针对煤制油、煤制天然气等大型煤化工项目的煤气化技术应用分析

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1、2010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛文集针对煤制油、煤制天然气等大型煤化工项目的煤气化技术应用分析霍锡臣、马子业、赵平(北京杰斯菲克气化技术有限公司，北京100176)摘要：结合我国的煤炭资源情况分析适宜煤制油项目的条件，结合各种煤气化技术的特点分析了适合煤制油等大型煤化工项目的煤气化技术，可以为煤制油等大型煤化工项目的用户选择气化技术时提供参考。关键词：煤制油、煤炭气化、煤化工、气化炉、本地化一、煤制油项目的历史与现实需求从煤炭制取油品，并不是一个刚刚出现的化工流程。早在上世纪二、三十年代就已经有了工业化生产的实例。当时在德国、法国、日本

2、、中国等国家共建有十多座间接液化的F—T合成油工厂及直接液化合成油的工厂(德国最多)。德国法西斯希特勒赖以发动“闪电战”的坦克部队所用之燃料油，很多就是煤制油工厂生产出来的。二战之后，由于中东发现大量油田，石油产品的成本急剧降低，煤炭液化的合成油成本无法与之竞争，德、法等国的F—T合成油工厂纷纷关闭。我国的F—T合成油工厂，1937年与日本合资建在锦州，1943年投产。直到六十年代发现大庆油田后，于1967年停产。目前仍在运行的大规模工业化F—T合成油工厂是南非的Sasol工厂。现在已经发展成年处理煤炭5000万吨，生产油品和化学品700多万吨，其

3、中油品近500万吨的世界上最大的煤化工企业。近些年又重新火热的煤制油技术，主要的创新点还是在催化剂上做文章。降低催化剂的造价、提高催化反应的选择性、提高目标产品的收率、尽量抑制副产品的产生、改善反应的温度、压力条件、延长催化剂的寿命等等。当然，随着反应器的设计理论、可用材料等方面的进步，反应器的改进也是很重要的一个方面。基于我国自有能源的贮存与开采、使用结构，缺油、少气、煤稍多的事实短期难以改变，因此，适当发展煤制油项目作为国家能源安全考虑是很有必要的。目前我国的的石油进口依存度，已经早就超过50％，一旦国际局势变化或发生战争，将很容易处于被动地位

4、。作为战略储存性的技术开发，煤制油工业化生产技术的国产化，不仅能确保国家能源安全，还能增加在石油市场上的价格谈判砝码。2010中国新型煤化工发展及示范项目进展论坛文集二、在我国适合发展煤制油项目的条件我国的煤炭资源主要分布在西北、华北、东北地区，南方除了贵州煤炭资源较多外，其他地区煤炭资源很少。而要发展煤制油等大型煤化工项目，首要的条件是煤炭资源丰富且开采成本较低，这样才能保证原料的稳定供应及产品的成本相对较低：其次水资源要有保证，煤制油等大型煤化工项目生产中的用水量是很大的，如果水资源不能可靠保证，一旦投产后和百姓生活用水、农业灌溉用水发生冲突，

5、将陷于尴尬境地；第三是产品运输条件要有保证，煤制油、煤制天然气最好有管道运输条件，其他固态产品最好有铁路运输条件。综合分析以上条件可以看出，在我国比较适合发展煤制油等大型煤化工项目的地区是东北地区(包括内蒙东部)和新疆等地区。而华北地区、西北的大部分地区(山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙中西部)虽然煤炭资源丰富，但水资源极度匮乏，难以承载太多的煤化工项目，特别是耗水量巨大的煤制油等大型煤化工项目。以上意见也只是考虑了部分原因，当然环境承载能力，战略安全等等也是很重要的因素。三、适合煤制油等大型煤化工项目的煤气化技术煤制油等大型煤化工项目的第一步就是煤气

6、化(F．T间接液化、直接液化的制氢也是通过煤气化)。煤气化的工业化生产历史已有一百五、六十年，各种气化炉型层出不穷，笔者认为，那些适合煤制油等大型煤化工项目的煤气化技术应该满足以下几个条件：1．大型化：煤制油项目、煤制天然气项目、IGCC项目等，现代煤化工项目的规模越来越大，只有炉型的大型化、单台产气量大的炉型，才能满足项目的合理性、经济性要求。那种一个煤化工项目中使用百、八十台气化炉的设计，肯定是不够合理的。2．较高的煤种适应性及可靠的工艺设计：众所周知，煤的品质均匀性和稳定性，远远不如石油及天然气。大型的煤化工、煤制油项目，年用煤量往往是几千万

7、吨，通常要由几个煤矿、至少是几口矿井为其供煤，生产中煤质难免有一些变化和差异，这就需要气化炉有较好的煤种适应性，比如干粉气化。同时工艺流程应该尽量简单运行稳定，比如采用激冷流程。3．高效节能：随着项目的大型化，气化效率相差几个百分点，一年的运行费用就会相差几亿人民币。以年产300万吨煤制油项目为例，年耗煤约1500万吨，如果气化效率低5％～10％，每年仅煤耗就要多约75～150万吨，价值约1．5"-'3．0亿元(200元／吨)。这几亿元的效益差距，往往就可能是一个项目从盈利到亏损的反转。在大型的气流床气化中，水煤浆气化与干煤粉气化的气化效率差距都在

8、5％～10％，这一点是煤气化领域的专家一致认可的。而可以制成水煤浆的煤都可以磨成煤粉，2010中国新型煤化工发展及示范项目