煤炭转化、综合利用与环境保护学术研讨会论文云南煤液化示范厂可行性研究概要李克健，史士东煤 炭 科 学 研 究 总 院 ， 北 il a h 逛 觉研 究 所北京和平里青年沟路 5 号，邮编;1 0 0 0 1 3摘要云南先锋褐煤在德国D M T 0 . 2 t / d P D I1 装置上的实验表明，用德国联合精炼煤液化 ( I G O R * ) 工艺进行云南先锋褐煤的液化可 得到 5 3 0% 的油收率，得到的液化油具有很低的杂原子合量，只需简单加工就可得到合格的汽泊和柴油产品 拟建设一座日 处理先锋煤 ( 于澡无灰基) 5 0 0 0吨的液化厂，年消耗原煤 5 1 0万吨 ( 包括液化用煤、气化用煤、蒸汽用煤和发电用煤) 、能生产汽油 3 5 . 2 4吨/ 年、柴油 5 3 . 0 4万吨/ 年、液化石油气 6 . 7 5万吨/ 年苯、氨、硫磺等副产品 总投资 1 0 3 . 9亿元，全部投资内 部收益率为 7 . 3 5 % 所得税前) 、自 有资金内 部收益率为6 . 7 9 % ( 所得税后) ，该项目 具有一定的经济效益/ _ 二 ，关键词;煤液化联合精炼煤液化可行性f l 眺0 . 前言 随着我国国民经济的稳定增长，石油供需矛盾 日益突出，1 9 9 3年起，我国己从石油出口国转变成为石油进口国。预计到 2 0 0 0 年，国内石油需求量为 2 . 2 亿吨/ 年，而国内石油供给量只能达到 1 . 6 5 亿吨/ 年缺口量达 4 0 0 0 -5 5 0 0 万吨/ 年。 煤炭液化是以煤代油的重要方面受到伐国政府的高度重视，煤炭液化项目己列入国家洁净煤技术九五计划和2 0 1 0年规划。1 9 9 6年 1 月 1 9日，江泽民总书记亲临煤炭科学研究总院，视察了煤炭液化实验室，并作了重要讲话，指出煤炭液化具有重要战略意义，肯定了煤科总院做了一件十分重要的工作。 1 9 8 2年以来，煤炭科学研究总院北京煤化学研究所利用引进的煤炭直接液化连续试验装置，对我国不同地区、不同种类的 2 9种煤进行了直接加氢液化试验，从中选出了 1 4 种适合液化的煤种，并对其中有代表性的4种煤进行了工艺条件试验研究，其中包括云南先锋煤。 云南省地处我国西南云贵高原，至今未发现石油资源，所需石油产品均从千里之外的沿海省份购入。由于运输距离较 长，当地的油品价格普遍高于内地。然而，云南省有丰富的煤炭资源，其中不乏象先锋煤那样的液化特性优良的煤种。因此，云南是我国具有实现煤液化工业化最好条件的省份之一。 在国家计委和原煤炭部的火力支持下，煤炭科学研究总院与德国鲁尔环保原材料i t 炭转化、综合利用与环境保护学术研讨会论文有限公司 ( R U R )和德国矿冶技术和检测有限公司 ( D M T )两家具有煤液化工艺放大装置和丰富煤炭加氢液化经验的公司在 1 9 9 7 年 3月正式签定了关于云南先锋煤液化厂可行性研究项目的协议。该项目得到中国国家计委和德国北威洲经济部的资助，云南省计委对该项目的外部工程的研究也提供了资助。在中德双万共同努力下于 1 9 9 9年 4月完成了云南煤液化厂可行性研究报告并在同年 9 月在中国二 七 京举办了云南煤液化厂可行性研究专题研讨会，1 .云南先锋褐煤液化工艺试验1 . 1试验装置 德国D M T在9 。 年代初改进了原I G工艺， 形成了更先进的联合精炼煤液化( I G O R 7 )工艺。此工艺的特点是把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失。