关于煤制油液化化工工艺的全面探讨

柴育鹏

摘 要：众所周知，我国是一个煤富油贫的国家，而且随着经济的不断发展，石油耗量逐渐增加，目前我国石油短缺问题十分严重。在这样的背景下，诸多煤制油液化化工工艺应运而生，为缓解石油短缺形势提供了一定的助益。基于此，本文对煤制油液化化工工艺进行了全面探讨，并对其煤制油技术的应用及发展前景进行了阐述，仅供参考。

关键词：煤制油；液化化工工艺；应用；前景

引言

随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增加，能源问题愈来愈受到人们的关注与重视。我国虽然属于能源大国，但当前能源问题已经十分突出，被视为工业血液的石油正在逐步走向枯竭。因此，煤制油技术作为一种石油补充技术，逐渐被各国研究、应用和认可。我国也不例外，而且经过艰苦努力和自主创新，国内的煤制油技术工藝日趋可行和成熟，对推进能源的可持续发展战略有着重要的意义。

1煤制油液化化工工艺简介

煤制油液化化工工艺又称为煤制油技术，其是以煤炭作为原材料，经过化工加工的手段，将其转化为原油类产品的过程。目前比较成熟的有直接液化和间接液化两种工艺。简单来说，直接液化工艺就是采用物理和化学手段将煤炭直接转化为液体形态；而间接液化工艺则是先采用物理手段将煤炭转化为气体，再通过化学方式使用催化剂将气体转化为液体，然后将两种工艺所得到的液体经过化学反应后制成原油类产品。

2煤制油直接液化工艺

煤制油直接液化工艺也称为加氢液化，该工艺是将粉状煤加压加温到适当的压力和条件后，直接催化加氢理化，使其降解并加氢从而得到液体油品。目前国内较为典型的有神华煤直接液化工艺。

煤制油直接液化工艺的原理是当煤炭加热超过300℃时，其中大分子结构较弱的桥键开始断裂，煤分子结构被破坏，产生大量的自由基或以结构单元为基体的自由基碎片，这些受热形成的自由基相对分子质量在数百范围，在高压条件下加氢溶剂，以自由基形式构成的煤就会转化为油分子、沥青烯，继续加氢可促使油分子、沥青烯进一步裂化为更小的分子，最终合成液态烃类燃料并脱除硫、氮、氧等原子。煤制油直接液化工艺主要包括备煤、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化、液体产品分馏和精制及液化残渣气化支取氢气几个步骤，其工艺流程如图1所示。

当利用煤炭直接液化技术生产原油类产品时，其对于原材料——煤炭的质量要求较为严格，需要利用特殊种类的煤炭才能够完成。一般情况下选用的是褐炭或长焰炭作为原材料，在加工前还需要对原材料进行干燥处理，以免水分过多影响加工时的化学反应；煤浆制备环节是对煤炭持续加热，使其到达300℃，从而促使煤结构分解，从分子状态转化为自由基状态，如果在加热过程中中断加热则可能会导致碳离子之间重聚或发生其它变化。同时这个过程中还要加入一定的催化剂；在高温高压的条件下，在煤浆中加氢或氢溶剂，能够使煤与氢在催化剂条件结合为初级加氢产物，继续加氢裂化，就会生成气、液、固三相的生成物；一般采用直接液化工艺，煤制油燃油产出率在70%左右，其余为固体残渣，因此，需要采用固液分离技术提取出液态燃油；由于工艺采用的是加氢液化，分离后的燃油中还存在氢气，所以还需要采用净化技术提取出氢气；残渣处理和氢气提取完成之后，就需要对反应结束的粗油进行加氢处理，将其中含有的石脑油馏和芳烃制成高辛烷值汽油和芳烃燃料；进一步深层次加氢处理能够使制备的液态油中含有的中油成为品质合格的柴油；含有的重馏油可加工为燃料油，深度加氢将液态油中的杂原子及金属盐成分去除，中油和重油混合加氢裂化可制备汽油。

3煤制油间接液化工艺

煤炭间接液化工艺与直接液化工艺的区别就在于其转化过程，间接液化工艺也是以煤炭作为原材料，但该工艺首先需要通过物理方式将煤炭转化为气体，然后再通过化学和物理方法的结合将其转化为液体。这种工艺技术首先是由南非地区的国家进行研究的，目前在我国也有着一定程度的应用。

在采用煤制油间接液化工艺时，首先需要将煤炭转化为一氧化碳，然后利用氢气对其进行脱硫、脱氧等处理，最后通过催化剂和氢气的作用转化为液态煤炭，此过程也需要在高温高压环境下进行。煤制油间接液化技术对原料煤的要求不高，普通煤种都可以用作原料。在气化煤炭之后还需要进行气体净化处理，去除气体中所含的灰尘杂质，以免造成反应过程中的其它化学反应。该工艺与直接液化工艺不同，其所需要的高温环境为250℃左右，气压达到15-40个大气压即可。虽然煤制油间接液化工艺环节少、所需反应条件也容易达到，但是其化学反应的难度较大，因此，催化剂的选择成为了关系到化学反应成功与否的关键，合理选择催化剂，成为了促进煤间接液化取得积极效果，提高煤间接液化生产效率的关键。从生产效率来看，由于缺乏高效的催化剂，煤间接液化的产出比较低，利用煤间接液化技术生产1吨油，需要5-7吨优质原煤，并且化学反应相对复杂、成本较高。

4煤制油液化工艺的应用及发展前景

4.1在成品油及化工产品制备中的应用

从目前来看，煤制油液化工艺主要应用在成品油和化工产品的生产领域，并在成品油和化工产品的制备中取得了积极效果，不但满足了成品油和化工产品的供应，而且提高了成品油及化工产品的生产效率。由此可见，煤制油技术的主要应用领域为成品油和化工产品制备，应用效果明显。为此我们应有足够重视。

4.2在煤化工领域的重要应用

煤制油液化工艺催生了煤化工这一技术领域，并成为了煤化工领域的重要技术之一，煤制油技术在煤化工领域的应用，不但提高了煤化工领域的发展质量，而且提升了煤化工领域的发展水平。由此可见，煤制油液化工艺在煤化工领域的应用，是改变石油供应的重要方式，也将是未来发展的必然趋势。

结束语

总而言之，煤制油液化工艺在成品油及化工产品制备以及煤化工领域有着重要应用。当前，我国主要有煤制油直接液化与间接液化两种工艺，两者都有各自的优缺点，因此，在使用时应当结合实际情况对工艺进行合理选择。同时，为了提高煤制油液化工艺的发展质量，我们应对现有工艺流程进行优化，寻找更加可靠稳定的催化剂，保证煤制油反应取得积极效果，提高煤制油的整体产量。

参考文献：

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