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【分析】中美现代煤化工技术现状对比分析

2016-03-21 14:02来源:化化网煤化工关键词:煤化工洁净煤煤炭清洁高效利用收藏点赞

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三、煤液化技术

煤液化技术指将煤加工转化成替代石油及其制品的先进煤化工技术。煤液化技术对降低石油对外依存度,保障中国和美国两国能源安全具有极其重要的意义。现阶段煤液化技术按照生产工艺可划分为煤直接液化和煤间接液化。早在1923年德国就以煤为原料通过费托(F-T)合成法制取液体燃料,南非则于1955年在萨索尔堡兴建了全球第一座煤间接液化制油(CTL)工厂。1973年的世界石油危机,促使了第二代煤直接液化工艺的开发研究(见表2),如美国的氢–煤法(H-Coal)、溶剂精炼煤法(SRC-I、SRC-Ⅱ)、供氢溶剂法(EDS)等,这些工艺目前均已完成大型中试,技术上也完全具备建厂条件,但存在煤液化制油建设投资大、生产成本高,影响了其工业化推广。因此,为降低生产成本,美国随后开发了双孔径分布的催化剂提高馏分油收率,为降低氢气消耗,工艺改进为双反应器串联。而且在20世纪80年代和90年代,基于煤分解和液化产品提质的最佳工艺条件不同,开发了两级催化液化技术,如两级催化液化法(CTSL、HTI)。表2中可以看出两级催化液化法与氢–煤法相比,馏分油收率提高了50%以上,同时氢利用率提高30%,液体产品的生产成本低20%。我国在2004年以神华集团有限责任公司为牵头单位开始研发悬浮床两级催化液化技术,并在2008年12月建成投产,成为第二次世界大战后世界上唯一商业化运行的煤直接液化工厂,其具体工艺流程见图1。

神华集团有限责任公司的煤直接液化技术特点是采用可弃活性铁催化剂用于煤分解,溶剂加氢后循环,采用壳牌石油集团有限公司气化制氢。在实际生产中,2014年该煤直接液化项目综合能量效率为58%,吨油煤耗为3.23tce(tce为吨标准煤),吨油水耗为5.82t。为扩大煤种使用范围,提高煤炭利用效率,神华集团有限责任公司相继推出了煤直接液化和间接液化联产的工艺,煤间接液化生产的柴油属超低硫、无氮化物、高十六烷值(>70)的洁净柴油,与直接煤液化装置生产的柴油(十六烷值,42)调和,提高直接液化的油品质量,这样可以有效地实现油品生产优势互补,并配套建设了18万吨级的煤间接液化示范的项目。其中神华集团有限责任公司的煤间接液化项目采用自主研发的铁基催化低温浆态床技术(见表3)。

煤间接液化技术在我国已商业化。2015年,兖矿集团采用低温浆态床费托合成技术在榆林建成投产百万吨煤间接制油示范项目,产出的优质油品各项参数达到欧洲汽车尾气排放第五代标准。项目综合能源利用效率为45.9%,吨油品煤耗为3.441吨标准煤,吨油品水耗9.29t。同时神华集团有限责任公司18万吨级低温浆态床费托合成技术及中国科学院山西煤炭化学研究所16万吨级的两段法费托合成技术煤制油工业示范装置正在建设中。

原标题:中美现代煤化工技术现状对比分析
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