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第20卷第2期洁净煤技术Vol.20No.22014年3月Clean Coal TechnologyMarch2014煤炭转化煤直接液化技术在中国的发展李克健，吴秀章，舒歌平（中国神华煤制油化工有限公司，北京100011）摘要：中国自主建设的世界首座煤直接液化示范工程神华100万t /a 煤直接液化装置于2008年底成功试运行。
经过几年的优化和完善，2011—2013年，神华煤直接示范装置持续稳定运行、连续三年盈利。
神华煤直接液化示范工程建设、装置稳定运行并取得较好经济效益的实践表明，中国在煤直接液化领域已居于世界领先地位。
随着技术的不断进步，中国煤直接液化展现较好的发展前景，煤直接液化产业化在中国将获得稳步发展。
神华集团多年煤直接液化技术开发、工程化建设与工业化运行的实践表明：未来煤直接液化技术应在工程高度集成、产品链延伸、残渣综合利用、环保技术的开发与应用，直接液化与间接液化技术的融合，直接液化基础研究等方面进行探索和实践。
关键词：煤直接液化；示范工程；产业化中图分类号：TQ529；TD849文献标志码：A文章编号：1006－6772（2014）02－0039－05Development of direct coal liquefaction technologies in ChinaLI Kejian ，WU Xiuzhang ，SHU Geping（China Shenhua Coal to Liquids and Chemical Co．，Ltd．，Beijing 100011，China ）Abstract ：Since the first demonstration plant of direct coal liquefaction in the world ，Shenhua demonstration plant of one million of products ，was successfully trial operated at the end of 2008，the plant has gone through improvement stages to the normal production status．From 2011to 2013，the plant operated well and obtained better economic benefits．The successful design ，construction and operation of the demonstration plant has shown that China has taken the worldwide lead in the field of direct coal liquefaction．The operating experience of Shenhua Group show that ，engineering integration ，products chain extension ，residue utilization ，environmental protection technologies development ，direct and indirect coal liquefaction technologies integration ，basic study of direct coal liquefaction are the development direction．Key words ：direct coal liquefaction ；demonstration project ；industrialization收稿日期：2014－01－22；责任编辑：孙淑君DOI ：10．13226/j．issn．1006－6772．2014．02．011基金项目：国家自然科学基金资助项目（51174274）作者简介：李克健（1956—），男，湖北宜昌人，研究员，院长，从事煤液化工艺、煤液化原料适应性评价、煤液化动力学与过程模拟、煤大分子模型、煤液化催化剂、煤液化油品、煤液化残渣利用等领域的研究。
神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目简介项目位于宁东能源化工基地煤化工园区A区，项目总占地面积815.67公顷，其中厂区占地面积334.4公顷；总投资550亿元人民币，项目以煤为原料，其中原料煤1937.6万吨/年、燃料煤521.9万吨/年，共计2459.5万吨/年；项目年用水量2478万方水；项目年产合成油品405.3万吨，其中：调和柴油为273.7万吨，石脑油为98.3万吨，液化气33.3万吨；副产硫磺33万吨，混醇7.5万吨、硫酸铵10.7吨；
项目由工艺生产装置、公用工程、辅助工程、储运工程、服务性工程和厂外工程等6部分71个主项组成。
