煤炭液化變油淺析

煤炭是一種碳含量高、但氫含量只有5%的固體。與液體燃料（從原油中提取的）相比，煤炭不便于處理和運(yùn)輸。 通過脫碳和加氫，煤炭可以直接或間接轉(zhuǎn)化成適于運(yùn)輸?shù)囊后w燃料，其中一種方法是焦化或熱解，另外一種方法是液化。由于將煤炭轉(zhuǎn)化成液體燃料的成本比提煉原油的成本高，但原煤本身的價格比較低廉，這是煤炭液化技術(shù)能夠付諸實(shí)施的一個主要激勵因素。 隨著石油儲量的逐漸減少，可以預(yù)見在未來的一定時期，將需要替代性液體燃料。由于全球的煤炭儲量極其豐富，煤炭液化是其中之一。
 
       早在70年代初，由于國際油價暴漲，美國、英國和日本等國家就開始進(jìn)行大量的煤炭液化技術(shù)研究和開發(fā)。從80年代開始，大部分煤炭液化項目被擱置起來，但南非例外。原因是南非沒有石油和天然氣資源，僅有豐富的煤炭資源，另外，到80年代中期為止，南非受到了30年的貿(mào)易禁運(yùn)，這些因素促使南非大規(guī)模采用煤炭液化產(chǎn)品。

        目前，南非60%的運(yùn)輸燃料是由煤炭提供的。 許多不同的“直接”液化工藝已被開發(fā)出來，但就所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)而言，它們密切相關(guān)。這些液化工藝的共同特征是，先將大量的煤粉放入溶劑中，在高溫高壓的條件下進(jìn)行溶解，然后將溶解的煤炭在氫氣和催化劑的作用下進(jìn)行加氫過程。 直接液化是目前可采用的最有效的液化方法。在合適的條件下，液化油收率超過70%（干燥無礦物質(zhì)煤）。如果允許熱量損失和其它非煤能量輸入的話，現(xiàn)代液化工藝總熱效率（即轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)品的輸入原料的熱值比例，%）一般為60～70%。 這些工藝一般發(fā)展到工藝開發(fā)單元（process development unit）或試驗(yàn)性階段，并且主要的技術(shù)問題已得到解決。但是，目前沒有示范廠或商業(yè)化廠建成運(yùn)轉(zhuǎn)。 

       煤炭“間接”液化的唯一正在運(yùn)轉(zhuǎn)工藝是南非的Sasol工藝，目前已經(jīng)建成了三座生產(chǎn)廠。間接液化的唯一核心技術(shù)是合成反應(yīng)段，因此最近的主要工作集中在開發(fā)先進(jìn)的催化劑上，催化劑不限于某一具體工藝。 從1985年以后，由于石油的價格較低，人們對用于生產(chǎn)運(yùn)輸燃料的煤炭液化的興趣下降。目前，只有日本還在積極進(jìn)行大規(guī)模的煤炭液化工藝的研究，并且還有一座150t/d規(guī)模的裝置正在運(yùn)轉(zhuǎn)。由于中國目前逐漸成為一個凈石油進(jìn)口國，而且潛在的產(chǎn)油區(qū)地理位置偏僻，因此中國有發(fā)展煤炭液化的強(qiáng)烈愿望。中國正在分別與美國、日本和德國合作進(jìn)行煤炭液化的可行性研究。 煤炭液化的可行性主要決定于液化工藝的經(jīng)濟(jì)性。這需要大量的品位低、價格低的煤炭，且石油和天然氣缺乏或成本較高。也就是說，未來石油價格的上漲將引起人們重新對煤炭液化技術(shù)的極大興趣，并可能導(dǎo)致大規(guī)模的商業(yè)化煤炭液化生產(chǎn)。