【正文】 含量高達(dá)70%以上，經(jīng)深度加氫后可獲得合格柴油。重油餾分一般占液化粗油的10~20%，有的工藝該餾分很少，由于雜原子、瀝青烯含量較高，加工較困難，可以作為燃料油使用。煤液化中油和重油混合經(jīng)加氫裂化可以制取汽油，并在加氫裂化前進(jìn)行深度加氫以除去其中的雜原子及金屬鹽。煤在一定溫度、壓力下的加氫液化過程基本分為下面三大步驟[7,8]：（1）當(dāng)溫度升至300℃以上時(shí)，煤受熱分解，即煤的大分子結(jié)構(gòu)中較弱的橋鍵開始斷裂，打碎了煤的分子結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生大量的以結(jié)構(gòu)單元為基體的自由基碎片，自由基的相對分子質(zhì)量在數(shù)百范圍。（2）在具有供氫能力的溶劑環(huán)境和較高氫氣壓力的條件下、自由基被加氫得到穩(wěn)定，成為瀝青烯及液化油分子。能與自由基結(jié)合的氫并非是分子氫（H2），而應(yīng)是氫自由基，即氫原子，或者是活化氫分子，氫原子或活化氫分子的來源有：①煤分子中碳?xì)滏I斷裂產(chǎn)生的氫自由基；②供氫溶劑碳?xì)滏I斷裂產(chǎn)生的氫自由基；③氫氣中的氫分子被催化劑活化；④化學(xué)反應(yīng)放出的氫。當(dāng)外界提供的活性氫不足時(shí)，自由基碎片可發(fā)生縮聚反應(yīng)和高溫下的脫氫反應(yīng)，最后生成固體半焦或焦炭。（3）瀝青烯及液化油分子被繼續(xù)加氫裂化生成更小的分子。煤炭直接液化技術(shù)已經(jīng)走過了近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程。每一步進(jìn)展都與世界的政治、經(jīng)濟(jì)科技及能源格局有著密切的關(guān)系。歸結(jié)起來可以看作三個(gè)階段，每一個(gè)階段都開發(fā)了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的工藝技術(shù)[9]。第一代液化技術(shù)：1913年到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。在這段時(shí)間里，德國首先開啟了煤炭液化的進(jìn)程。1913年，德國的柏吉烏斯首先研究了煤的高壓加氫，從而為煤的直接液化奠定了基礎(chǔ)，并獲得世界上第一個(gè)煤直接液化專利。1927年，德國在萊那(Leuna)建立了世界上第一個(gè)煤直接液化廠，規(guī)模10萬t/a。在1936~1943年，德國又有11套直接液化裝置建成投產(chǎn)，到1944年，生產(chǎn)能力達(dá)到423萬t/a，為發(fā)動第二次世界大戰(zhàn)的德國提供了大約70%的汽車和50%裝甲車用油。當(dāng)時(shí)的液化反應(yīng)條件較為苛刻，反應(yīng)溫度470℃，反應(yīng)壓力70MPa。第二代液化技術(shù)：二次世界大戰(zhàn)后，由于中東地區(qū)大量廉價(jià)石油的開發(fā)，使煤直接液化失去了競爭力和繼續(xù)存在的必要。1973年后，西方世界發(fā)生了一場能源危機(jī)，煤轉(zhuǎn)化技術(shù)研究又開始活躍起來。德國、美國、日本等主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家，做了大量的研究工作。大部分的研究工作重點(diǎn)放在如何降低反應(yīng)條件，即降低反應(yīng)壓力從而達(dá)到降低煤液化油的生產(chǎn)成本的目的。主要的成果有：美國的氫煤法、溶劑精煉煤法、供氫溶劑法、日本的NEDOL法及西德開發(fā)的德國新工藝。這些技術(shù)存在的普遍缺點(diǎn)是：1）因反應(yīng)選擇性欠佳，氣態(tài)烴多，耗氫高，故成本高；2）固液分離技術(shù)雖有所改進(jìn)，但尚未根本解決；3）催化劑不理想，鐵催化劑活性不夠好，鉆鎳催化劑成本高。