

——煤制油技术及工业发展趋势

煤制油可得到质量符合标准，含硫、氮很低的洁净发动机燃料，不改变发动机和输配、销售系统均可直接供给用户。

目前，国内煤制油技术和工业化尚处于发展初期，采用技术引进和自主开发两条途径推动发展速度。预计，2010年以前，利用国外技术和以国内技术为主的商业化示范工程都将有实质性进展，为2010年后进入工业化发展阶段打下基石出。到2020年期间，中国将基本建成煤制油工业产业，并在国内发动机燃料供应和替代石油化工品方面起到重要作用。

3. 煤气化——甲醇及下游产品

2002年以来，中国甲醇产量及消费量持续快速增长，2004年精甲醇产量达到441万吨，比2001年增加100％以上，比2003年增加34.9％。

目前，甲醇生产能力正处于快速发展阶段，新建或拟建项目较多，规模大多在10－60万吨/年，若全部建成，合计可形成新增生产能力超过700万吨/年，如果按照2004年的增长率，2006年的产量将达到700万吨以上。甲醇生产能力和产量的快速增加已经引起关注。煤炭是国内生产甲醇的主要原料，煤基甲醇产量约占总产量的70％以上。今后甲醇消费仍然以化工需求为主，需求量稳步上升；作为汽油代用燃料，主要方式以掺烧为主，局部地区示范和发展甲醇燃料汽车，消费量均有所增加。预计几年后中国国内甲醇生产、消费量将达到平衡，国内生产企业之间、国内甲醇与进口甲醇之间的竞争将日趋激烈，降低生产成本对市场竞争显得更为重要。专家提出，发展甲醇下游产品将是未来发展方向。甲醇是重要的基础化工原料，其下游产品有：醋酸、甲酸等有机酸类，醚、酯等各种含氧化合物，乙烯、丙烯等烯烃类，二甲醚、合成汽油等燃料类。结合市场需求，发展国内市场紧缺、特别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产、提高市场竞争能力的重要方向。

近年来，中国是世界上聚烯烃生产和消费发展最快的国家，聚乙烯、聚丙烯生产量、消费量、进口量均以较快速度增长。2004年国内乙烯产能达到620万吨，产量达到627万吨（同比增加9.4％），当年当量消费量达到1730万吨，乙烯及其下游产品进口折合乙烯约1100万吨。预计到2010年，国内乙烯需求总量可能增长到2100万吨以上，生产能力也会有较大增长。目前，中国石化行业的乙烯生产基本为石脑油法，国内聚乙烯工业处于供不应求、继续发展的态势，发展煤基甲醇－乙烯－聚乙烯工业生产路线有多方面的作用和意义。2003年以来，国内许多企业关注到甲醇制取烯烃（乙烯、丙稀为主）的技术的发展，并于新上甲醇项目中进行联产烯烃的设计。

甲醇脱水生产二甲醚的技术是成熟的。目前，二甲醚作为汽车燃料的研究和试验正在进行，替代LPG作为城镇民用燃料被认为是更容易实现的利用途径。由于目前尚缺乏二甲醚运输、储存、燃烧等配套方法及装备的系列标准，一些企业在二甲醚生产能力建设方面持由小逐渐扩大的谨慎态度。

4. 煤气化——合成氨

近年来，国内化肥市场产销两旺，2004年尿素产量达到1900万吨，同比增加约16％，其它氮肥也有较大幅度增长；磷肥产量达到约1000万吨，同比增长约26％。受化肥需求和价位增长的拉动，国内合成氨产量稳步增长，2003年达到3924万吨，2004年为4222万吨，同比增长11.4％。随着农村经济、农业生产发展和需求增长，国内化肥市场和价位持续走高，除氮肥以外，磷肥、钾肥近年来也有较大发展，直接推动了国内合成氨的较快速度发展。

目前新建或改造的合成氨生产能力以15万吨/年—30万吨/年的规模较多，原料分为煤炭、石油、天然气，受国内石油和天然气资源制约，以煤为原料生产合成氨是今后发展的方向，预计占到60％以上。

与建设大中性合成氨建设配套，煤气化技术也取得较大进步和发展。新建煤气化技术有：水煤浆、干煤粉气流床气化，用于中小型化肥厂改造的流化床煤气化，加压固定床煤气化。中小型固定床间歇煤气化技术所占比例正在逐步减少。

国内先进煤气化技术研究开发近年来也有进展，四喷嘴水煤浆气流床气化技术正在进行工业示范，预计2005年完成千吨级工业运行试验；干煤粉气流床气化技术正在进行中试开发；加压流化床气化技术正在进入工业开发。国内煤气化技术的发展将为煤基合成氨产业提供国内知识产权的技术支持，推动合成氨产业技术的全面进步。