工艺生产装置划分为9个主项，两条生产线，空分装置（12套10万Nm3/h）、气化装置（28台）、一氧化碳变换（6套）、净化装置（4套）、硫回收（3套）、费托合成装置（2个系列）、油品加工装置（1套）、尾气制氢装置（1套）和甲醇装置（1套）；
公用工程划分11主项，主要包括：动力站（6台640吨/h+4台600吨/h 锅炉）、除盐水站、循环水站（3套24万方/h）、污水处理厂、消防水站等;
辅助工程划分为18个主项，主要包括：中央化验室、机电仪机修厂房、消防站、环境监测站等；储运工程分为7个主项，主要有化学原料罐区、液体产品罐区、中间产品罐区、液体铁公路装车等；服务性工程有8个主项，包括：行政办公楼、生产管理楼、食堂、浴室、倒班宿舍、HSE楼、活动中心等；
厂外工程有供煤、供水、供电、渣场、蒸发塘、大件组装厂等设施；
项目土石方总量为1500万方，厂区建构物总面积约为45万平米；共有设备约8600台（套），其中静设备4200台，动设备4400台（套）；工艺管道
约900公里，全部钢材总需求量约150万吨。
摘要神华煤制油项目是世界上首个建设的工业化项目，工程分为先期和一期，总建设规模为年生产油品500万t，自2004年8月先期工程开工建设，到2009年一期工程第一条生产线基本完成，并计划于2009年5月正式投产。
本文对神华煤直接液化工艺项目进行了综合评价，主要分为3个部分，包括经济分析、技术分析和环境分析。
同时，本文还介绍了煤直接液化的工艺流程，重点介绍了煤制油工艺的特殊的单元，例如：煤液化单元，煤制氢单元，T-star工艺单元。
经济分析部分，采用技术经济学的知识，计算了项目的总投资、总成本、项目销售收入和税金以及现金流量。
计算出了项目的内部收益率为13.13%，全投资的回收期为7.73年，大于石油化工项目的平均内部收益率10%。
从经济方面，神华煤制油项目是有优势的。
技术分析部分，主要从煤直接液化工艺的技术方案，工程放大和项目的建设进行了研究。
重点分析了液化工艺核心技术—采用美国的HTI工艺，液化工艺的催化剂制备单元—采用新型高效“863”合成催化剂，液化工艺煤制氢单元—采用Shell粉煤加压气化工艺等先进的技术。
神华煤制油项目在产品分离、加氢改质、空分、水处理方面都采用了先进的技术。
同时项目的工程放大和项目的建设都保证了神华煤制油项目的有条不紊的建设。
环境分析部分，重点研究了神华项目污水和液化残渣的利用。
对这两部分分别提出了建议意见。
最后，本文对神华项目提出了发展建议，提出了神华项目要加大自主技术研究，完善绿化方案，建立水库储备水源，研究煤、电和化工的结合。
关键词：煤制油；直接液化；综合评价AbstractShenhua coal to oil was the first industrialization project on construction in the world, which was divided into two stages,including the early one and the first one.the gross of project is five million tons/year in petroleum product. The early stage started to be constructed since August, 2004, the first stage will be finshed in 2009, and plan to put into production in may.The comprehensive evaluation of the project in direct liquefaction process on shenhua coal was studied in this paper, which mainly was divided into three parts, including the economic analysis, technical analysis and environmental analysis. At the same time, this paper also introduced the process flow in coal liquefaction, major introduced special unit of coal to oil, for example: coal liquefaction unit, hydrogen unit, T-star process unit.Economic analysis, using knowledge of technical economics, the project total investment, total cost, project sales income and tax and cash flow were calculated,then the internal rate of return and investment recoupment period of project were 13.13% and 7.73 years respectively.The