淺談煤制油化工工藝管理

盧軍(中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司 內蒙古 017209)

煤制油是一種石油替代的技術，依據我國多煤、少油的實際情況，煤制油技術的應用可以促進能源的可持續發展，進而促進我國經濟的健康發展。 隨著石油供應需求的不斷增加，石油供應緊張的情況成為急需解決的問題。為了確保滿足人們正常生活的能源需求，推進社會經濟更好地快速發展，可靠的能源保障成為我國社會經濟良好發展的基礎之一。我國雖然是一個能源大國，但是對于國際原油市場的供應依賴度在持續不斷地提高。由此可見我國在能源的有效利用上還存在一些亟待解決的問題，為了滿足能源供應的穩定性和可靠性，新型的替代能源加工工藝的技術逐步登上歷史的舞臺，并逐漸扮演著日益重要的角色。如何依據現有的工藝技術，研究出新的適用于能源應用的技術成為全社會普遍關注的問題。在應用該技術的時候，我們也要細心研究其存在的問題及不足之處，通過不斷的改進和完善，確保煤制油工藝技術在能源發展上發揮最大的功效，為我國能源的發展貢獻一份力，進而為社會經濟的持續健康發展增磚添瓦。

一、煤制油工藝的發展史

煤制油是一種多元化的能源技術，其經過反復的研究，其應用的可靠和良好，已經得到越來越多的廣泛應用。德國在二次世界大戰的時候，由于資源緊缺，石油能源嚴重不足的背景下，德國首先進行煤制油技術的研究工作。德國在能源的應用和供應方面非常有自己獨特的主見。在十九世紀的時候，就出現了較為嚴重的能源供不應求的問題，德國率先分析和研制以煤制油的工藝和技術。二戰結束之后，歐洲的很多國家都效仿德國的制作工藝，走上了研究煤炭直接液化的技術中去，煤直接液化技術在這個時期成為炙手可熱的工藝。在1950年的時候，中東地區探測到規模較大的石油油田，因為石油的開采不僅成本不高，而且所得到的都是成品油，全球有極大部分地區開始投入到到石油采油的大浪潮中，對煤直接液化技術的探索陷入停頓的階段，并且在長久的時間內沒有得到相應的重視，出現一種發展滯留不前的局面，直至后來全世界爆發空前的石油危機，曾經遭到擱置的煤制油液化技術又重新登上歷史的舞臺。具有高超先進技術的德國、美國及日本，隨著不斷的改進研究和技術創新，在運用原有的煤制油液化技術為基礎之上，以減輕高額生產成本作為最終的奮斗目標，研究探索出全新的煤直接液化技術。研究出新型的煤制油的液化工藝原有的苛刻操作條件得以減低，在很大程度上節省成本，并提高了工作效率。雖然如此，但其所需的成本還是比石油的開采要高很多。

二、煤炭液化的工業原理

煤炭液化的工藝非常的復雜繁瑣，該工藝在加工的時候對周圍的條件有著嚴格的要求，并且不是所有的煤炭都可以用作液化工藝，只有某些優質的原煤才可以達到液化工藝的要求。在我國運用最廣的就是煤制油直接液化的工藝。

1.對煤進行直接液化的過程

通常情況下，可以把煤制油的工藝劃分為直接液化和間接液化兩種形式。煤炭是較為主要的固體燃料，因為煤炭的成因繁多復雜，它的構成也及其的復雜。煤炭通過有機物的燃燒而得到能量，該有機物主要由碳、氧、氫和其它少量的硫、磷等元素構成。如果煤的分子結構很復雜，那么其煤化的程度也是最深層次的。煤的分子結構以芳核為主，必須在高壓高溫的環境中，把煤炭從原有的固體形態加工至液體燃料，運用加氫液化完成整套的工序。該工序劃分為三個環節，這三個環節具有不可逆性。

(1)煤炭受熱進而分解

把煤炭的溫度加到300度，這個時候的煤由于遭受嚴重的熱度，它內部的分子結構中相對較弱的橋鍵出現斷裂的情況，這是煤的分子結構已經被打碎，會出現數量很多的自由基，這部分自由基的相對分子質量比較大。