二、洁净煤技术研究及产业化

（一）洁净煤技术概述

洁净煤技术是指煤炭从开采到利用的全过程中，旨在减少污染物排放和提高利用效率的加工、转化、燃烧及污染控制等新技术，主要包括洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烷与发电技术和燃煤污染排放治理技术等。研究与开发洁净煤技术的主要目的是攻克煤气化、煤炭液化、洁净煤发电技术和综合利用新技术中的关键技术，大幅度提高煤炭转换过程中的效率和控制污染，提供优质替代燃料，优化终端能源结构，保障能源安全。

我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，目前煤炭在我国能源结构中约占70％。在完全开发水电、充分利用核能和非水力可再生能源、充分考虑油与气进口潜力的前提下，煤炭在一次能源消费构成中将长期占据主导地位，预计到21世纪中叶约为50％。但是，煤炭高效洁净利用难度大，带来了严重的环境污染和生态破坏。1999年我国SO2放量达1858万吨，居世界第一，其中约85％是燃煤排放造成的；酸雨面积已超过我国国土面积的40％。我国CO2排放量仅次于

美国，居世界第2位。由温室气体引起的全球变暖已引起世界范围内的高度关注，对于能源结构以煤炭为主而且在相当时期内难以根本改变的我国，更是一种严峻的挑战。

电力可以实现一切能量形式的相互转换，可以大规模生产、远距离输送和十分方便地使用，是最清洁的能源。我国人均装机容量只有0.2kW，为发达国家的2.8％，要成为一个中等发达国家，人均装机容量应达到1kW。我国未来应将70％～80％的煤炭消费用于发电，目前仅有30％多，而美国已达80％以上。这一目标的实现，需要先进的清净煤发电技术和装备。

（二）国外洁净煤技术发展概况

1. 美国洁净煤技术示范计划（CCTP）

鉴于在较长一段时期内，煤炭仍是美国发电的主要能源，为了减少燃煤对环境的污染和提高煤炭燃烧效率，使煤炭成为未来洁净和可靠的能源，美国早在1985年12月就提出了“洁净煤技术计划”，国会还通过了对该计划23亿美元的预算，共选出38个商业性示范项目。示范项目主要涉及环境控制技术、先进发电系统、煤炭洁净燃料和工业应用等四个领域。①环境控制技术主要涉及烟道气的净化，目的是向众多的燃煤锅炉提供各种有效的能防止有害气体污染大气的方法。美国洁净煤技术示范计划包括18个环境控制项目。②先进发电系统。1999年，美国硬煤产量达9.14亿吨，居世界第2位。据统计，美国国内煤炭消费量的80%用于发电。美国能源部的研究指出，随着先进发电技术的发展，到2015年，燃煤发电的效率将由目前的33%左右提高到60%左右；而S02、NOX，和总悬浮颗粒物(TSP)的排放量将减少90%左右。③煤炭洁净燃料。为了减少燃煤对环境造成的污染，可以通过煤炭气化与液化等加工转换方法使原煤转化成高能量密度的低硫低氮燃料，从而满足美国清洁大气法修正案(CAAA)的要求。④工业应用。工业耗煤是煤炭消费的大户，钢铁和建材就是主要耗能工业。据统计，钢铁工业约占世界硬煤消费总量的16%左右。为了减少工业耗煤对环境的污染，研究重点主要是钢铁工业、炼焦工业和水泥工业等。

2. 日本“新阳光计划”

为应付石油危机，日本于1974年提出新能源技术开发计划。此后，日本又分别于1978年和1989年提出了“节能技术开发计划”和“环境保护技术开发计划”。1993年，日本政府将上述三个计划合并成了规模庞大的“新阳光计划”。

提出“新阳光计划”的主要目的是为了在政府领导下，采取政府、企业和大学三者联合的方式，共同攻关，克服在能源开发方面遇到的各种难题。“新阳光计划”的主导思想是实现经济增长与

能源供应和环境保护之间的平衡。为保证“新阳光计划”的顺利实施，政府每年要为该计划拨款570多亿日元，其中约362亿日元用于新能源技术开发。

“新阳光计划”的主要研究课题大致可分七大领域，即再生能源技术、化石燃料应用技术、能源输送与储存技术、系统化技术、基础性节能技术、高效与革新性能源技术、环境技术等。

