煤制油技术发展现状与前景
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煤制油技术发展现状与前景
摘要：随着国家经济长期中高速增长，中国石油需求迅速增长，对原油的对外依存度远远超过了国际公认的“总需求50%的警告线”，严重影响了中国的经济发展和国防建设的安全。但中国原油产量已达到近几年保持在约1.9亿吨水平的极限，长期增长为零。中国的能源设备“富煤少油少气”决定了中国能源消费结构长期以煤为主。因此，大力促进煤炭至液体等煤炭能源的清洁高效利用，加快煤炭燃料在国家电力系统中的份额，将有助于充分发挥供电催化剂和压载石的作用，确保国家能源安全。
关键词：煤制油技术；发展现状；产业发展前景；
引言
众所周知，中国煤炭资源丰富，但油气资源相对稀缺。中国煤炭储量约占世界煤炭资源总量的10%，超过50万平方公里。石油被称为工业生产的血液。能源、化工、新材料等领域与石油资源密切相关，因此成为各国竞争的战略资源。中国的石油储量比较少，但也是一个很大的能源消费国。石油资源的进口与每个石油出口国的国家政策、战争和运输路线密切相关。一旦这些因素出错，中国的石油进口就会受到干扰。因此，为了减少对进口石油的依赖，迫切需要开发替代石油资源的新能源。研究表明，煤炭转化为石油的过程导致煤炭资源转化为石化资源，缓解了中国石油短缺的形势，满足了中国经济社会发展所需的石油资源。
一、煤制油工艺技术概述
（一）煤直接液化制油工艺
直接液化石油气技术在煤液化石油气技术中占主导地位。当前，世界石油直接液化技术主要集中在德国和美国等发达国家，在美国和德国得到广泛应用。煤直接液化技术是指在高温高压下催化加氢、通过化学反应直接液化成液体烃燃料的技术。随后，这种液态烃燃料必须经历一系列化学过程，主要是脱硫、脱氮、脱氧等，最终转化为汽油、燃料油、芳烃及碳素化工原料等。该技术的主要技术方法是:第一，通过物理轧制将煤转化为细粉；第二，加热并加压细煤粉，同时注入氢和催化剂使煤反应，使其可以转化为石油产品。煤炭直接液化的技术要求相对较高，这不仅要求优质煤，而且要求在处理过程中严格控制反应条件和操作条件。石化企业常用的煤炭直接液化方法主要是由于其生产效率高。通过在中国建设直接煤液化和石油加工实验室，可以将一吨优质原煤转化为生产量超过0.5吨的成品油。经过多次对比试验，结合实际情况，研究人员得出结论，兰煤和褐煤等15种煤炭品种最适合直接煤液化技术。同时开发了高效催化剂，促进煤液化，使液化效率超过50%。当前，我国广泛应用的煤炭直接液化技术不仅满足了原油生产需求的一半以上，而且还进行煤炭废弃物的回收利用。
（二）间接液化工艺
间接液化工艺是先将煤转化为合成气，再将原料气合成出原料油。F-T合成是该技术的核心部分，可根据实际反应温度分为间接高温低温液化工艺。对于低温工艺，反应温度在220℃至270℃之间，采用浆床或固定床反应器和铁基催化剂，产品通常为石蜡和柴油。就高温而言，温度在300 ~ 350℃之间，流化床用作反应器，产品为轻油和汽油等。
二、我国煤制油技术的产业化现状
近年来，我国已完成许多煤制油项目并投入运行。比如，神华鄂尔多斯项目于2008年投入使用，年煤炭消费量为354万吨。该工艺采用了氢供应循环溶剂、高效煤催化剂、减压蒸馏分离等，具有高油产量、大单处理能力、工艺稳定性良好等特点。同时，该装置应用于多级污水处理过程，更好地实现了污水零排放的目标。神华宁夏煤炭间接液化工程是我国煤炭深加工的示范工程，工程规模400万吨/年，有效实现间接液化与煤炭直接液化的一体化，实现互补产品和商品相互供应的目标。