(2)加氫液化。由于煤炭遭受巨大的熱量得到自由基分子的時候，可以在高壓的環境中加入適量的氫氣及氫溶劑，原來的固態煤經過轉化得到液化油分子和瀝青烯。

(3)經過液化的油分子和瀝青烯由于不停的加氫作用，不斷裂化，進而得到更小的分子。

2.煤直接液化的工藝流程

(1)備煤

直接液化對于煤炭的質量具有較高的要求，因此選擇合適的煤源變得尤為重要，直接液化所用的優質煤只有少量的褐煤及長焰煤可以投入使用。之后對煤炭進行干燥和破碎的處理。

(2)配置煤漿

煤直接液化的工藝是指先把煤炭磨碎，再把其與液化重油相互配合成煤漿。由于煤炭的加熱，在高溫高壓的環境中固態的煤因為遭受巨大的熱量進而分解其原有的自由基狀態。

(3)加氫液化及固體分離

在對煤制油工藝進行加氫液化這一步驟時，在高溫高壓的環境中為煤漿加入氫氣或氫溶液讓其進行反應，進而煤得到轉化成不同的石油產品。通常情況下煤制油直接液化的收油率在70%左右，剩余的物質為殘渣，這就是直接液化工藝中固態分離。

(4)凈化氣體

通過反應的液態煤中含有數量較多的氣體、固體和液體，這里氣體的主要成分是氫氣，固體就是經過直接液化工藝得到的殘渣，液體為煤制油，在這個時候對氣體進行凈化，從而獲取氫氣。

(5)液體的分餾及精制

剛經過液化工藝得到的是粗油，其中含有大量的芳烴及石腦油餾，在這是可以在加入氫氣進行分餾工藝，會獲得大量的芳烴原料及汽油。把煤制油工藝液化的重油及中油混合在一起加入氫氣可以得到汽油，可以在進行加氫液化之前做深度加氫的環節，可以去除調當中的金屬鹽及其他物質。

(6)煤直接液化的好處

運用煤直接液化的辦法，可以在很大程度上提升原煤的生產率。在對煤進行直接液化的時候，通常情況下一噸的優質煤可以生產出0.5—0.6噸油。由此得出，煤直接液化的方式生產率較高，是煤制油的主要辦法。

三、煤制油工藝的發展方向

能源問題是國民經濟中最為主要的問題，如果能源的問題得不到解決，那么一個國家的GDP值也不會有多大的進展，進而影響到國民經濟的可持續發展，接下來的后果可想而知。 由于煤直接液化技術的不斷改革，煤油共煉工藝走入研究的領域中，煤油共煉工藝和直接液化的形式大體相同，先把混合渣油和煤生存油煤漿，隨后把其冶煉成液體燃料，不使用循環油的環節。煤油共煉技術可以提升收油率，也放開了對煤質的要求，在很大程度上提升了氫的利用率，生產成本得到很大的降低，該工藝具有較高的實用性和可行性，在對沒進行間接液化的時候，漿態床催化劑及等溫的反應器是主要的技術。在中國未來的煤制油化工工藝發展與改革中，煤油共煉技術將得到越來越多的關注與認可，可以探尋具有很大表面積和孔徑、合適酸堿性等特點的載體開發催化劑，也可以對貴金屬、稀有金屬等助劑做深層次的研究。確保間接液化工藝朝著操作穩定、簡便、降低能耗等反面發展。

結束語

隨著石油供應能源的日益緊張，新型的煤制油工藝成為解決能源供應局面的重要方法。從分析煤制油工藝結果得出，煤直接液化的工藝產出率高，整體投入中，其在煤化工生產中得到廣泛的應用。因為煤間接液化工藝產出率比較低、能源消耗多，在煤化工生產中應用不多。為了進一步提升煤制油技術的質量，必須認真研究現有的工藝流程，尋找更好的方法，確保煤制油的整體產量穩步上升。

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