再生能源技术研究包括太阳能、风能、波力发电、温差发电、生物能和地热利用技术等，其中最受重视的是太阳能。1998年末，日本的太阳能发电总量已达13万千瓦，发电成本降至每千瓦时82日元。化石燃料应用技术包括燃料电池发电技术、煤炭液化和气化技术。能源输送、储存技术包括研制超导发电机和高性能锂再生电池。在研究超高效太阳能电池方面，日本已经达到在锗和硅片上形成结晶，并使每1平方厘米单晶上的能量转换率分别达到30.9%和17.9%，居世界领先水平。系统化技术包括利用氢的国际清洁能源技术和网络系统技术。氢能源利用技术是一种全新的概念，它包括高效率氢制造技术、大量运输储存技术、分散储存运输技术及利用技术等，而水能和太阳能等再生能源技术的发展，为制造氢能源提供了可能。基础性节能技术研究包括催化剂、燃烧和燃烧控制技术。高效与革新性能源技术包括新的天然气储存技术、可燃垃圾的资源化利用技术、超低耗变压器使用材料开发技术、节能型金属粉末回收利用技术、新的电子元件制造工艺及电路设计技术等。

3. 欧共体洁净煤发展计划

欧共体的洁净煤发展计划的主旨是促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用时所造成的环境污染，提高能源转换和利用效率，减少二氧化碳和其他温室气体排放，使燃煤发电更加洁净，通过提高效率减少煤炭消耗。

英国的“能源白皮书”明确提出要把电厂的洁净煤技术作为研究开发的重点。1997年12月,在日本召开的气候变化框架条约第3次缔约国会议上通过了“京都议定书”,该议定书规定,发达国家在2008～2012年要减少温室气体排放50%以上。为了减少温室气体的排放,欧盟各国非常重视燃烧技术的研究。欧共体制定的“兆卡计划”，旨在促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染，确保经济持续发展。其主要目标是减少CO2和其他温室气体排放，使燃煤发电更加洁净；通过提高效率减少煤炭消费。欧洲特别是德国在选煤、型煤加工、煤炭气化和液循环流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电、烟气脱硫技术等方面取得了很大进步。

（三）当前国内外洁净煤技术发展动态

煤气化工艺的优缺点及比较

13种煤气化工艺的优缺点及比较 我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家，如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来，我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述，供大家参考。 1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术 这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。 2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术 这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm 粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。 3、鲁奇固定层煤加压气化技术 主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。 4、灰熔聚流化床粉煤气化技术 中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常

目前中国煤炭行业现状

目前中国煤炭行业现状 李琳 1015030108 (西安科技大学,陕西省西安市临潼区,710600) 摘要: 通过对煤炭行业现状的分析，我们了解到：我国煤炭价格上涨，需求增大以及出口减少和技术落后致使煤炭行业的发展不容乐观。煤炭是我国的基础能源。近年来，受国民经济快速发展的推动，我国煤炭产量和消费量呈现快速增长的势头。煤炭产业市场集中度较低，现正处于整合阶段。 关键词:煤炭煤炭行业现状 The present situation in China's coal industry Lilin 1015030108 (xian university of science and technology, xi 'an shaanxi province have established, 710600) Abstract ：th rough analyzing the current situation of the coal industry, we know that: China's coal prices, demand and export to reduce and outdated technology led to the development of coal industry is not optimistic. Coal is the basis of energy in our country. In recent years, the rapid development of national economy, China's coal production and consumption quantity presents the fast growth momentum. The coal industry market concentration is low, is now in the stage of integration. Keywords: coal coal industry status quo 1 中国煤炭行业未来几年发展或将以整合为主 1.1 在能源生产消费中占据主导地位 我国是“富煤、贫油、少气”的国家，这一特点决定了煤炭将在一次性能源生产和消费中占据主导地位且长期不会改变。目前我国煤炭可供利用的储量约占世界煤炭储量的11.67%，位居世界第三。我国是当今世界上第一产煤大国，煤炭产量占世界的35%以上。我国也是世界煤炭消费量最大的国家，煤炭一直是我国的主要能源和重要原料，在一次能源生产和消费构成中煤炭始终占一半以上。

煤的焦化、液化、气化

一、煤的焦化 一、煤的焦化 （一）煤炭焦化的定义 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。 （二）烟煤炼焦技术 煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。最终形成焦炭。实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。 1、开燥脱吸阶段：120℃以前放出外在水分和内在水分，200℃以前析出吸附于煤孔隙中的气体。 2、热解开始阶段：这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300℃发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。 3、胶质体产生和固化阶段：大部分黏结性烟煤在350-450℃大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。 4、半焦收缩和焦炭形成：500℃左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。温度继续升高，700℃之前，半焦内释放出的挥发物以H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。700-950℃半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。 二、煤的气化 （一）煤炭气化的定义 煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。 （二）气化的分类： 目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，： 1、按入炉煤粒度划分的有粉煤（100-200目）气化，小粒度煤（0-10mm）气化、块煤（6-100mm）气化。 2、按煤在炉内状况划分界线的有固定床（或称移动床）气化、流化床（或称沸腾床）气化、气流床气化、熔渣床（或称熔盐床）气化。 3、按气化介质划分的有空气、空气-蒸汽、富氧空气-蒸汽、蒸汽和氢气等。 4、按煤气用途划分的有燃料煤气、城市煤气、高热值煤气、还原气等。 5、按煤气热值划分的有低热值气（1000-1500KCAL/m3）和高热值煤气(4000KCAL/m3)以上。 6、按排灰方式划分，有固态排渣、液态排渣、灰团聚排渣气化。 7、按操作方式划分，有常压气化和加压气化。 以下主要介绍按煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有： 1、固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。 对煤的要求：对煤种有一定要求，煤的黏结性不能太强，要求使用块煤 2、流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。 对煤的要求：对原料煤性质有一定要求，一般要求使用化学反应性好的年轻褐煤、长焰煤和不黏煤，不适用于有黏结性的煤，灰熔融性软化温度（ST）要求较高。