第三代液化技術(shù)[10]：為進(jìn)一步改進(jìn)和完善煤直接液化技術(shù)，世界幾大工業(yè)國美國、德國和日本正在繼續(xù)研究開發(fā)第三代煤直接液化新工藝。具有代表性的目前世界上最先進(jìn)的幾種煤直接液化工藝是：1）美國碳?xì)浠衔镅芯抗緝啥未呋夯に嚕?）美國的煤油共煉工藝COP。這些新的液化工藝具有反應(yīng)條件緩和，油收率高和油價(jià)相對低廉的特點(diǎn)。自從德國發(fā)明了煤炭直接液化技術(shù)之后，美國、日本、英國、俄國也都獨(dú)自研發(fā)出了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的液化技術(shù)。以下簡單介紹幾種[11]型的煤炭直接液化工藝。1）德國IGOR工藝[12]該煤炭直接液化工藝以煉鋁赤泥為催化劑，催化劑加入量為4%，不進(jìn)行催化劑回收。該工藝的主要特點(diǎn)是：反應(yīng)條件較苛刻，反應(yīng)溫度470℃，反應(yīng)壓力30MPa；催化劑使用煉鋁工業(yè)的廢渣(赤泥)；液化反應(yīng)和液化油加氫精制在一個(gè)高壓系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，可一次得到雜原子含量極低的液化精制油。該液化油經(jīng)過蒸餾就可以得到低辛烷值汽油，汽油餾分再經(jīng)重整即可得到高辛烷值汽油；配煤漿用的循環(huán)溶劑是加氫油，供氫性能好，煤液化轉(zhuǎn)化率高。其工藝流程框圖見圖21。 圖21 德國IGOR流程與老工藝相比，新工藝主要有以下改進(jìn)：①固液分離不用離心過濾，而用閃蒸塔，生產(chǎn)能力大、效率高。②循環(huán)油不但不含固體，還基本上排除了瀝青烯。③閃蒸塔底流出的淤漿有流動性，可以用泵輸送到德士古氣化爐，制氫或燃燒。④煤加氫和油精制一體化，油收率高，質(zhì)量提高。2）日本NEDOL工藝該煤炭直接液化工藝是日本解決能源問題的陽光計(jì)劃的核心項(xiàng)目之一。它以天然黃鐵礦為催化劑，催化劑加入量為4%，也不進(jìn)行催化劑回收。反應(yīng)壓力為19MPa，反應(yīng)溫度為460℃。其主要特點(diǎn)是循環(huán)溶劑全部在一個(gè)單獨(dú)的固定床反應(yīng)器中，用高活性催化劑預(yù)先加氫，使之變?yōu)楣淙軇?。液化粗油?jīng)過冷卻后再進(jìn)行提質(zhì)加工。液化殘?jiān)B同其中所含的重質(zhì)油即可進(jìn)一步進(jìn)行油品回收，也可直接用作氣化制氫的原料。、1萬t/a以及150萬t/d規(guī)模的試驗(yàn)研究[13]。它集聚了“直接加氫法”、“溶劑萃取法”和“溶劑分解法”這三種煙煤液化法的優(yōu)點(diǎn)，適用于從次煙煤至煤化度低的煙煤等廣泛煤種。目前日本此項(xiàng)煤液化技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。其工藝流程框圖見圖22。圖22日本NEDOL工藝流程N(yùn)EDOL工藝特點(diǎn)：①反應(yīng)壓力較低，為17~19MPa，反應(yīng)溫度455~465℃；②催化劑采用合成硫化鐵或天然硫鐵礦；③固液分離采用減壓蒸餾的方法；④配煤漿用的循環(huán)溶劑單獨(dú)加氫，以提高溶劑的供氫能力；⑤液化油含有較多的雜原子，必須加氫提質(zhì)才能獲得合格產(chǎn)品。3）美國HTI工藝該煤炭直接液化工藝使用人工合成的高分散催化劑，%，不進(jìn)行催化劑回收。反應(yīng)壓力為17 MPa，反應(yīng)溫度為450℃。HTI工藝是在HCoal工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要特點(diǎn)：①采用近10年來開發(fā)的懸浮床反應(yīng)器和HTI擁有專利的鐵基催化劑；②反應(yīng)條件比較溫和，反應(yīng)溫度440~450℃，反應(yīng)壓力17 MPa；③固液分離采用臨界溶劑萃取的方法，從液化殘?jiān)凶畲笙薅然厥罩刭|(zhì)油，從而大幅度提高了液化油收率；④在高溫分離器后面串聯(lián)有在線加氫固定床反應(yīng)器，對液化油進(jìn)行加氫精制。