【導(dǎo)讀】年5月正式投產(chǎn)。同時(shí)，本文還介紹了煤。煤液化單元，煤制氫單元，T-star工藝單元?？偝杀尽㈨?xiàng)目銷售收入和稅金以及現(xiàn)金流量。計(jì)算出了項(xiàng)目的內(nèi)部收。從經(jīng)濟(jì)方面，神華煤制油項(xiàng)目是有優(yōu)勢(shì)的。神華煤制油項(xiàng)目在產(chǎn)品分離、加氫改質(zhì)、空分、水處理方面都采。用了先進(jìn)的技術(shù)。同時(shí)項(xiàng)目的工程放大和項(xiàng)目的建設(shè)都保證了神華煤。制油項(xiàng)目的有條不紊的建設(shè)。環(huán)境分析部分，重點(diǎn)研究了神華項(xiàng)目污水和液化殘?jiān)睦?。這兩部分分別提出了建議意見。

　　

【正文】 ， 公司資產(chǎn)總值達(dá) 1000多億元 ， 實(shí)現(xiàn)利潤超過 30億元。此外 ， 1998年中央政府根據(jù)神華集團(tuán)公司的 實(shí)際情況 ， 決定將 “煤代油 ”貸款劃給神華 ， 回收貸款用作神華集團(tuán)的資本金 ， 神華集團(tuán)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際 ， 從中拿出 50多億元用于發(fā)展煤炭液化。 (2)自然資源條件得天獨(dú)厚 首先 ， 神東礦區(qū)煤炭資源豐富 ， 液化用煤來源有可靠保證。神府東勝煤田屬世界七大煤田之一 ， 探明煤炭儲(chǔ)量為 2236 億 t， 資源賦存條件好 ， 埋藏淺 ， 煤炭屬低灰、特低硫、特低磷、中高發(fā)熱量優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤和化工用煤 ， 大功率機(jī)械化開采生產(chǎn)成本低 ， 將煤炭轉(zhuǎn)化為液體燃料具有資源豐富、油品生產(chǎn)成本低的優(yōu)越條件。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院和美國 HTI 公司對(duì)神華集團(tuán)公司神東礦區(qū)幾種煤進(jìn)行 的煤液化性能評(píng)價(jià)試驗(yàn) ， 神府東勝煤田上灣煤具有良好的液化特性 ， 是直接液化第 2 章 文獻(xiàn)綜述 17 的優(yōu)選煤種。因此 ， 選用上灣煤作為該項(xiàng)目的原料煤。上灣煤礦在 2021年就形成 500萬 t/a生產(chǎn)能力 ， 后期能力可達(dá)到 1500萬 t/a， 煤液化工廠生產(chǎn)用原料煤、燃料煤來源有保障。 (3)地緣環(huán)境好 ， 油品市場(chǎng)廣闊 [24,25] 首先 ， 神東礦區(qū)經(jīng)過多年的開發(fā)建設(shè) ， 與當(dāng)?shù)卣ㄔO(shè)了良好的合作關(guān)系。對(duì)于神化煤液化項(xiàng)目 ， 周邊各級(jí)政府已承諾 ， 將對(duì)該項(xiàng)目給予包括提供低價(jià)土地、保障水源供應(yīng)在內(nèi)的各項(xiàng)優(yōu)惠政策 ， 并為此專門成立了煤液化項(xiàng)目協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組。其次 ， 該項(xiàng)目 位于內(nèi)蒙古與陜西交界處 ， 是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略重要實(shí)施地區(qū) ， 也屬邊疆欠發(fā)達(dá)民族地區(qū)。神華煤液化項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于優(yōu)化當(dāng)?shù)毓I(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu) ， 推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展 ， 改變當(dāng)?shù)刎毨浜竺婷?， 落實(shí)西部大開發(fā)戰(zhàn)略都具有重大現(xiàn)實(shí)意義。第三 ， 本項(xiàng)目建在神華集團(tuán)的神東礦區(qū) ， 處于石油資源貧乏的山西、陜西、內(nèi)蒙古、寧夏和甘肅等省區(qū)的中間地帶 ， 石油供需矛盾突出 ， 加之這幾個(gè)省區(qū)又是我國西部開發(fā)的重要地區(qū) ， 其市場(chǎng)前景十分廣闊。 