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IGOR 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。 第二部分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中型分子，这些分子中包含较多的极性官能团，它们以各种物理力为主，或相互缔合，或与第一部分大分子中的极性基团相缔合，成为三维网络结构的一部分。

中国煤炭行业现状分析及未来发展趋势简析

中国煤炭行业现状及未来发展趋势简析 摘要 煤炭在我国的一次性能源生产和消费中均占主体地位，同时，我国煤炭生产 和消费量均居世界第一位。随着我国经济发展进入新常态，煤炭行业现状及其发展趋势更加成为关注的热点。从2012年开始，煤炭行业告别了10年的发展旺盛期，进入了萧条时代，尤其是15年煤炭行业彻底地进入了“寒冷的冬季”，目前仍没有回暖的迹象，发展趋势不容乐观。 关键词：煤炭行业；现状分析；未来趋势 引言：煤炭作为我国主要的能源基础和工业原料，长期以来，推动了中国经济的快速发展。截止到2014年年底，我国煤炭资源探明储量为1145亿吨，位居世界第三位，占全球储量的12.8%，而石油和天然气分别仅占全球的1.1%和1.8%具 体情况如图表所示 2014年中国一次能源探明储量情况 能源单位2014年占全球比例（%）储采比世界平均储采 比（%） 石油10亿桶18.5 1.1 11.9 52.5 天然气万亿立方 米 3.5 1.8 25.7 5 4.1 煤炭亿吨1145 12.8 30 110 注：储采比：用任何一年年底剩余的储量除以该年度产量，所得的计算结果即表明如果产量继续保持在该年度的水平，这些剩余储量可供开采的年限。 从表中可以看出我国的煤炭储采比远低于世界平均水平，但从资源保证年限角度分析，煤炭仍是中国能源安全和经济安全的基础，在中国能源格局中具有不可替代的地位。

1、我国煤炭行业的现状 1.1 受到国家宏观制度的制约 煤炭行业属于高危行业，国家对其加强了安全整顿，无论是从设备上还是从安全防护措施上都加大了监管力度，这样就增加了吨煤成本。其次煤炭污染严重，导致近几年来雾霾现象十分严重，国务院于2013年9月发布《关于大气污染防治行动计划》，明确到2017年，京津冀、长三角、珠三角等区域大气细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，煤炭在全国能源消费中的占比降至65%以下。不断强化的环境约束以及国家能源政策的变动对煤炭在中国能源结构中的主体地位带来了较大冲击，再有新能源的出现与提倡，如核能、太阳能、风能等产业的出现大大地挤压了煤炭的产量，占有了煤炭一定的利润空间。其中，可再生能源的增长是对煤炭的直接代替。 如表1所示 年份能源生产总量 （万吨标准煤） 构成（能源生产总量=100） 原煤原油天然气水电、核电、 风电 2010 296916 76.6 9.8 4.2 9.4 2011 317987 77.8 9.1 4.3 8.8 2012 333300 76.6 8.9 4.4 10.1 2013 356536 75.9 8.4 4.5 11.2 2014 357079 73.8 8.5 4.8 12.9 资料来源：《煤炭工业统计提要》《BP世界能源统计年鉴2015》 1.2受到国际煤炭市场的制约 我国加入WTO成为世界经济组织的一员。在国际市场经济这个平台里，信息的流动性与资源的共享性发展迅速，国外的矿石、铁粉、煤炭以其品质好、价格低等优点打入我国煤炭市场。如下图