其工藝流程框圖見圖23.圖23 美國HTI工藝流程HTI工藝的主要特點(diǎn)是：反應(yīng)條件比較緩和，反應(yīng)溫度440~450℃，壓力17 MPa，采用懸浮床反應(yīng)器，達(dá)到全返混反應(yīng)模式；催化劑采用HTI專利技術(shù)制備的鐵系膠狀催化劑，催化活性高，用量少；在高溫分離器后面串聯(lián)在線加氫固定床反應(yīng)器，起到對液化油加氫精制的作用；固液分離器采用臨界溶劑萃取法，從液化殘?jiān)凶畲笙薅鹊鼗厥罩刭|(zhì)油，大幅度提高了液化油收率；液化油含350~450℃餾分，可用作加氫裂化原料，其中少量用作燃料油。、澳大利亞、印度、新西蘭、和菲律賓的情況目前國外僅南非建設(shè)有間接液化法煤制油裝置。Sasol公司Secunda煤制油裝置將煤轉(zhuǎn)化為汽油、柴油、液化石油氣和石化原料，石化原料用于45萬t/a乙烯裝置。還有一些裝置正在規(guī)劃或建設(shè)中。美國2005年8月宣布，將采用間接液化工藝，在Arizona和North Dakota地區(qū)建設(shè)超清潔柴油及其他燃料產(chǎn)能約為1萬桶/d的煤制油裝置，主要開發(fā)商為Headwaters公司[14]。經(jīng)過10多年籌備，美國WMPIPty公司于2006年初宣布，將在Gilberton附近建設(shè)廢煤(灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的屑狀無煙煤)處理能力為140萬t/ a的煤制油裝置，超清潔液體燃料產(chǎn)能為5000 桶/d，發(fā)電41MWh。一期工程投運(yùn)后，WMPIPty公司還將建設(shè)產(chǎn)能為一期工程10~12倍的工業(yè)化煤制油裝置。二期工程將采用殼牌公司煤氣化技術(shù)，采用南非Sasol公司費(fèi)托法工藝將合成氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)產(chǎn)品，富石蠟粗烴采用雪佛龍德士古產(chǎn)品公司技術(shù)轉(zhuǎn)化為柴油、噴氣燃料和石腦油[15,16]。美國Rentech公司2006年1月首次將費(fèi)托法煤制油專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓給DKRW高級燃料公司，接受轉(zhuǎn)讓的是DKRW 公司的子公司Medicine Bow燃料和發(fā)電公司。項(xiàng)目分2個(gè)階段實(shí)施，第1階段將以煤為原料聯(lián)產(chǎn)1萬桶/d超清潔燃料并發(fā)電200MWh，第2階段將超清潔燃料產(chǎn)能提高到4萬桶/d。Rentech公司專利技術(shù)將超清潔燃料生產(chǎn)、發(fā)電和減少CO2 排放組合在一起，將費(fèi)托法尾氣中未反應(yīng)的H2和旁路合成氣送至變換反應(yīng)器，捕集由CO轉(zhuǎn)化來的CO2，富氫物流作為聯(lián)合循環(huán)透平機(jī)的燃料使用[17]。美國合成油公司與澳大利亞Linc能源公司簽約，采用合成油公司天然氣制合成油Linc能源公司煤地下氣化組合技術(shù)，在澳大利亞昆士蘭合作開發(fā)煤制油項(xiàng)目。目前。盡管已有一些裝置在規(guī)劃建設(shè)之中，但離投入生產(chǎn)運(yùn)行至少還需要幾年時(shí)間[18]，可借鑒的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并不多。澳大利亞是另一個(gè)有關(guān)“煤制油”項(xiàng)目的活動中心。最近，其注意力集中在將合成石油公司的FT技術(shù)和總部設(shè)在布里斯班的Linc能源公司的井下煤炭氣化技術(shù)結(jié)合在一起的項(xiàng)目的建議上。這將是首個(gè)綜合這兩種技術(shù)、用煤炭生產(chǎn)合成柴油的項(xiàng)目。