煤煉油

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，煤炭不便於處理和運輸。

通過脫碳和加氫，煤炭可以直接或間接轉化成適於運輸的液體燃料，其中一種方法是焦化或熱解，另外一種方法是液化。由於將煤炭轉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，這是煤炭液化技術能夠付諸實施的一個主要激勵因素。

隨著石油儲量的逐漸減少，可以預見在未來的一定時期，將需要替代性液體燃料。由於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，由於國際油價暴漲，美國、英國和日本等國家就開始進行大量的煤炭液化技術研究和開發。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年的貿易禁運，這些因素促使南非大規模採用煤炭液化產品。南非60%的運輸燃料是由煤炭提供的。

許多不同的“直接”液化工藝已被開發出來，但就所進行的化學反應而言，它們密切相關。這些液化工藝的共同特徵是，先將大量的煤粉放入溶劑中，在高溫高壓的條件下進行溶解，然後將溶解的煤炭在氫氣和催化劑的作用下進行加氫過程。直接液化是目前可採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%（乾燥無礦物質煤）。如果允許熱量損失和其它非煤能量輸入的話，現代液化工藝總熱效率（即轉化成最終產品的輸入原料的熱值比例，%）一般為60～70%。這些工藝一般發展到工藝開發單元（process development unit）或試驗性階段，並且主要的技術問題已得到解決。但是，沒有示範廠或商業化廠建成運轉。

煤炭“間接”液化的唯一正在運轉工藝是南非的Sasol工藝，已經建成了三座生產廠。間接液化的唯一核心技術是合成反應段，因此最近的主要工作集中在開發先進的催化劑上，催化劑不限於某一具體工藝。

從1985年以後，由於石油的價格較低，人們對用於生產運輸燃料的煤炭液化的興趣下降。只有日本還在積極進行大規模的煤炭液化工藝的研究，並且還有一座150t/d規模的裝置正在運轉。由於中國逐漸成為一個凈石油進口國，而且潛在的產油區地理位置偏僻，因此中國有發展煤炭液化的強烈願望。中國正在分別與美國、日本和德國合作進行煤炭液化的可行性研究。

煤炭液化的可行性主要決定於液化工藝的經濟性。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的極大興趣，並可能導致大規模的商業化煤炭液化生產。

2008年，神華集團啟動中國乃至世界第一個工業化煤制油項目，可年產320萬噸油品；兗礦集團計劃在陝西榆林建設100萬噸油品生產線；伊泰集團年產48萬噸油品項目開工；潞安集團16萬噸煤制油項目開工。6月中旬，國家發改委和美國能源部在北京聯合舉辦了煤炭氣化液化技術研討會，國內各相關企業紛紛與會，頗為熱鬧。不僅中國煤制油熱在升溫，作為富煤少油的大國，美國也有意推動煤制油。

首先是技術風險。煤制油技術特別是直接液化技術，即使是發達國家，也大多在試驗階段，並未進行大規模工業化生產。各國的煤制油技術對於解決含碳廢棄物的排放還不太成功，也就是說，生產過程中還是會造成一定的污染。

我國在直接液化方面的試驗研究開始於20世紀50年代。神華集團公司已經開發出了具有自主知識產權的煤炭直接液化工藝。在煤炭間接液化方面，中科院山西煤化所、山東兗礦集團等均在積極研發具有我國自主知識產權的煤炭間接液化技術。

煤煉油就是將煤加壓氣化后，分解出一氧化碳和氫氣，然後再用有效氣，合成汽油和柴油。煤變油在國際上有兩種方式：一是煤直接煉油，二是間接煉油。煤變油有直接液化和間接液化兩種方法，直接液化對煤種比較挑剔，但轉化效率高，間接液化可利用煤種多，但轉化效率低。神華用的是直接法，兗礦用的是間接法。

此外還由另外一條途徑：以煤為原料制甲醇，在用甲醇生產二甲醚，二甲醚可作為液體燃料。全國這類生產線在建多條。

按黑色能源儲量估計，未來石油資源大概還能供應全球市場100年左右，天燃氣200年左右，而固體能源相對我國而言儲量大，質量優，尤其是神華煤，相對來說在未來其它能源減少的情況下煤能源將做為主要能源。

當前，我國己投入工業化示範的煤制油項目有5個，產能達160萬噸。根據煤制油項目進展情況和幾個煤制油企業規劃，到2015年煤制油產能可達1200萬噸，2020年可達3300萬噸的規模。

預計，按照高中低三種增速計算，到2015年我國煤制油的生產規模分別達到600萬噸/年、1000萬噸/年、1200萬噸/年。到2020年高增長情景下可達5000萬噸/年。

現階段，我國煤制油行業處在大型國有煤炭企業中試點階段。數據監測顯示，截至2012年底，已經投產的項目中煤制油總產能為170萬噸/年，其中神華集團居於主導地位，佔總產能的74%。根據煤制油項目投產企業的佔比，推算出2012年中國煤制油項目生產油品的總規模達到106.08萬噸，與2011年相比，有所下降。

我國中科院山西煤化所從20世紀80年代開始進行鐵基、鈷基兩大類催化劑費-托合成油煤炭間接液化技術研究及工程開發，完成了2000噸/年規模的煤基合成油工業實驗，5噸煤炭可合成1噸成品油。據項目規劃，一個萬噸級的“煤變油”裝置可望在未來3年內崛起於我國煤炭大省山西。中科院還設想到2008年建成一個百萬噸級的煤基合成油大型企業，山西大同、朔州地區幾個大煤田之間將建成一個大的煤“煉油廠”。總投資100億美元的朔州連順能源公司每年500萬噸煤基合成油項目已進入實質性開發階段，計劃2005年建成投產。產品將包括辛烷值不低於90號且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500種化工延伸產品。

我國煤炭資源豐富，為保障國家能源安全，滿足國家能源戰略對間接液化技術的迫切需要，2001年國家科技部”863”計劃和中國科學院聯合啟動了”煤制油”重大科技項目。兩年後，承擔這一項目的中科院山西煤化所已取得了一系列重要進展。與我們常見的柴油判若兩物的源自煤炭的高品質柴油，清澈透明，幾乎無味，柴油中硫、氮等污染物含量極低，十六烷值高達75以上，具有高動力、無污染特點。這種高品質柴油與汽油相比，百公里耗油減少30%，油品中硫含量小於0．5×10－6，比歐Ⅴ標準高10倍，比歐Ⅳ標準高20倍，屬優異的環保型清潔燃料。

2008年中國的煤化工產業繼續有序發展，煤化工產業發展政策逐步完善，煤基甲醇和煤基二甲醚的試點應用取得可喜進展，產能得到進一步釋放，新型煤化工產品逐漸走向市場，並被市場接受。隨著金融危機影響的加劇，中國煤化工產業面臨成本壓力，行業發展趨緩。由於國家政策總體上仍支持煤化工發展，節能減排已是大勢所趨，故中國煤化工產業雖短期受困但前景仍十分可觀。

新型煤化工以生產潔凈能源和可替代石油化工的產品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它與能源、化工技術結合，可形成煤炭——能源化工一體化的新興產業。煤炭能源化工產業將在中國能源的可持續利用中扮演重要的角色，是今後20年的重要發展方向，這對於中國減輕燃煤造成的環境污染、降低中國對進口石油的依賴均有著重大意義。可以說，煤化工行業在中國面臨著新的市場需求和發展機遇。