小結(jié) 本章介紹了直接液化技術(shù)，包括基本原理、工藝、以及最近的發(fā)展。同時(shí)詳細(xì)介紹了神華煤制油項(xiàng)目， 得到： 利用煤直接液 化技術(shù)制油在工藝技術(shù)上已經(jīng)不存在難關(guān)，只是缺少大型的工業(yè)化試驗(yàn)，雖然美國，澳大利亞等國家進(jìn)行了這方面的嘗試，但都屬于小試或者中試試驗(yàn)。所以在世界上缺乏工業(yè)化的煤直接液化的經(jīng)驗(yàn)。 神華是全球第一家工業(yè)化煤直接制油的企業(yè)。 在先后完成了小試和中試之后，都達(dá)到了預(yù)想的結(jié)果。雖然正在建設(shè)的百萬噸級(jí)的裝置的不確定性 有很大 。但是實(shí)現(xiàn)煤制油的還是可以實(shí)現(xiàn)的。 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 18 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 總加工流程 先期總加工流程簡介 先期工程先建成煤液化的一條生產(chǎn)線和相應(yīng)的配套的生產(chǎn)裝置、系統(tǒng)以及公用工程 [26]。全 廠年開工為 310天， 7440個(gè)小時(shí)。 總流程說明 [23]：原煤經(jīng)洗選后，精煤從廠外經(jīng)皮帶機(jī)輸送進(jìn)入備煤裝置加工成煤液化裝置所需的油煤漿；約 15%的洗精煤在催化劑制備單元經(jīng)與催化劑混合，制備成含有催化劑的油煤漿也送至煤液化裝置；煤粉、催化劑以及供氫溶劑，在高溫、高壓、臨氫條件和催化劑的作用下發(fā)生加氫反應(yīng)生成煤液化油并送至加氫穩(wěn)定裝置，未反應(yīng)煤質(zhì)組分、灰分、催化劑和部分油質(zhì)組成的油灰渣直接作為本項(xiàng)目自備電廠鍋爐燃料送鍋爐燃燒或經(jīng)過成型后作為油渣產(chǎn)品出廠。 煤液化 油 [27]在加氫穩(wěn)定裝置 —TSTAR 加氫 裝置 —主要目的是生產(chǎn)滿足煤液化要求的供氫溶劑，同時(shí)脫除部分硫、氮、氧等雜物從而達(dá)到預(yù)精致的目的。煤柴油餾分至加氫改質(zhì)裝置進(jìn)一步提高油品質(zhì)量； 260℃ 溶劑油返回煤液化和備煤裝置循環(huán)作為供氫劑使用。 各加氫裝置產(chǎn)生的含硫氣體、加氫穩(wěn)定產(chǎn)物分餾切割出的石腦油，均經(jīng)輕烴回收以回收氣體中的液化氣、輕烴、氫氣，并經(jīng)脫硫裝置進(jìn)行處理。同時(shí)，石腦油進(jìn)一步到加氫改質(zhì)裝置處理。各裝置生產(chǎn)的酸性水均需在含硫污水汽提裝置中處理后回用。對(duì)于煤液化裝置產(chǎn)生的含酚酸性水還需經(jīng)酚回收裝置回收其中的酚后回用。煤液化、煤制氫、輕烴回 收以及脫硫和含硫污水汽提等裝置脫出的硫化氫經(jīng)硫磺回收裝置制取硫磺供煤液化裝置使用，不足的硫磺部分外購。 各加氫裝置所需的氫氣，由煤制氫裝置生產(chǎn)并提供。 空分裝置制第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 19 取氧氣和氮?dú)?， 供煤制氫、煤液化等裝置使用。 先期物料平衡見下表。 表 31 先期總物料平衡（原料） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 進(jìn)廠原煤 其中：液化用精煤 催化劑用精煤 制氫用原煤 鍋爐用洗中煤及煤泥 2 外購硫磺 3 外購硫化物 4 外購液氨 5 催化劑（硫酸鐵） 6 裝置用汽、水、空氣 入方總計(jì) 表 32 先期總物料平衡（產(chǎn)品） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 LPG 2 石腦油 3 柴油餾分 4 酚 5 產(chǎn)品小計(jì) 表 33 先期總物料平衡（自用） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 鍋爐用煤中煤及煤泥 2 油渣 3 燃料氣 4 天然氣燃料 5 廢水 6 小計(jì) 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 20 表 34 先期總物料平衡（損耗） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 灰渣 2 廢氣 3 損失 4 損耗小計(jì) 一期總加工流程簡介 一期工程流程以先 期工程煤液化總流程為基礎(chǔ)，加工路線仍為煤液化 —TSTAR加氫裝置 —加氫改制，圍繞該加工路線仍配有催化劑制備、備煤 、煤制氫、輕烴回收、脫硫等裝置，以及空分等配套的公用工程系統(tǒng) (見附圖 )。 