該“煤制油”工作將是Linc能源公司進(jìn)行的秦齊拉項(xiàng)目(位于昆士蘭州布里斯班市以西350公里)的一部分，同樣包括建設(shè)綜合電站。這種在地而進(jìn)行除硫和其他調(diào)整的井下煤炭氣化生產(chǎn)的合成氣，與普通地而煤炭氣化系統(tǒng)中獲得的合成氣相類似但是其成本低。Linc公司今年計(jì)劃的該秦齊拉項(xiàng)目的第一個(gè)商業(yè)階段包括裝備一座裝機(jī)容量30~40M W的電站，該電站將向當(dāng)?shù)厥袌鎏峁╇娏?。第一階段設(shè)想建設(shè)日生產(chǎn)17000桶合成氣的“煤制油”廠及進(jìn)行電站擴(kuò)建。英國石油公司同時(shí)表示對在秦齊拉項(xiàng)目中成為資產(chǎn)合伙人感興趣。其他評估井下煤炭氣化方案的公司，同樣對此項(xiàng)目表示出很大的興趣。隨著2005年11月澳大利亞Altona資源公司獲得阿卡林加煤炭項(xiàng)目，Altona己指定以美國為基地的Jacobs咨詢公司，幫助其確定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。Jacobs公司著手對與阿卡林加的煤炭資源有關(guān)的4項(xiàng)領(lǐng)先的氣化技術(shù)進(jìn)行可行性研究。這項(xiàng)工作將與Altona公司計(jì)劃的鉆進(jìn)計(jì)劃結(jié)合在一起，于2006年第一季度結(jié)束。阿卡林加擁有70億t的次煙煤儲量，勘探總面積2500km2。在印度，2004年10月，總部設(shè)在美國的Headwaters公司宣布，其子公司碳?xì)浼夹g(shù)公司(HTI)己獲得印度石油有限公司(OIT)的一個(gè)合同，研究將HTI公司的煤炭直接液化技術(shù)用于印度在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。如果印度石油公司決定進(jìn)行商業(yè)性的煤炭直接液化項(xiàng)目，HTI公司將在協(xié)商的商業(yè)條款下，提供技術(shù)許可證。2005年，印度石油公司和印度煤炭公司(CIL)設(shè)立了一個(gè)特別工作小組，按照印度中央煤礦規(guī)劃和設(shè)計(jì)院有限公司(CMPDIT)提供的報(bào)告，研究在印度用煤炭生產(chǎn)石油的可能性。據(jù)中央煤礦規(guī)劃和設(shè)計(jì)院有限公司稱，在每桶35美元的價(jià)格下，用煤炭生產(chǎn)石油是可行的。該小組將為此新項(xiàng)目制定一份藍(lán)圖，可能由兩個(gè)合資公司實(shí)施此項(xiàng)目，一個(gè)公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)煤炭，另一個(gè)公司建設(shè)煤炭液化廠及進(jìn)行相關(guān)的上游活動。過去兩年，固體能源新西蘭有限公司對提出的將豐富的褐煤轉(zhuǎn)化為運(yùn)輸燃料、進(jìn)行了可行性研究。該國有采礦公司己經(jīng)對位于該國南島的大量的“海濱”褐煤資源是否適合煤炭液化項(xiàng)目做出了評估。將褐煤轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動機(jī)燃料、汽油和柴油，要比將其直接供給該地區(qū)的小電站(且該地區(qū)對電力需求有限)更有價(jià)值。該液化廠每年需要50萬t褐煤。新西蘭每年需要1500萬t褐煤，生產(chǎn)足夠的柴油和汽油，使該國在運(yùn)輸燃料方而達(dá)到自足。目前，新西蘭大約80%的原油需要進(jìn)口?？偛吭O(shè)在克賴斯特徹奇的固體能源公司不愿意對液化廠的可能位置進(jìn)行公開評論。該地區(qū)9座褐煤煤田中的4座可提供合適的煤炭，并達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。是否進(jìn)行此項(xiàng)目將于2006年末做出決定。在未來5~6年內(nèi)開始生產(chǎn)液態(tài)燃料。