并且在固定床催化剂上还能 把C O C O甲 烷化 使碳的损夫 量降到最低;良 度。经过这样的改进，总的液化厂投资可节约2 0 %左右，能量效率也 有较大提高。 图 1 - 1是德国 I G O R 一 工艺流程原理图，简要的工艺过程如下:煤与循环溶剂再加3 %的催化剂与 H 、 一起依次进入煤桨预热器和煤浆反应器，反应后的物料进高温分离器，在此，重质物料与气体及轻质油蒸汽分离，由高温分离器下部减压阀排出的重质物料经减压闪蒸分出残渣和闪蒸油，闪蒸油又通过高压泵打入系统与高温分离器分出的气体及轻油一起进入第一固定床反应器，在此进一步加氢后进入中温分离器，中温分离器分出的重质油作为循环溶剂，气体和轻质油蒸汽进入第二固定床反应器又一次加氢，再通过低温分离器分出提质后的轻质油产品，气体再经循环氢压机加压后与煤浆汇合。 此工艺经两步催化加氢，液化il l 己完成提质加工过程，油品中N. S含量降到 1 0 5数量级。此产品可直接蒸馏得到a 馏汽油和柴油，汽油只要再经重整就可获得高辛烷值产品。柴油只需加入少量添加剂即可得到合格产品。1 . 2 原本 ，卜 用于加氢液化的先锋揭煤经过干燥破碎后的分析数据见表 1. 1 、 原煤的水分为3 2 %左右。广西平果侣厂的炼r废渣赤泥用作煤液化催化剂，它的分析见表 1 . 2 01 3试验条件 在为期 1 2 。 天的试验中，共进行了1 6 个条件的试验得到的最佳工艺条件见表 1 . 3 .煤炭转化、综合利用与环境保护学术研讨会论文表 1 . 1 云南先锋褐煤煤质分析数据工 业 分 析 . wt %一 元 素 分 析( d a f ). w T %V o l %水灰 ( d )挥发分 ( d a f )6 - 8 碳5 -6一 氢6 8 . 7 54815卜5 3岩相分析 ( d ) ,镜质组壳质组隋性组9 7 . 711 . 4 608 3氮硫氧( 差值)20 20 . 9 62 3 46表 1 . 2 广西平果铝厂赤泥的组成， V A 1/ 0H, OF e : O ,A1 , 01 S io ,Ca OTi O,Zr o,LO3171 7 . 8801 7 . 66 . 70 . 5V , O ,Na , 0R e ._ 0 ; P 0C r = O ;Mg 0其它0 . 13】。 2一 。 .，030 . 41 2 . 5表 1 . 3 先锋渴煤 1 G O R 工艺试验最佳条件煤浆浓度催化- 11i反应压力反应温度空速第一固定床温度第二固定床温度4 8 %37 % a3 0 MPa4 5 5 C0 . 6 t / M3 h3 8 0 0C3 9 0 ,C1 . 4 试验结果试验结果示干表 t 4 中。表 1 . 4先锋褐煤 1 G O R 一 工艺试验结果， ( d a f 煤)w t %油收率残渣C 。 一 C 净C , - C ,C O ,H, O氢耗损失5 301 1 . 756 21 1 . 0 40 . 22 8 . 61 1 . 21 . 1从表 1 . 4所示的结果可以看出，对氧含量高达 2 3 .4 6 %的褐煤能得到 5 3 . 0 %的精炼油收率已是很好的结果。由于先锋褐煤较高的氧含量，导致较高的水产率和氢耗量。2 .云南先锋揭煤液化厂可行性研究主要结果2 . 1云南先锋揭煤液化厂生产规模、原料及产品 云南先锋褐煤液化厂的生产规模为日 处理无水无灰煤 5 0 0 。吨，折合原煤 7 7 7 4吨( 水分 3 2 .3 ， 灰分 5 %)。