三、加快推进煤制油发展的对策建议
（一）争取纳入到国家标准体系中 当前我国煤炭和石油工业的标准和规范数量少，缺少标准框架，不包括在基于石油的国家标准中，因此煤炭石油产品只能用于国防研发试验和现代武器装备。但不能永久应用于武器装备。在经济建设领域，很难低价销售优质产品或产品，影响了煤炭和石油企业生产能力的扩大。煤炭企业应加强与军事部门和地方部门的沟通，改进相关分析检验方法，加快制定煤炭和石油工业体系的规范，包括施工规范、施工规范、生产作业规范和安全管理。产品规格及其他重要工艺技术或设施，提高国内外对产品的认识。
（二）强化技术应用
伴随着中国煤炭和石油技术的不断发展和成熟。无论是间接液化还是直接液化，都进行了工业化和大规模生产，在加强技术创新和提高企业竞争力方面发挥了重要作用。当前我国煤炭和石油技术的发展应能够理解以下几个方面:第一，改进直接液化工艺，消除技术瓶颈；二是做好柴油、清洁汽油、柴油等的开发应用；第三，做好高附加值产品油低温合成的工业示范工作，做好合成技术示范工作，加强产品结构优化，积极生产萘、高纯汽油等产品；第四，在发展先进的煤气化技术时，必须不断提高气化效率，加强新型气相流化床技术的研究和应用，进一步降低生产成本。
（三）积极推动差异化发展
考虑到煤制油很难在军队早期普及和应用。应优先考虑在极端运输条件下为极地科学研究设备、冰场、极地地面车辆等设备提供石油支持。在成功的基础上，充分考虑到陆上、海上、空军和装备的石油生产支援的严格程度，应首先推进地面装备的使用，然后推进船舶防御装备的使用，最后推进空军装备的使用。与煤炭资源丰富的国家沿“一带一路倡议”密切合作，推动国家能源集团“走向全球”，利用技术优势作为先导，及时在国外建设大型煤制油项目，实施海外煤炭开采综合布局，在中亚、东南亚等地区进行清洁高效的转型，通过检验和应用国外产品，促进煤炭产品的升级和成熟。
（四）调整产品结构 近年来，中国石油市场在具体需求方面也发生了很大变化，柴油与汽油的消费比率逐渐下降。在这种情况下，调整产品结构、降低柴油对汽油的比率、积极生产航空用煤油、清洁汽油、减少柴油产量成为国内企业的关键任务。同时，中国石油产品的质量也在迅速提高。我国煤炭石油企业的主要产品是柴油。关于清洁石油生产，间接液化技术在实际应用中具有明显的技术优势。在这种情况下，有必要加强石油质量的提升，调整产品结构，为市场提供更清洁的石油产品。
（五）以科技创新促进产品升级
发现我国煤炭石油项目的研究实力主要集中在石油产品领域，煤制油产业主要集中在中西部地区，吸引人才的能力相对薄弱，科技研发实力有待进一步提高。除石油产品外，大多数中间体都是原料，缺乏深入加工的技术和能力，未能充分延伸到产业链的上游和下游领域，很少有高附加值产品。建议围绕石油利用的要求，建立具有军事和地方单位的实验室和技术中心，共同解决材料领域的重大科技问题，加快高质量、低成本和普遍的军用石油的研究和开发。
结束语
综上所述，中国煤炭资源丰富，但石油天然气资源相对较少。煤炭石油技术的大力发展可以减少对石油进口的依赖，同时满足中国经济社会发展所需的石油资源。但我国煤炭石油技术生产过程中仍存在诸多问题，研究人员需要进一步加强煤炭-石油技术研究，进一步优化和升级煤炭-石油技术，大大提高气化效率和生产效率。
参考文献
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