internal rate of return was more than the one for petrochemical industry which was 10%. From the economic aspect, the project was profitable.Technical analysis, mainly studied from coal direct liquefaction technical scheme, engineering enlargement and project construction. The core technology liquefaction process - HTI process employing the America technology, catalyst preparation process - using new efficient "863" synthesis catalyst, coal liquefaction process for hydrogen production unit by adding pressurized gasification - employing Shell advanced pressurized gasification technology were emphatically analyzed. Shenhua coal to oil project in product separation unit, hydrogenation modification uint,airseparation unitand water treatment were adopted advanced technology. Meanwhile the engineering and construction of the project also guaranteed the system of shenhua coal to oil on construction orderly.Environmental analysis, mainly studied sewage and liquefaction residues in the project. The Suggestions were put forward for this project.Finally, this paper gave the advices for shenhua program, consisting of strengthening technology study, establishing reservoir, completing green program and studying electricity, water, chemical combination.Key Words：coal to oil; direct liquefaction; comprehensive evaluation目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ........................................................................................................ I V 第1章前言 . (1)第2章文献综述 (3)2.1煤直接液化技术概论 (3)2.1.1煤直接液化的基本原理 (3)2.1.2煤直接液化工艺介绍 (3)2.1.3煤直接液化技术的发展 (5)2.1.4煤炭直接液化典型工艺 (6)2.2国外煤液化项目发展情况 (9)2.2.1美国、澳大利亚、印度、新西兰、和菲律宾的情况 (9)2.3神华项目简介 (12)2.3.1项目背景介绍 (12)2.3.2神华煤直接项目介绍 (13)2.3.3项目进展 (14)2.3.4 神华集团发展煤直接液化的优势 (16)2.4小结 (17)第3章神华煤直接液化工艺流程 (18)3.1总加工流程 (18)3.1.1先期总加工流程简介 (18)3.1.2一期总加工流程简介 (20)3.2煤直接液化工艺特点 (22)3.2.1采用悬浮床反应器，处理能力大，效率高 (22)3.2.2催化剂制备单元 (24)3.2.2采用T-star工艺对液化粗油进行精制 (24)3.2.3加氢改质单元 (25)3.2.4重整抽提单元 (26)3.2.5异构化单元 (26)3.2.6煤制氢单元 (27)3.2.7空分装置 (28)3.2.8自备电站 (28)3.2.9水处理装置 (29)3.3小结 (29)第4章煤直接液化工艺经济分析 (30)4.1投资估算与资金筹措 (30)4.1.1建设投资与流动资金估算 (30)4.1.2资金筹措及用使用计划 (33)4.1.3总投资 (34)4.2总成本费用估算 (34)4.2.1炼油总成本的构成 (34)4.2.2生产成本 (35)4.2.3管理费用 (38)4.2.4财务费用 (38)4.2.5销售费用费用 (38)4.2.6合计 (39)4.3销售收入与税金计算 (39)4.3.1销售收入 (39)4.3.2流转税及附加计算 (40)4.4现金流量计算 (42)4.4.1计算依据 (42)4.4.2相关指标计算及其结果 (42)4.5其它指标计算 (43)4.6各种经济指标汇总 (44)4.6小结 (45)第5章煤直接液化技术研究 (46)5.1神华采用的技术方案 (46)5.1.1最核心工艺的选择 (47)5.1.2煤直接用煤的洗选 (49)5.1.3煤直接液化反应器的制造 (50)5.1.4煤直接液化催化剂 (51)5.1.5煤直接液化制氢单元 (52)5.1.6煤直接液化空分装置 (52)5.1.7煤直接液化自备电站 (52)5.1.7煤直接液化控制系统 (53)5.1.8煤直接液化固液分离系统 (53)5.1.9煤直接液化固液供氢溶剂 (53)5.1.10煤直接液化T-star工艺 (53)5.2神华项目工程放大研究 (54)5.3神华项目建设研究 (54)5.4小结 (55)第6章煤直接液化环境分析 (56)6.1神华煤直接液化污水回用 (56)6.1.1神东矿区污水回用分析 (56)6.1.2神华项目供水、污水回用方案 (57)6.1.3分析结论 (58)6.2煤直接液化残渣利用 (58)6.2.1干馏焦化 (59)6.2.2燃烧发电 (59)6.2.3气化 (60)6.2.4分析结果 (60)第7章神华煤直接液化项目发展建议 (61)7.1项目的发展前景 (61)7.1.1国家政策 (61)7.1.2我国的能源结构 (61)7.1.3神华集团的实力 (62)7.2项目的发展建议 (62)7.2.1优化技术方案，掌握核心技术 (62)7.2.2建立完善的绿化方案 (63)7.2.3建立水库储备水量 (63)7.2.4 研究项目煤、电和化工的结合 (63)第8章结论与建议 (65)参考文献 (67)附图 (72)附表 (73)第1章前言能源和环境是当今我国面临的两大严峻问题，如何在保护环境的条件下，合理高效的使用能源是大家共同关心的话题。
神华集团公司煤液化项目情况
就目前了解的情况，神华在国内煤制油领域在投资和技术方面均处于领头羊的位置。
在煤制油的两条技术路线上，神华均有所动作。
神华企业概况
神华集团有限责任公司（简称神华集团）是于1995年10月经国务院批准组建的国有独资公司，前身为华能集团属下的华能精煤公司（1985年成立）。
中央直管的53户国有重要骨干企业之一。
在国家计划和中央财政实行单列，享有对外融资权、外贸经营权、煤炭出口权。
神华集团以能源为主业，集煤矿、电厂、铁路、港口、航运为一体，实施跨地区、跨行业、多元化经营，是我国最大的煤炭企业。
神华集团负责统一规划和开发经营神府东胜煤田的煤炭资源和与之配套的铁路、电厂、港口、航运船队等项目。
神府东胜煤田位于中国陕西省榆林地区和内蒙古伊克昭盟境内。
属世界八大煤田之一，已探明煤田含煤面积3.12万平方公里，地质储量2236亿吨。
目前，神华集团拥有全资及控股子公司30家，职工约9万人。
截止2002年底，总资产1026亿元。
神华集团目前拥有银行信贷额度超过1500亿元。
2002年，神华集团商品煤销售7773万吨，主营业务收入258亿元,还本付息56.02亿元，利润总额23.19亿元。
集团综合实力大幅度提高。
神华集团已连续两年在国务院五部委对全国169家中央企业进行
综合效绩考评中，位居全国煤炭行业第一。
中国神华煤制油有限公司作为神华集团的全资企业，经国家工商行政管理总局批准，于2003年6月12日在北京成立，公司注册资金为20亿元人民币。
神华煤液化项目情况
1. 神华的直接煤变油项目
2004年8月，获得国家发改委批准的神华集团内蒙古直接液化项目破土动工，2005年4月18日核心装置开始建设，这是世界上唯一的大型煤直接液化项目。
项目地址：内蒙古伊金霍洛旗乌兰木伦镇，建设总规模为年产油500余万吨，分两期建设，其中一期工程由三条主生产线组成，包括煤液化、煤制氢、溶剂加氢、加氢改质、催化剂制备等14套主要生产装置。
一期工程建成投产后，每年用煤970万吨，可生产各种油品320万吨。
神华煤制油自备电站５×１００ｍｗ工程可行性研究报告也已由北京华北电力设计院编制完成，并通过审查。
计划于05年10月动工建设。
神华煤直接液化项目一期工程设计规模为年产成品油３００万吨，用电负荷４２０ｍｗ，需工业蒸汽１２００ｔ／ｈ，年排出油灰渣１８０万吨、洗中煤１００万吨，可燃性化工尾气４．２—９万ｎｍ３／ｈ。
该工程分三条生产线建设，先期建设第一条生产线规模为年产成品油１００万吨，用电负荷１４２ｍｗ，需工业蒸汽４００ｔ／ｈ，年排出油灰渣６０万吨、洗中煤３３万吨，可燃性化工尾气１．４—３万ｎｍ３／ｈ。
该电站的燃料主要来源于煤直接液化所
产生的油灰渣、洗中煤和可燃性化工尾气，不足部分每台锅炉年需补充洗中煤３．５万吨。
自备电站系统年利用小时与煤液化装置同为７４４０小时。
中国神华煤制油有限公司、上海电气（集团）总公司和上海华谊（集团）公司共同出资在上海组建了神华煤制油研究中心有限公司，专门负责煤液化项目的技术攻关。
