煤直接液化技术开发现状及前景 煤直接液化是洁净煤技术之一，作为生产石油替代品的有效技
煤直接液化是洁净煤技术之一，作为生产石油替代品的有效技术，对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具有重大战略和现实意义。 煤直接液化是在高温高压下，借助于供氢溶剂和催化剂，使氢元
煤直接液化是在高温高压下，借助于供氢溶剂和催化剂，使氢元素进入煤及其衍生物的分子结构，从而将煤转化为液体运输燃料或化工原料。通过煤直接液化，不仅可以生产汽油、柴油、液化石油气、喷气燃料油，还可以提取BTX（苯、甲苯、二甲苯混合物）及生产乙烯、丙烯等重要烯烃的原料。在煤直接液化过程，煤中99%的硫以硫磺的形式得以回收，因此是1种先进的洁净煤利用技术。 一、开发现状及进展
一、开发现状及进展 1.与间接液化技术比较
1.与间接液化技术比较 煤的间接液化同直接液化是两条完全不同的技术路线。间接液化
煤的间接液化同直接液化是两条完全不同的技术路线。间接液化是先将煤气化生成合成气（CO+H2），再由合成气直接或通过甲醇合成液体燃料烃的技术。间接液化对原料煤要求不高，可利用高灰分劣质煤；工艺成熟性和技术可靠性相对较高，南非已有近50年的长期生产经验；产品后加工比较简单，但热效率低于直接液化；原来的费-托合成反应选择性较差，其后开发的 Mobil甲醇转化法和改良费-托合成等技术基本解决了该问题；所得汽油辛烷值低，而柴油十六烷值高，直接液化法正好相反。 我国已完成煤直接液化技术基础性研究，为进一步工艺放大和工
我国已完成煤直接液化技术基础性研究，为进一步工艺放大和工业化生产打下了坚实的基础。 2.研究开发进展
2.研究开发进展 20世纪30年代第一代煤炭直接液化技术——直接加氢煤液化工
20世纪30年代第一代煤炭直接液化技术——直接加氢煤液化工艺已在德国实现工业化。但当时的煤液化反应条件较为苛刻，反应温度470℃，反应压力70MPa。 1973年的世界石油危机，使煤直接液化新工艺的研究开发重新
1973年的世界石油危机，使煤直接液化新工艺的研究开发重新得到重视。大部分的研究工作重点放在缓和反应条件，即降低反应压力，从而达到降低煤液化油的生产成本的目的。随着催化剂、供氢溶剂及其重质化和固液分离技术的发展，相继开发了多种第二代煤直接液化工艺，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）及西德开发的德国新工艺。这些工艺均已完成大型中试，技术上具备建厂条件，但由于在经济上建设投资大，煤液化油生产成本高，目前尚未工业化。 第二代煤直接液化工艺普遍缺点是：因反应选择性欠佳，气态烃
第二代煤直接液化工艺普遍缺点是：因反应选择性欠佳，气态烃多，耗氢高，故成本高；固液分离技术虽有所改进，但尚未根本解决；催化剂不理想，铁催化剂活性不够好，钴-钼催化剂成本高等。 为进一步改进和完善煤直接液化技术，降低液化油成本，改善工
为进一步改进和完善煤直接液化技术，降低液化油成本，改善工艺经济性，世界几大工业国正在继续研究开发第三代煤直接液化新工艺。这些新液化工艺具有反应条件缓和、油收率高和油价相对低廉的特点。目前没有建煤直接液化工厂的主要原因被认为是经济因素，而不是技术因素。 二、几种先进工艺
二、几种先进工艺 目前世界上具有代表性的最先进的几种煤直接液化工艺是：德国
目前世界上具有代表性的最先进的几种煤直接液化工艺是：德国IGOR(Integrated Gross Oil Refine)和美国碳氢化合物研究公司（HTI）的两段催化液化工艺等。 1.德国IGOR工艺
1.德国IGOR工艺 20世纪90年代初德国矿冶科研和测试技术有限公司(DMT)改进
20世纪90年代初德国矿冶科研和测试技术有限公司(DMT)改进了原德国新工艺，形成了更先进的IGOR工艺。IGOR工艺技术的研究和开发试验是在0.2t/d PDU和200t/d中试装置上进行的，反应压力30MPa，原料煤为鲁尔地区高挥发分烟煤。煤转化过程用赤泥作催化剂，固定床加氢精制反应器中使用商业催化剂Ni-Mo-Al2O3。 IGOR工艺是把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化
IGOR工艺是把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在1套高压系统中，经过这样的改进，总的液化厂投资可节约20%左右；IGOR工艺具有最大的煤处理能力（其他煤直接液化反应器的空速为0.24～0.36t/m3·h，而IGOR工艺的煤液化反应器的空速为5t/m3·h；IGOR煤液化工艺产出的煤液化油中的N和S含量已降到10-5数量级，煤液化油不仅收率高，而且质量好；减少了工艺过程和装置、循环油量、气体烃的生成和废水处理量。 2.催化两段工艺