世界煤炭贸易形势及对中国煤炭市场的影响

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/ca6311365.html, 世界煤炭贸易形势及对中国煤炭市场的影响作者：刘青莲 来源：《现代经济信息》2019年第12期 摘要：21世纪，人类在正常生活、日常工作、生产制造方面都越来越离不开矿产资源， 对于矿产资源产量特别是煤炭资源的需求量日益增加。煤炭作为世界上最重要的三大能源之一，在我国储藏量最高、分布最广，我国的能源消耗来源也主要以煤炭能源为主。由于我国天然气、石油资源较为匮乏，国家的发展主要依靠煤矿资源，所以我国煤炭的进出口政策、煤炭产量、消耗量、进出口政策都对世界煤炭贸易形势有着巨大的影响，反之亦然。本文主要分析了目前世界和国内煤炭贸易的具体形势，分析j-～-界煤炭贸易形势对中国煤炭市场的影响有 哪些。 关键词：世界;煤炭贸易;中国;煤炭市场;影响 中图分类号：F426.21 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2019）018-0162-01 一、目前世界煤炭貿易形势 （一）世界煤炭分布状况 煤炭资源是全球储量最丰富的化石资源。目前煤炭资源在地球的储量约为一万亿吨，按照目前的煤炭消耗速度推算，还可供人类使用两百多年。从煤炭资源分布情况来看，北半球的储量远高于南半球，北半球的储量是南半球的两倍有余，在各大洲中数北美洲和亚洲储量最高，各占了百分之三十和百分之六十。从国家的角度统计来看，美国和俄罗斯的储煤量占据前两位，中国和印度分列三四位。美国生产的煤炭热值较高、含硫量较少，俄罗斯的煤炭资源储备多元而又丰富，品种齐全，但分布较不均匀，集中在亚洲区域，而中国虽然煤炭储量大，但相对地较为富煤缺油少气，因此煤炭是我国第一大能源。 （二）全球煤炭贸易发展趋势 从近年来煤炭贸易量和进出口价格的变动可以发现全球煤炭贸易的发展趋势有以下几个特点：其一，由于部分国家认清煤炭资源是本国的主要能源，所以更加注重国内需求，因而限制煤炭出口，出口比重下降。井口比重增加;其二，世界煤炭行业正在实施战略重组，一些国家的大型煤炭企业如澳大利亚、加拿大等国，已经重组、整合为几家大型跨国煤炭贸易公司，这些企业也掌握了全球大部分煤炭进出口;其三，随着人们认识到煤炭资源的重要性，各国也都越来越注重国内煤炭的储有量，世界煤炭价格必将趋于上升态势;其四，亚太地区在世界煤炭贸易的占有比重会不断提高，这是由于以中国的印度为首的国家，由于经济的发展，对于煤炭的需求量增长，从而带动亚太地区煤炭贸易的发展;其五，各国对于煤炭业都在加快海外投资

四种煤气化技术及其应用

四种煤气化技术及其应用 李琼玖,钟贻烈,廖宗富,漆长席,周述志,赵月兴 (成都益盛环境工程科技公司,四川成都610012) 摘要:介绍了4种煤气化工艺技术,包括壳牌工艺、德士古水煤浆气化工艺、恩德工艺、灰熔聚流化床气化工艺,对其技术特点、工艺流程、主要设备及应用实例进行了详细阐述,并对4种工艺进行了对比。 关键词:煤气化;壳牌工艺;德士古;恩德工艺;灰熔聚工艺;煤气炉 中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1003-3467(2008)03-0004-04 Four Coal Gasification Technologi es and Their Applicati on L I Q iong-ji u,ZHONG Y i-lie,LIAO Zong-fu, QI Chang-xi,ZHOU Shu-zhi,ZHAO Yue-xing (Chengdu Y i s heng Envir on m ent Eng i n eering Techo logy C o.Ltd,Chengdu610012,China) Abst ract:Four coal gasificati o n technologies,inc l u d i n g Shell techno logy,Texaco coa l-w ater sl u rry gasif-i cati o n,Enticknap pr ocess,ash agg l o m erati o n fl u i d ized bed gasification technology are intr oduced,and the technical features,technolog ical process,m ai n equipm ent and app lication exa m p le o f the four techno l o g i e s are descri b ed in detai.l K ey w ords:coal gasification;She ll techno logy;Texaco;Enticknap process;ash agglo m erati o n tech-nology;gas stove 1壳牌粉煤气化制取甲醇合成气 1.1壳牌工艺技术的特点 壳牌煤气化过程(SCGP工艺)是在高温加压下进行的,是目前世界上最为先进的第FG代煤气化工艺之一。按进料方式,壳牌煤气化属气流床气化,煤粉、氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。一般认为,由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2、CO等)以发生燃烧反应为主;在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO、H2为主要成分的煤气离开气化炉。 壳牌粉煤气化的技术特点:1干煤粉进料,加压氮气输送,连续性好,气化操作稳定。气化温度高,煤种适应性广,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的活性几乎没有要求,对煤的灰熔点范围比其它气化工艺更宽。对于高灰分、高水分、含硫量高的煤种同样适应。o气化温度约1400~1700e,碳转化率高达99%以上,产品气体相对洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。?氧耗低,与水煤浆气化相比,氧气消耗低,因而与之配套的空分装置投资可减少。?单炉生产能力大,目前已投入运转的单炉气化压力为3MPa,日处理煤量已达2000t。?气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,维护量少,气化炉内无转动部件,运转周期长,无需备炉。?热效率高,煤中约83%的热能转化在合成气中,约15%的热能被回收为高压或中压蒸汽,总的热效率为98%左右。?气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,对环境几乎没有影响。气化污水中含氰化合物少,容易处理,必要时可做到零排放,对环境保护十分有利。à壳牌公司专利气化烧嘴可根据需要选择,气化压力2.5~4.0M Pa,设计保证寿命为8000h,荷兰De m ko lec电厂使用的烧嘴在近4年 收稿日期:2007-10-13 作者简介:李琼玖(1930-),男,教授级高级工程师、研究员,长期从事化工设计、建设、生产工程技术工作,主编5合成氨与碳一化学6、5醇醚燃料与化工产品链工程技术6专著,发表论文百余篇,电话:(028)86782889。