上海神华煤制油中试基地于2003年12月打桩，2004年9月完成基本建设，进行设备安装调试，2004年12月开始联动试车。
实现了从煤直接液化制油”的工艺流程全线贯通。
2. 神华的间接煤制油项目
除直接煤制油项目外，神华集团的间接煤制油项目也正在紧锣密鼓的进行中。
神华集团已经在国家发改委的牵头下，与宁夏煤业集团(简称宁煤集团)组成了对外谈判小组，与南非sasol公司进行了12轮谈判。
谈判的结果是，神华集团和宁夏煤业集团与南非sasol公司合作，计划在中国投资600亿元建设两个新的煤炭间接液化项目。
南非sasol 公司新闻发言人约翰•范里德05年9月26日说，sasol与中国神华集团和宁夏煤业集团的合作计划将于今年年底前完成可行性研究，其目标是在陕西和宁夏各建一座日产能力为8万桶合成油的工厂。
不过他表示，双方的合作方式、项目投资额等问题要等可行性研究结束后才会具体讨论。
初步方案是萨索尔公司是以技术作为30%股份和神华合作的，技术作价80亿元人民币。
神华集团新闻发言人透露，神
华和宁煤集团目前正在评估索沃公司所提出的建议书。
根据计划，神华将在陕西榆林地区兴建煤液化项目，宁煤集团则计划在附近的宁夏省建厂。
这两座液化厂每年将生产300万吨，或者是6.5万桶煤油或者其他燃油。
宁夏发改委的相关人士透露，基于神华的实力，在拟建设的这两座间接液化厂中，神华集团极有可能参股宁煤集团的液化项目。
3. 神华的煤制烯烃项目
作为煤制油项目的配套，神华煤制油公司还将投资约１２０亿人民币建设煤制造化学品的工厂。
即神华的煤制烯烃项目
神华煤制烯烃项目申请报告已于05年6月初由国家发改委委托中国石化咨询公司完成评估。
神华包头煤制烯烃项目由神华集团有限责任公司、香港嘉里化工有限公司、包头明天科技股份有限公司共同出资建设，总投资115.6亿元(含外资4.3亿美元)，其中基础建设投资为108.2亿元。
项目厂址位于包头市九原区哈林格尔镇，昆都仑河以西，包兰铁路线以南，建设规模为年产聚丙烯31万吨、聚乙烯30万吨、中间产品甲醇180万吨、副产品丁烯9.4万吨、c5以上烷烃3.7万吨、乙烷和丙烷1.4万吨、硫磺1.9万吨。
与此项目同时配套的还有100兆瓦的热电站。
此项目将采用洁净煤气化技术和新型煤化工技术，以煤代油发展煤制烯烃产业。
神华煤液化项目的发展历程
１９９７年，国家计委决定同时与美国、日本、德国开展煤制油联合研究，云南省政府与德国合作、黑龙江伊春市与日本合作、神华
集团与美国合作，择优引进。
在对三个项目技术数据比较后，决策部门认为采用美国技术的神华项目油收率高，成本相对低，于是确定引进美国技术，整个神华煤制油进入全面准备阶段。
（但是后来美国的煤炭直接液化技术引进，因技术转让费用惊人、适用性欠佳等多种原因而搁浅。
据称，最重要的原因是，美国的计划并没有付诸工业化生产。
）
１９９８年，国务院将大约１１０亿的煤代油基金划拨给神华集团，这事实上表明国家将实施煤制油战略的主要任务交给了神华。
２００２年中国煤炭科学研究总院原院长张玉卓加盟神华集团，全面负责神华集团的煤制油战略。
２００３年，神华在上海建立了具有自主知识产权的煤直接液化中试工厂，2004年12月16日，神华日处理6吨煤的pdu装置在上海第一次投煤获得成功，并成功制出了实验油品。
２００４年３月，北京的一个能源研讨会上，神华集团宣布神华将垄断国内煤炭液化市场，与中石油、中石化在石油市场鼎足而三。
２００４年８月，国家发改委批准神华集团内蒙古直接液化项目动工，这是目前世界上单套规模最大的直接液化工业示范项目，该项目总投资亦是６００亿元，分二期建设。
一期建设３条生产线，总投资２５０亿元，设计规模为年产成品油５００万吨，预计在２００７年建成投产。
２００４年９月，中国神华煤制油公司就神华煤直接液化项目与中国人民财险、平安财险、太平洋财险和天安保险公司等4家保险公
司正式签订了保险合同及保险服务协议。
人保财险首席承保世界第一个商业化煤直接液化项目，保额高达75亿元人民币。
这四家国内最具实力的财险公司将共同为神华“煤变油”工程项目提供风险保障服务。
２００５年５月神华的煤制烯烃项目通过了由国家发改委委托的中国石化咨询公司完成的获批之前的最后一次评估，并与设计单位签订了项目设计合同。
２００５年８月，神华集团与包头市人民政府日前签署了煤制烯烃项目外围建设协议，标志着总投资117亿元的神华煤制烯烃项目即将开工建设。
２００５年９月１６日神华煤制油有限公司副总经理岳国向外界透露，全球第一套煤制烯烃工业化项目的关键技术—甲醇制烯烃精品文档，你值得期待
（mto）技术引进谈判已进入尾声，技术合作双方为中国神华集团和美国环球油品公司（uop）。
这标志着该项目各项前期工作已基本完成，只待国家发改委核准
红尘多少爱，化作春水流。
时光悠悠，岁月悠悠；韶华易逝真情难留。
忘情川上谁因离恨泪流？三生石前谁为痴情消廋？
纵然我望断天涯孤独依旧，在桃花飘落的渡口，我依然会为你采撷相思的红豆；在海鸥飞翔的码头，我依然会为你升起祝福的星斗。
你若微笑，我青山妩媚；你若安好，我绿水无忧！
你若想我，我春风盈袖；你若念我，我春住心头！。