2.催化两段工艺 美国HTI公司早在20世纪60年代初就在石油渣油加氢裂解工艺
美国HTI公司早在20世纪60年代初就在石油渣油加氢裂解工艺（氢-油法）基础上，开发了一段沸腾床催化加氢液化煤的氢-煤法工艺,并设计出5000t/d煤液化工厂。1980年以来，HTI公司集中力量研究改善煤直接液化工艺的经济性，1983年开发出一段煤热熔解，二段催化加氢的二段液化工艺技术；使反应性质不同的热熔解和催化加氢裂化反应，在不同反应器和工艺条件下进行；后来的进一步研究又发现，煤热熔解过程同时进行适度加氢，优于热熔解和加氢的顺序过程，在1985年又开发出先进的催化两段液化工艺。其后，在美国能源部资助下，HTI公司又对催化两段液化工艺进行了广泛研究和改进，从轻质油循环改成重质油循环，煤直接液化的技术和经济性取得明显进步和改善。1988年，HTI公司根据该工艺在2t/d PDU装置上液化试验结果及氢-煤中试装置和商业性工厂设计经验，作出催化两段液化工艺技术，建设煤液化工厂的初步设计。 HTI的催化两段液化工艺主要技术特点：煤液化的第一段和第二
HTI的催化两段液化工艺主要技术特点：煤液化的第一段和第二段都是装有高活性加氢和加氢裂解催化剂（Ni、Mo或CO、MO）的沸腾床反应器，两个反应器既分开又紧密相连，可以使加氢裂解和催化加氢反应在各自的最佳条件下进行。液化产物先用氢淬冷，重质油回收作溶剂，排出的固体物主要组成是未反应煤和灰渣。同氢-煤工艺相比较，C4 402℃馏分油增加53%，液化1t无水无灰煤（daf）生成馏分油从3.3桶提高到5.0桶；C1～C3气体烃产率从11.3%降到8.6%，氢利用率从8.4%提高到10.7%；油品质量提高，氮、硫杂原子减少50%，从而使煤液化经济性明显改善，液化油成本降低了17%。 另外，还有日本NEDOL工艺，美国煤油共炼工艺COP(Coal Oil
另外，还有日本NEDOL工艺，美国煤油共炼工艺COP(Coal Oil Coprocessing)等。 三、国内研究状况
三、国内研究状况 我国自1980年重新开展煤直接液化技术研究，其目的是由煤生
我国自1980年重新开展煤直接液化技术研究，其目的是由煤生产汽油、柴油等运输燃料及芳烃等化工原料，主要由煤炭科学研究总院北京煤化所承担。经过近20年的努力，已建成具有先进水平的煤直接液化、油品提质加工和分析检验实验室；通过对我国上百个煤种进行的煤直接液化试验，选出了15种适合于液化的煤，液化油收率可达50%以上，并对4个煤种进行了煤直接液化的工艺条件研究；开发了高活性的煤直接液化催化剂；利用国产加氢催化剂，进行了煤液化油的提质加工研究，经加氢精制、加氢裂化和重整等工艺的组合，成功地将煤液化油加工成合格的汽油、柴油和航空油。 云南先锋褐煤1997年6月在德国DMT公司的IGOR工艺200kg/d
云南先锋褐煤1997年6月在德国DMT公司的IGOR工艺200kg/d PDU装置上进行了煤直接液化试验，结果表明，先锋褐煤是适宜IGOR煤液化工艺的煤种，得到的油收率为53%，油品中氮和硫的含量分别为2mg/kg和17mg/kg。煤液化油经过简单蒸馏可得合格的O#柴油，经过重整可得到合格的90#无铅汽油。 1997年3月，煤炭科学研究总院与德国RUR和DMT公司正式鉴
1997年3月，煤炭科学研究总院与德国RUR和DMT公司正式鉴定了关于云南先锋煤液化厂可行性研究项目的协议，原化工部第二设计院参加了部分工作。在中德双方共同努力下，1999年4月完成了云南煤液化厂可行性研究报告。 拟建的云南先锋煤液化厂规模为年处理（液化）褐煤257万t，
拟建的云南先锋煤液化厂规模为年处理（液化）褐煤257万t，气化制氢（含发电17万kW）用原煤253万t，合计用原煤510万t；液化厂建成后，年产汽油35.34万t，柴油53.04万t，液化石油气6.75万t，氨3.90万t，硫磺2.53万t，苯0.88万t。 此外，中美还进行了关于神华煤液化的可行性研究。神华集团有
此外，中美还进行了关于神华煤液化的可行性研究。神华集团有限责任公司就神华煤液化合作事宜也与日本新能源开发机构（NEDO）进行了磋商并达成协议。 综上所述，德国IGOR工艺、美国两段催化液化工艺、美国煤油
综上所述，德国IGOR工艺、美国两段催化液化工艺、美国煤油共炼工艺、日本NEDOL等先进的煤直接液化工艺在技术经济性方面取得了较大进展。煤炭直接液化技术发展方向是降低反应压力，提高煤液化油产率和质量，减少氢耗以进一步改善其技术经济性，生产各种运输燃料油。在我国作为能源安全的对应手段，用资源丰富的煤炭通过直接液化的方法生产液体燃料，不但技术上可行，而且也有较好的经济效益。