年液化用煤 2 5 6 .5万吨。另外，年气化制氢用煤 2 5 3 .2万吨 ( 水分3 2 . 3 , 灰分 1 5 %) 两项合计午用煤 5 0 9 .7 万吨。液化厂年产汽油 3 5 . 3 4 万吨，一。夕一叫9口/ 人、令个心巴一皮唱化关时t户寸工州川国令理鸳闪令勺价珍叫.t习国OD工巴缪1神困翻故，凶1阶山闪阳孚价孕分出切一门口一。咐口犯婆注万若一人琳之一盔钾一一叫闪妻创一.gA一迎一叭A叫二婆 今尸代二今三介日、二煤炭转化、综合利用与环境保护学术研讨会论文柴油5 3 . 0 4 万吨，液化石油气6 . 7 5 万吨。另 外还有副产品液氨3 .9 0 万吨、硫磺2 . 5 3 万吨、苯。 _ 8 8 万吨。2 . 2 生产工艺及装置 煤液化生产工艺采用德国 I G O R 一 工艺，液化装置采用双系列设置，每个系列的生产能力为日处理无水无灰煤 2 5 0 0 吨。 煤液化所需氢气由煤和液化残渣气化生产，根据褐煤的特点，选用德国莱茵褐煤公司的高温温克勒气化炉。该炉型是加压流化床气化炉，操作压力3 .2 MP a ，气化温度 9 7 0 0C 。气化装置也分为两个系列。从气化炉产出的粗煤气经水洗、 C O变换、低温甲 醇洗除去 C O , 和 H 多后再经变压吸附提纯获得 9 7 5 %的氢气液化厂工艺装置除液化、气化两大装置外，还有液化油蒸馏、汽油重整、气体分离等单元。工厂共有 4 8个单元。2 .3 投资估算 在对液化厂进行投资估算时，卜涂了对厂内 4 8个工艺单元进行逐个计算外，还要对诸如运煤、 输油管线、水源工程、等 1 3项厂外工程逐项计算。再加上工程预备费、建设期利息， 建设总投资为 1 0 3 .9 亿元人民币。2 . 4 经济效益分析 根据 1 9 9 8年的基本数据计算得到项目的全部投资所得税前财务内部收益率为7 . 3 5 %自有资金所得税后财务内部收益率为6 . 7 9 %，投资回收期为 1 3 .4 年 包括建设期4 年) 借款偿还期 1 4 . 1 年，有一定的经济效益。而且，该项目每年向政府上缴的增值税、消费税及附加税共计 4 . 2 9 亿元.可见项 目对国民经济的贡献是相当大的。2 . 5 敏感性分析 选择了投资额、产品销4价洛、弧 料煤价格、建设期和处理量几个参数作敏感性分析分析结果见表 & 5序号分析参数， 绍 厂 减幅度计算结果( )基本万案l7 . 3 汽 呢I投S, 额增加I ( ) 6 以 Y ,2汽 柴 下 以 I 、 L P ( ;销售价洛增加I 1 0 ,N . 9 6 1%3原料煤价洛增加1 0 %7 . 0 0 9 64建设期延长 2 年6 3 0 %n处理量增加1 0 %v . 石 7 %煤炭转化、综合利用与环境保护学术研讨会论 r通过敏感性分析发现，产品汽、柴油和 L P G 价格对项 目经济效益的敏感性最高，其次是处理量和投资额再其次是建设明，原料煤价格对经济效益的敏感性最低。3 .结论3 . 1云南先锋褐煤是高活性液化用煤，在先进的德国联合精炼 ( I G O R)工艺上液化结果表明可得到 5 3 %的精炼油收率。该精炼油只需简单的加工就可得到合格的汽油和柴油。3 .2 广西赤泥用作先锋褐煤的直接液化催化剂是可行的。3 . 3总投资为 1 0 3 .9亿元，日处理先锋煤 ( 干燥无灰基)5 0 0 。吨的液化厂，全部投资内部收益率为7 .3 5 % ( 所得税前) ，自 有资金内部收益率为6 .7 9 % ( 所得税后) ，该项目具有一定的经济效益。