煤液化技术进展及展望

作者/来源：郝学民1,2,张浩勤1 (1.郑州大学，郑州 450052；2.河南安阳钢铁公司焦化厂，安阳 455004)   日期： 2009-02-09   点击率：1384

引  言     石油作为能源，全球储量较煤炭少，且分布不均衡，石油供需矛盾日益突出。根据美国地质学家哈伯特1956年提出的“石油峰值论”，伦敦的石油损耗分析中心的科学家们认为，4年后世界石油产量将达到峰值，那时石油的储备将迅速减少，世界经济将随之进入衰退阶段。根据预测：2020年，我国对进口石油的依赖度将达50％，2030年将达到74％。所以，需要寻找一种可以代替石油的资源来解决这一矛盾，煤成为第一选择。因此，立足于我国相对丰富的煤炭资源，大力发展煤炭液化技术并尽快使之产业化将是解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展的重要战略举措。 1  煤的液化技术 1.1  发展概况     煤直接液化技术的研究始于20世纪初期，当时德国是世界上最早研发此项技术的国家。煤液化技术的迅速发展，是在20世纪70年代的石油危机之后，德国、美国、日本等发达国家相继开发的煤液化新工艺有几十种，其中有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。比较著名的直接液化工艺有：溶剂精炼法(SRC－1，SRC－2)，供氢溶剂法(EDS)，氢煤法 (H－Coal)，前苏联可燃物研究所法(NTN)，德国液化新工艺，日澳褐煤液化，煤与渣油联合加工法，英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分离法等，它们在工艺和技术上取得了不同程度的突破。煤炭间接液化技术主要有：南非Sasol公司的F-T合成技术，荷兰Shell公司的SMDS技术，Mobil公司的MTG合成技术等。国外还有一些先进的合成技术，如丹麦Topsφe公司的 Tigas法和美国Mobil公司的STG法等。 1.2  反应机理及工艺过程 1.2.1  直接液化机理     煤加氢液化的机理是煤受热分解及产生的不稳定自由基碎片进行加氢裂解，使结构复杂的高分子煤转化成H／C原子比较高的低分子液态产物和少量的气态烃。一般认为，煤的直接液化的反应历程以顺序反应链为主，主要反应可用以下方程式表示：     R-CH2-CH2-R’—→R-CH2·＋R’-CH2·R-CH2·＋R’—CH2·＋2H—→R-CH3＋R’-CH3 1.2.2  直接液化过程     在隔绝空气的条件下，把煤加热到400℃～450℃使其热解。在热解条件下，加氢气、加催化剂、加压至 20MPa～30MPa，生成各种液化油，其反应条件不同，就得到不同种类的油。 1.2.3  间接液化过程     先将煤进行气化，制成合成气(氢气和一氧化碳)，温度为270℃～350℃；然后在催化剂的作用下，加压合成汽油，压力为2.5MPa～3.0MPa。一般认为，煤的间接液化是通过下列步骤进行....