煤炭液化论文

煤液化多联产技术概述 摘要：简单介绍了直接液化、煤间接液化、多联产等技术以及多联产技术在煤的两种液化中的应用与生产模式，并简单介绍了我国煤液化多联产技术的发展状况。关键词：煤直接液化、煤间接液化、多联产、生产模式 General introduction of co-production system for coal liquefaction Abstract：Give a simple introduction to direct coal liquefaction and indirect coal liquefaction, and multi-combinative production, and the application of the technology of multi-combinative production in coal liquefaction and its types of produce，and its development in China. Key word:direct coal liquefaction; indirect coal liquefaction; multi-combinative production; types of produce. 据有关资料统计，2010年，中国消耗煤炭总量33亿t，消耗石油4.2亿t，其 中本国生产石油1.81亿t，从国外进口2.39亿t,即54%的石油依赖进口，进口量已超过国内总需求的一半，预计到2020年，石油的对外依存度有可能接近70％，如此大规模的石油进口，增加了我国对国外资源的依赖程度，国际市场的波动和变化将直接影响到国内经济乃至政治的安全与稳定。 而煤炭是我国最丰富的能源资源。全国累计探明的储量超过1000 Gt，经济 开采储量114．5 Gt，位列美国、俄罗斯之后。煤通过液化技术可以制油，其工 艺包括直接液化技术和间接液化技术，是解决我国石油资源短缺的一条重要途径。但是我国是能源消耗大国，如果只是简单的把煤炭转化为石油，能源利用率是很低的。鉴于此，在本论文中，作者简单介绍了煤的液化及多联产技术，以及现有

煤气化技术及其工业应用

煤气化技术及其工业应用 摘要：我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。本文介绍了我国的煤化工行业的发展现状以及煤气化技术的工业应用。 关键词:煤化工,煤气化技术,工业应用 我国是一个以煤炭为主要能源的国家。近几十年来，煤炭在我国的一次能源消费中始终占据主要地位，以煤为主的能源格局在相当长的时间内难以改变。中国传统的煤炭燃烧技术存在综合利用效率低，能耗高、煤炭生产效率低、成本高、环境污染严重等问题，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。 以煤气化为基础的能源及化工系统，不仅能较好的提高煤转化效率和降低污染排放，而且能生产液体燃料和氢气等能源产品，有效缓解交通能源紧张。煤气化技术正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤炭的气化和液化技术、煤气化联合循环发电技术等都已得到工业应用。 煤气化技术包括:备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，其核心是气化炉。按照煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的煤气化方法。 1煤气化工艺概述 煤炭气化是煤洁净利用的关键技术之一，它可以有效的提高碳转化率、冷煤气效率，降低气化过程的氧耗及煤耗。煤气化工艺是以煤或煤焦为原料，氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为煤气的热化学加工过程。 目前世界正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉也是多种多样，最有发展前途的有10余种。所有煤气化技术都有一个共同的特征，即气化炉内煤炭在高温下与气化剂反应，使固体煤炭转化为气体燃料，剩下的含灰残渣排出炉外。气化剂为水蒸气、纯氧、空气、CO2和H2。煤气化的全过程热平衡说明总的气化反应是吸热的，因此必须给气化炉供给足够的热量，才能保持煤气化过程的连续进行。 煤气化根据供热原理大致可分为3种： （1）热分解(约500-1000℃)：加热使煤放出挥发分，再由挥发分得到焦油和燃气(CO、CO2、H2、CH4)，必须由外部供热，残留的固态炭(粉焦和焦炭等)作它用； （2）部分燃烧气化(约900-1600℃)：煤在氧气中部分燃烧产生高温，并加入气化剂(H2O、CO2等)，产生可燃气(CO、CO2、H2)和灰分；