2004年，菲律賓政府委托Headwaters公司的子公司Headwaters技術(shù)創(chuàng)新集團(tuán)(HTIG)就開發(fā)一個(gè)“煤制油”項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究。該研究集中在包括一個(gè)煤炭直接液化裝置、一個(gè)煤炭非直接液化裝置(煤炭氣化和合成氣滌氣裝置加上一個(gè)FT合成裝置)和一臺發(fā)電機(jī)組在內(nèi)的混合廠。該建議的項(xiàng)目每人可生產(chǎn)60000桶合成燃料，基建投資估計(jì)為28億美元。該廠可滿足菲律賓大約15%的運(yùn)輸燃料需求，估計(jì)每年可節(jié)約32 億美元的燃料費(fèi)用。煤炭直接液化和FT裝置中，每個(gè)裝置每人可生產(chǎn)大約30000桶液態(tài)燃料。這些產(chǎn)品將與最少量的下游精煉燃料混合，用以達(dá)到所需的燃料規(guī)格。2005年9月，菲律賓Hamp。 WB公司宣布，該公司將進(jìn)行混合廠項(xiàng)目建設(shè)，為了下一階段啟動資金，選擇菲律賓煤炭，由HTIG公司進(jìn)行測試，為開發(fā)前端工程收集設(shè)計(jì)資料。神華集團(tuán)[19]有限責(zé)任公司（簡稱神華集團(tuán)）是于1995年10月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，按《公司法》組建的國有獨(dú)資公司，負(fù)責(zé)統(tǒng)一規(guī)劃和開發(fā)經(jīng)營神府東勝煤田的煤炭資源和與之配套的鐵路、電廠、港口、航運(yùn)船隊(duì)等項(xiàng)目，實(shí)行礦、路、電、港、航一體化開發(fā)，并開展與上述產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國內(nèi)外投融資、貿(mào)易等業(yè)務(wù)，開發(fā)和經(jīng)營房地產(chǎn)、物業(yè)管理以及科技開發(fā)等相關(guān)實(shí)業(yè)。在國家計(jì)劃和中央財(cái)政實(shí)行單列，享有對外融資權(quán)、外貿(mào)經(jīng)營權(quán)、煤炭出口權(quán)，是中央直管的53家國有重要骨干企業(yè)之一。神華集團(tuán)以能源為主業(yè)，集煤礦、電廠、鐵路、港口、航運(yùn)為一體，實(shí)施跨地區(qū)、多元化經(jīng)營，是我國最大的煤炭企業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。2003年12月27日，神華集團(tuán)的煤炭生產(chǎn)和銷售雙雙突破1億噸，使神華集團(tuán)一躍成為我國煤炭行業(yè)首家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷超億噸的大型企業(yè)集團(tuán)，并在國際同行中排列第5位。作為中國最大的煤炭企業(yè)，神華集團(tuán)2002002和2003年，連續(xù)三年利潤都突破了10億元。在國務(wù)院五部委對全國169家中央企業(yè)進(jìn)行綜合績效考評中，神華集團(tuán)位居全國煤炭行業(yè)第一。截止2002年底，神華集團(tuán)擁有全資及控股子公司29家，職工約9萬人?？傎Y產(chǎn)1026億元。神府東勝煤田位于中國陜西省榆林地區(qū)和內(nèi)蒙古伊克昭盟境內(nèi)。屬世界八大煤田之一[20]，地質(zhì)儲量達(dá)2236億噸。目前正在開發(fā)建設(shè)的礦區(qū)規(guī)劃面積3481平方公里，地質(zhì)儲量354億噸。該煤田賦存條件好，煤質(zhì)屬低灰、特低硫、特低磷、中高發(fā)熱量，為優(yōu)質(zhì)動力、冶金和化工用煤，也是國家有關(guān)部門推薦的城市環(huán)保潔凈煤。煤炭，共有28個(gè)礦，35對礦井，2002年生產(chǎn)原煤7733萬噸。神華集團(tuán)所屬神東煤炭公司，建設(shè)速度快，煤炭生產(chǎn)技術(shù)裝