一期工程后兩條線在先期投產(chǎn)成功后建設(shè)，最終產(chǎn)品總生產(chǎn)能力為 300萬噸 /年。一期工程除了對(duì)先期工程的裝置進(jìn)行擴(kuò)建外，在先期工程的基礎(chǔ)上，一期工程增設(shè) 60萬噸 /年重整裝置和 25萬噸 /年異構(gòu)化裝置，由加氫改質(zhì)裝置生產(chǎn)的重石腦油供給重整裝置生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)汽油并 富 產(chǎn)氫氣、苯和 C8 餾分、輕石腦油供給異構(gòu)化裝置生產(chǎn)異構(gòu)化油，以提高汽油的產(chǎn)量； 另外，為保證氫氣供應(yīng)并利用多余的燃料氣，建設(shè) 30000Nm3/h燃料氣制氫裝置。 一期工程主要內(nèi)容包括： 1） 備煤裝置新建一條大的生產(chǎn)線，供二、三條線煤液化裝置配套； 2） 催化劑制備新建一條大的生產(chǎn)線，供二、三條線煤液化裝置配套； 3） 煤液化裝置配套新建兩條線； 4） 加氫穩(wěn)定裝置配套新建兩條線； 5） 加氫改質(zhì)裝置新建一條大的生產(chǎn)線，供煤液化裝置配套； 6） 輕烴回收、硫磺、脫硫、酸水汽提、酚回收、油渣成型均新建一條大裝置與煤液化后兩條線配套； 7） 煤制氫現(xiàn)有兩條線，按原設(shè)計(jì)增加二段變壓吸附和加壓 設(shè)備，以增加產(chǎn)氫率。按現(xiàn)有的煤制氫技術(shù)及單 套規(guī)模進(jìn)行平衡計(jì)算。 需要 5條生產(chǎn)線供氫。加上重整產(chǎn)氫，全廠還需氫約 30000Nm3/h，根據(jù)第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 21 全廠自產(chǎn)燃料氣平衡，還多余相當(dāng)數(shù)量的氣體，鑒于現(xiàn)有，煤氣化技術(shù)在應(yīng)用中還存在較多的問題，因此在后三條線氣化技術(shù)的選擇上需在實(shí)施前認(rèn)真的選擇。 8） 增加 60萬噸 /年連續(xù)重整和 20萬噸 /年 異構(gòu)化裝置，可 供 生產(chǎn) 93號(hào)清潔汽油，還可生產(chǎn)約 17萬噸 /年的芳烴。 一期工程物料平衡見下表。 表 35 一期總物料平衡（原料） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 進(jìn)廠原煤 其中：配液化用精煤 配催化劑用精煤 制氫用原煤 鍋爐用洗中煤及煤泥 2 外購硫磺 3 外購硫化物 4 外購液氨 5 催化劑（硫酸鐵） 6 裝置用汽、水、空氣 入方總計(jì) 表 36 一期總物料平衡（產(chǎn)品） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 LPG 2 93汽油 3 苯 4 C8 餾分 5 柴油餾分 6 酚 7 煤液化產(chǎn)多余燃料氣 產(chǎn)品小計(jì) 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 22 表 37 一期總物料平衡（產(chǎn)品） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 鍋爐用煤中煤及煤泥 2 油渣 3 燃料氣 4 天然氣燃料 5 廢水 6 小 計(jì) 表 38 一 期總物料平衡（自用） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 鍋爐用油渣 2 鍋爐用洗中煤及煤泥 3 燃料氣 4 廢水 小計(jì) 表 39 一 期總物料平衡（損耗） 單位：萬噸 /年 序號(hào) 物料平衡 數(shù)量 1 灰渣 2 廢氣 3 損失 4 損耗小計(jì) 煤直接液化工藝特點(diǎn) 神華集團(tuán)在與煤炭科學(xué)研究總院北京煤化所多年合作研究的基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險(xiǎn)分析與論證，建立中試裝置試驗(yàn)與驗(yàn)證，并在新型高效“ 863” 合成催化劑研發(fā)成功的條件下，共同開發(fā)出具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的神華煤直接液化工藝技術(shù)，其特點(diǎn)如下 ： 采用懸浮床反應(yīng)器 ， 處理能力大 ， 效率高 煤液化反應(yīng)器的制造是煤液化項(xiàng)目中的核心制造技術(shù) [28]。