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产品的先进洁净煤技术。根据不同的加工 ，使其转化成为液体燃 料路线，煤炭液化可分为直 接 、化工原料 和液化和间接液 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IGOR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。 第二部 分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中

中国煤炭资源现状

中国煤炭资源现状中国是世界第一产煤大国，也是煤炭消费的大国。1996 年中国煤炭探明可采储量居世界第三位，全行业年煤炭开采量达到近10 亿吨。煤炭行业已经成为国民经济高速发展的重要基础。中国煤炭状况：在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%。我国煤炭资源总量为 5.6 万亿吨，其中已探明储量为１万亿吨，占世界总储量的11%。建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70%以上。据有关部门预测，到2005 年，全国一次能源生产量为12.3 亿吨标准煤，其中煤炭为7.85 亿吨标准煤(折合11 亿吨原煤)，仍占63.8%。专家预测，在本世纪前30 年内，煤炭在我国一次性能源构成中仍将占主体地位。我国的煤炭资源分布广泛但不均匀。全国除上海外，其他省（区）、市均有探明储量。从地区分布看，储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、云南、贵州、河南和安徽，七省储量占全国储量的81.8%，分布呈现“北多南少”“西、多东少”的特点。当前我国煤炭行业产业的低机械化带来的采煤效率低下，煤炭企业占用劳动力过多，煤炭开采安全等突出问题日渐严重；煤炭行业的低进入壁垒以及高退出壁垒使得我国煤炭行业竞争无序，较低的产业集中度也造成了国际竞争力的下降。因此，加快调整产业结构，促进我国煤炭行业的健康、可持续发展，成为我国煤炭行业工作的重点。近年来，煤炭行业在国家一系列政策措施的支持下，坚持以发展为中心，以结构调整为主线，通过实施关井压产、关闭破产和安全专项整治，使煤炭供需总量基本平衡，经济运行持续好转，呈现恢复性增长的强劲势头。但是，煤炭行业存在的一些深层次矛盾和问题还没有从根本上解决。这里，我主要是从“煤炭产业集中度低”这一方面进行具体的说明。与发达市场经济国家相比，我国煤炭行业的市场集中度很低。据了解，目前世界各产煤国煤炭行业集中度均高于中国，美国年产煤10 亿吨左右，前 4 家公司占70%；澳大利亚年产煤近 4 亿吨， 5 位公司占71%；前印度年产煤 4.5 亿吨， 1 家公司占90%。然而，我国高度分散的市场结构加剧了小矿与大矿之间激烈的资源争夺战，为现代化矿井建设和大规模机械化开采留下了巨大的隐患，进而导致我国煤炭市场的供需失衡，煤炭产业效率极低的规模结构，影响了我国煤炭企业的国际竞争力严重制约了煤炭产业发展，造成了有限煤炭资源的巨大浪费。（1）产品附加值低，经济效益低。炭开采业发达，煤炭加工业滞后；产品初级加工较发达，深加工、精加工较欠缺，产业链条短；产品品种单一，产业发展过于依赖初级产品；煤炭加工转化率低，投入产出率低，产业自我积累能力低下，经济效益不佳。具体表现在：筛选、洗选、炼焦、发电在煤炭加工转化的整体数量中占有绝对比重，而深度加工产品极低。一些科技含量较高的清洁能源产品和技术，如工业型煤，干法洗煤、水煤浆、煤焦油深加工、煤层气开发等基本上还停留在初级阶段。（2）.煤炭企业管理水平低，劳动力素质低。几年，在旺盛市场需求刺激下，一些大中型煤矿超能力、超强度生产，采易弃难，造成采掘衔接紧张，资源回收率低，矿井服务年限下降，埋下事故隐患，导致重特大事故频发。煤炭行业从业人员多是富余人员、待业青年、农转非家属，文化水平普遍较低。产业结构调整后，不能尽快适应新的产业在技术方面和管理方面的要求，使经济增长的数量和质量不协调，严重制约了煤炭企业优化调整产业结构的步伐。

