煤炭間接液化技術一煤炭利用新途徑

目前，中國的經(jīng)濟規(guī)模全球第二，能源市場全球第一，而碳排放全球最高。近兩年動輒全國十幾個省份連續(xù)發(fā)生霧霾天氣，已成為嚴重威脅人民群眾健康的污染源。造成霧霾的原因是大氣環(huán)流變化和污染物排放交互作用。因此在煤焦化工鋼鐵冶金行業(yè)，煤炭發(fā)電、煤炭清潔轉化、煤炭污染物控制、二氧化碳CCS等國家重點支持的清潔低碳煤技術的突破和變革成為能源革命的核心科技應用，以煤制油，煤制氣、煤制烯烴為主體的新型煤化工產業(yè)發(fā)展迅速。2014年6月7日，國務院發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》明確提出，堅持煤基替代、生物質替代并舉，到2020年，形成石油替代能力4000萬噸以上。支持煤制油產業(yè)發(fā)展，有利于傳統(tǒng)煤炭工業(yè)轉型升級，有利于國家能源安全，具有明顯的環(huán)保效益。

2016年12月6日，以中國科學院山西煤炭化學研究所自主研發(fā)的高溫鐵基漿態(tài)床煤炭間接液化技術為核心的全球單套規(guī)模最大的煤炭間接液化裝置——神華寧煤400萬屯/年煤制油工程投料，產出費托輕質油和費托重質油；9日產出穩(wěn)定合格蠟；18日加氫精制裝置產出合格柴油；21日實現(xiàn)了煤制油工程全流程貫通。這是山西煤化所重大成果產出的成功應用典范，受到了中央和相關部門的高度重視。

12月28日，習近平總書記對這一項目作出重要指示：“在神華寧煤煤制油示范項目建成投產之際，我代表黨中央，對此表示熱烈的祝賀，向參與工程建設、生產運行、技術研發(fā)的廣大科技人員，干部職工，表示誠摯的問候，這一重大項目建成投產，對我國增強能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用，促進民族地區(qū)發(fā)展具有重大意義，是對能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果。這充分說明，轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、調整經(jīng)濟結構，推進供給側結構性改革，構建現(xiàn)代產業(yè)體系，必須大力推進科技創(chuàng)新，加快推動科技成果向現(xiàn)實生產力轉化。希望同志們再接再厲、精益求精，保證項目安全、穩(wěn)定、清潔運行，不斷擴大我國在煤炭加工轉化領域的技術和產業(yè)優(yōu)勢，加快推進能源生產和消費革命，為實現(xiàn)，兩個一百年，奮斗目標、實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢作出新的更大的貢獻。”

該工程是我國煤炭深加工轉化重大的商業(yè)化示范工程，投資550億元，廠區(qū)占地面積561公頃，每年轉化煤炭2046萬噸，設計油品產能405萬噸/年，其中，清潔柴油273萬噸，石腦油9875-噸，液化石油氣34萬噸，副產硫磺2。萬噸、混醇7.575-噸，硫酸銨14.575-噸，是目前世界石油化工及煤化工行業(yè)單套投資建設規(guī)模最大、裝置最大、擁有中國自主知識產權的煤炭間接液化示范項目。采用的核心技術高溫漿態(tài)床費托合成油品催化劑與反應器技術是中科院山西煤化所幾代人歷時30余年共同努力和創(chuàng)新的結晶，該技術在費托合成催化劑活性，選擇性與產油能力等關鍵技術指標上均處于國際領先水平。整個項目承擔著國家37項重大技術、裝備及材料的國產化任務，打破了國外對煤制油化工核心技術的長期壟斷，探索出了科技含量高、附加值高、產業(yè)鏈長的煤炭深加工產業(yè)發(fā)展模式；對提高我國能源體系抵御風險的能力，提升國內裝備制造業(yè)水平，加快我國油品質量升級進程等具有重要意義。這一全球單套規(guī)模最大的煤制油項目還將通過系統(tǒng)集成和優(yōu)化，強化節(jié)能節(jié)水措施，同時煤炭間接液化的合成油品具有超低硫、低芳烴、高十六烷值、低灰分的特點，這些指標均優(yōu)于國V和歐V標準，有利于降低二氧化硫、氮氧化物、碳氫化合物和顆粒物等污染物的排放，有效降低城市空氣污染，防止霧霾出現(xiàn)。

用淺顯易懂的語言解釋“煤炭間接液化”技術，就是先把煤炭在高溫下與氧氣和水蒸氣反應，使煤炭全部氣化、轉化成合成氣（一氧化碳和氫氣的混合物），然后再在催化劑的作用下合成為液體燃料的工藝技術。在煤炭液化的加工過程中，煤炭中含有的硫等有害元素以及無機礦物質（燃燒后轉化成灰分）均可脫除，硫還可以硫磺的形態(tài)得到回收，而液體產品品質較一般石油產品更優(yōu)質。

煤液化技術進步和各種先進節(jié)能、節(jié)水技術集成，使煤液化的能源轉換效率大大提高。與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電30-43%的效率相比，煤炭轉化為成品油能提高煤炭的利用效率，可以達到43-55%，實現(xiàn)資源的清潔利用。煤炭間接液化技術和產業(yè)，是在油品供應體系中統(tǒng)籌含碳資源、保障油品供應的最為基礎的技術體系。在未來能源體系過渡過程中，通過煤炭間接液化技術可以將煤炭、天然氣、含碳有機廢棄物、生物質等含碳有機物轉化為油品，使得人類文明的進程不會由于石油枯竭而終止。未來生物質轉化為油品和化學品的技術需求，使得煤液化技術開發(fā)的意義遠不止能源過渡期，直至最終可持續(xù)的、以生物質為原料的油品和化學品供應。

在該核心技術的研發(fā)過程中，中科院發(fā)揮了極大的引領帶動作用。同時作為科技成果轉移轉化機制創(chuàng)新的有益嘗試，依托山西煤化所等組建了中科合成油技術有限公司。神華寧煤集團煤制油項目重點開展中科合成油公司費托合成技術及油品加工成套技術的百萬噸級工業(yè)化示范，10萬標立方米/小時空分成套技術和2200噸干粉煤加壓氣化爐技術、丙烯制冷系統(tǒng)壓縮機以及特種工藝流程泵等重大技術、設備及關鍵材料國產化。作為煤炭間接液化的國家級核心技術團隊，目前中科合成油公司正在承擔國家級、中科院等多項重大研發(fā)課題，涉及煤制汽油工藝流程開發(fā)、低階煤分級液化技術、大型高效煤氣化裝備開發(fā)、煤制油工程中的水處理技術、焦油/重油/渣油加氫技術、生物質制油技術、超清潔汽油/航煤/潤滑油技術等。煤制油技術商業(yè)化推廣是對石油基油品的有效補充，是傳統(tǒng)能源向可再生能源供應系統(tǒng)轉變的重要過渡，對增強我國能源自主保障能力、推動煤炭清潔高效利用具有重大戰(zhàn)略意義。自主煤制油技術的成功產業(yè)化標志著我國已經(jīng)完全掌握了處于世界領先地位的百萬噸級煤炭間接液化工程的工業(yè)核心技術，打破了國外的技術壟斷，對煤炭清潔高效轉化利用具有重要的帶動示范效應，為應對世界石油市場和“后石油時代”的能源技術革命和化解中國可持續(xù)發(fā)展面臨的能源困局提供了新的路徑，同時也是對全球能源供應體系變革的有力推動。