煤液化反應(yīng)器在高溫高壓臨氫環(huán)境下操作 ， 條件苛刻 ， 對(duì)設(shè)備材質(zhì)的雜質(zhì)含量、常溫力學(xué)性能、高溫強(qiáng)度、低溫韌性、回火脆化傾向等都有特殊第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 23 要求。反應(yīng)器材質(zhì) 為 ， 是中國一重集團(tuán)新開發(fā)的鋼種。反應(yīng)器外徑 ， 壁厚 335mm， 設(shè)備單體質(zhì)量達(dá) 2 050t， 是目前世界上最大的反應(yīng)器。煤液化反應(yīng)器采用懸浮床反應(yīng)器 ， 具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn) ： (1)通過強(qiáng)制內(nèi)循環(huán) ， 改善反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài) ， 使反應(yīng)器設(shè)計(jì)尺寸可以不受流體流動(dòng)狀態(tài)的限制 ， 因此 ， 單臺(tái)設(shè)備和單系列裝置處理能力大 ； (2)由于懸浮床反應(yīng)器處于全返混狀態(tài) ， 徑向和軸向反應(yīng)溫度均勻 ，可以充分利用反應(yīng)熱加熱原料 ， 降低進(jìn)料溫度 ， 同時(shí)氣、液、固三相混合充分 ， 反應(yīng)速度快 ， 效率高。 表 310 煤液化及膜分離 單元 原料 數(shù)量 萬噸 /年 百分比 % 煤粉 氫氣（純氫） （ ） 注水，蒸氣 催化劑煤粉 循環(huán)溶劑 注硫 沖洗，密封劑 合計(jì) 100 表 311 煤液化單元產(chǎn)品 產(chǎn)品 數(shù)量 萬噸 /年 百分比 % 低壓氣 中壓氣 常壓塔氣 常頂油 減壓油 重加氫油 油渣 酸性水 損失 沖洗密封油 膜分離排放氣 合計(jì) 100 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 24 催化劑制備單元 在研究了國外先進(jìn)的催化劑的基礎(chǔ)上 [2935]，我國合成的 新型高效“863”催化劑是國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863計(jì)劃 )的一項(xiàng)課題成果 ，性能優(yōu)異 ， 具有活性高、添加量少、油收率高等特點(diǎn)。該催化 劑為人工合成超細(xì)鐵基催化劑 ， 主要原料為無機(jī)化學(xué)工業(yè)的副產(chǎn)品 ， 國內(nèi)供給充足 ， 價(jià)格便宜 ， 制備工藝流程簡單 ， 生產(chǎn)成本低廉 ， 操作穩(wěn)定。由于催化劑用量少 ， 在催化劑制備裝置將催化劑原料加工 ， 并與供氫溶劑調(diào)配成液態(tài)催化劑 ， 有效解決了催化劑加入煤漿難的問題。 一期工程共兩套 133， 166萬 t/年裝置，產(chǎn)量為催化劑煤粉 萬噸 /年，廢水為 /年，廢氣 /年。 表 312 催化劑制備投入物料 物料 數(shù)量 萬噸 /年 配催化劑用洗精煤 硫酸鐵 液氨 水 空氣 氦氣 蒸氣 合計(jì) 其中油渣作為鍋爐的燃料，酸性水直接去含硫污水汽提單元，常頂油，減壓油和重加氫油進(jìn)入 TSTAR 加氫單元，低壓氣和中壓氣和常壓塔氣進(jìn)入輕烴回收裝置 。 采用 Tstar 工藝對(duì)液化粗油進(jìn)行精 制 TStar 工藝是沸騰床緩和加氫裂化工藝，借助液體流速使具有一定粒度的催化劑處于全返混狀態(tài) ， 并保持一定的界面，使氫氣、催化劑和原料充分接觸而完成加氫反應(yīng)的過程。該工藝具有原料適應(yīng)性廣、操作靈活、產(chǎn)品選擇性高、質(zhì)量 穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)、更換催化劑無需停工等特點(diǎn)。 一期工程共 3套 1300萬 t/年裝置， 第 3 章 神華煤直接液化工藝流程 25 表 313 Tstar 裝置進(jìn)料 原