煤气化技术的现状及发展趋势分析

煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。

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

煤液化技术的重要性

煤液化技术的重要性 1.1 中国的能源现状 随着我国经济的快速发展,能源消费急剧增加,20世纪90年代我国已成为石油净进口国。2003年,我国已是全球仅次于美国的第二大石油进口国和消耗国，2008年我国石油净进口量超过19985万t，进口原由占国消费比重达53.1%。石油资源匮乏和国石油供应不足已成为中国能源发展的一个严峻现实, 随着国民经济的发展,石油供需矛盾将呈持续性扩大趋势。经济高速增长、石油资源缺乏的中国已经把石油安全置于能源战略的核心位置。 我国“多煤炭、少石油、缺天然气”的能源资源特点决定了我国能源在较长时期以煤为主的格局不会改变，确立我国的能源安全战略，必须从这一基本条件出发。充分利用我国丰富的煤炭资源解决石油短缺问题并保证能源安全供给，是我国能源安全战略的一条有效而又可行的途径。 1.2 煤液化技术在我国应用前景 在替代石油的化石资源中，只有煤炭可以在近中期满足与千万吨数量级的油品缺口相匹配的需要。在这样的背景下，合理利用中国丰富的煤炭资源, 开发“煤制油”技术, 作为石油资源的补充, 解决目前燃油短缺、环境污染两大难题, 对中国具有十分重要的战略意义[1]。 若以目前已查证的煤炭资源量的2 0 %作为直接液化原料，则相当于为中国增加了约4 5 0亿吨的原油资源量。有专家预计，到2 0 2 0 年中国的“煤制油”项目将形成年产5 0 0 0万吨油品的生产能力，加上届时将有年产2 0 0 0万吨的生物质油品投入使用，中国原油对外依赖程度有望从6 0 %以上下降到45%以下。到2030 年，在全球替代能源中非石油替代能源将达到日产1 0 0 0万桶，其中煤制油将占2 9%。就中国来说，煤炭储量丰富，政府有意愿发展这一产业，煤制油工业有着光明的前景。 1.3 煤液化技术在我国中战略地位 中国将长期坚持能源供应基本立足国的方针, 把煤炭作为主体能源, 这是中国能源安全的基石。长期以来, 中国政府坚持能源生产、消费与环境保护并重的方针, 把支持清洁煤技术的开发应用作为一项重要的战略任务。煤炭直接液化是中国能源战略的组成部分, 对充分利用国资源, 解决石油安全具有重要的战略和现实意义。 2 煤液化的发展状况 2.1 煤液化技术简介 煤液化工艺大致可分为两大部分，即在高温高压条件下把粉煤催化加氢生产液化粗油的液化工艺和把液化粗油加氢裂解的提质加工精制工艺。其中煤液化技术又包括直接液化技术和间接液化技术。 2.1.1 煤直接液化技术 煤的直接液化法，就是以煤为原料，在高温高压条件下，通过催化加氢直接

中国煤炭行业分析报告

【最新资料，WORD文档，可编辑修改】 受到工业企业开工率回升、西南大旱等因素的影响，煤炭行业运行出现向好迹象，主要表现在淡季煤价止跌企稳、港口及电厂煤炭库存趋降、煤炭经济运行效益明显改善。 2010 年一季度，全国原煤产量7.51 亿吨，同比增长28.1%，增速比上年同期提高15.4 个百分点。其中，一季度各月原煤产量分别为2.56、2.13 和2.80 亿吨，当月同比增速分别为51.49%、11.90%和23.80%。价格方面，虽然2、3 月份出现了自2009 年下半年以来持续上涨行情后的短期回调，但相比上年同期仍有明显上涨。同时，煤炭铁路、港口发运量均超越危机前同期水平，反映煤炭实际需求已经出现回升。 一季度，我国煤炭进口继续保持大幅增长，累计出口煤570 万吨，同比下降22.7%；进口煤4441 万吨，增长2.26 倍；原煤净进口3871 万吨，实现贸易逆差36.59 亿美元。1～3 月当月进口量分别为1607 万吨、1311 万吨和1522 万吨。 由于煤炭需求旺盛，价格保持较高水平，煤炭行业经济效益显着向好。1～2月，煤炭开采和洗选业产品销售收入增长56.94%，增幅比上年大幅提高36.18 个百分点，比2009 年1～11 月提高46.52 个百分点；行业累计利润总额为393.8 亿元，比上年同期增加188.6 亿元；销售利润率为13.5%。2 月末，我国煤炭开采和洗选业亏损面为14.46%，比上年同期下降了3.82 个百分点。 预计二季度宏观经济继续向好，火电需求仍将保持高位，对煤炭的需求仍然旺盛；供给方面，全国范围的安全整顿、淘汰落后产能等将在一定程度上抵消山西省整合煤矿产能释放的影响，从而使煤炭供给趋紧；国际市场方面，国际煤价的上涨将增加进口煤炭成本，支撑国内市场需求。综合分析，二季度支撑煤价企稳的因素较多，预计煤价将在目前水平上保持稳中有升的态势。 第一章行业总体发展现状 一、煤炭生产、消费同步上升，市场稳定 2010 年一季度，全国原煤产量7.51 亿吨，同比增长28.1%，增速比上年同期提高15.4 个百分点。其中，一季度各月原煤产量分别为2.56、2.13 和2.80 亿吨，当月同比增速分别为51.49%、11.90%和23.80%。 库存方面，秦皇岛港煤炭库存2010 年1 月份以窄幅盘整为主，2 月8 日达到546 万吨后开始上升，虽然2 月20 日小幅调整，但没有影响库存上涨的势头，到3 月4 日突