煤制油（Coal-to-liquids，CTL）是以煤炭為原料，通過化學加工過程生產油品和石油化工產品的一項技術，傳統工藝技術路線為煤焦化工藝技術，新型煤制油工藝技術路線包含煤直接液化和煤間接液化。煤焦化工藝技術本期暫不做介紹。 1直接液化技術 煤的直接液化將煤在高溫高壓條件下，通過催化加氫直接液化合成液態烴類燃料，并脫除硫、氮、氧等原子。具有對煤的種類適應性差，反應及操作條件苛刻，產出燃油的芳烴、硫和氮等雜質含量高，十六烷值低的特點，在發動機上直接燃用較為困難。 1.1技術發展 早在20世紀30年代，第一代煤炭直接液化技術—直接加氫煤液化工藝在德國實現工業化。但當時的煤液化反應條件較為苛刻，反應溫度470℃，反應壓力70MPa。1973年的世界石油危機，使煤直接液化工藝的研究開發重新得到重視。相繼開發了多種第二代煤直接液化工藝，如美國的氫-煤法（H-Coal）、溶劑精煉煤法（SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ）、供氫溶劑法（EDS）等，這些工藝已完成大型中試，技術上具備建廠條件，只是由于經濟上建設投資大，煤液化油生產成本高，而尚未工業化�，F在幾大工業國正在繼續研究開發第三代煤直接液化工藝，具有反應條件緩和、油收率高和油價相對較低的特點。目前世界上典型的幾種煤直接液化工藝有：德國IGOR公司和美國碳氫化合物研究（HTI）公司的兩段催化液化工藝等。我國煤炭科學研究總院北京煤化所自1980年重新開展煤直接液化技術研究，現已建成煤直接液化、油品改質加工實驗室。 1.2工藝技術 1.2.1�？松�供氫溶劑法 簡稱EDS法，為美國�？松�研究和工程公司1976年開發的技術。原理是借助供氫溶劑的作用，在一定溫度和壓力下將煤加氫液化成液體燃料。其工藝流程主要包括原料混合、加氫液化和產物分離幾個部分。首先將煤、循環溶劑和供氫溶劑（即加氫后的循環溶劑）制成煤漿，與氫氣混合后進入反應器。反應溫度425~450℃，壓力10~14MPa，停留時間30~100min。反應產物經蒸餾分離后，殘油一部分作為溶劑直接進入混合器，另一部分在另一個反應器進行催化加氫以提高供氫能力。溶劑和煤漿分別在兩個反應器加氫是EDS法的特點。在上述條件下，氣態烴和油品總產率為50%~70%（對原料煤），其余為釜底殘油。氣態烴和油品中C1~C4約占22%，石腦油約占37%，中油（180~340℃）約占37%。石腦油可用作催化重整原料，或加氫處理后作為汽油調合組分。中油可作為燃料油使用，用于車用柴油機時需進行加氫處理以減少芳烴含量。減壓殘油通過加氫裂化可得到中油和輕油。 1.2.2溶劑精煉煤法 簡稱SRC法，是將煤用溶劑制成漿液送入反應器，在高溫和氫壓下，裂解或解聚成較小的分子。按加氫深度的不同，分為SRC-Ⅰ和SRC-Ⅱ兩種。SRC-Ⅰ法以生產固體、低硫、無灰的溶劑精煉煤為主，用作鍋爐燃料，也可作為煉焦配煤的黏合劑、煉鋁工業的陽極焦、生產碳素材料的原料或進一步加氫裂化生產液體燃料。近年來，此法較受產業界重視。SRC-Ⅱ法用于生產液體燃料，但因當今石油價格下降以及財政困難，開發工作處于停頓狀態。 兩種方法的工藝流程基本相似。最初用石油的重質油作溶劑，在運轉過程中以自身產生的重質油作溶劑和煤制成煤漿,與氫氣混合、預熱后進入溶解器，從溶解器所得產物有氣體、液體及固體殘余物。先分出氣體，再經蒸餾切割出餾分油。釜底物經過濾將未溶解的殘煤及灰分分離。SRC-Ⅰ法將濾液進行真空閃蒸分出重質油，殘留物即為產品——溶劑精煉煤(SRC)；SRC-Ⅱ法則將濾液直接作為循環溶劑。固液分離采用過濾，設備龐大，速度慢。近年試驗采用超臨界流體萃取脫灰法，操作條件：壓力10~14MPa、溫度450~480℃。以煙煤為原料，SRC-Ⅰ法可得約60%溶劑精煉煤，尚有少量餾分油。SRC-Ⅱ法可得10.4%氣態烴、2.7%石腦油及24.1%中質餾分油和重質油。 1.2.3氫煤法 由美國戴納萊克特倫公司所屬碳氫化合物研究公司于1973年開發，建有日處理煤600t的半工業裝置。原理是借助高溫和催化劑的作用，使煤在氫壓下裂解成小分子的烴類液體燃料。與其他加氫液化法比較，氫煤法的特點是采用加壓催化流化床反應器。操作溫度430~450℃，壓力20MPa，煤速240~800kg/(h·m)，催化劑補充量每噸煤為0.23~1.4kg催化劑。在以上條件下，約520℃的C4餾分油產率可達干煙煤的40%~50%（質量）。催化劑為顆粒狀鉬鈷催化劑。利用反應器的特殊結構，以及適當的煤粒和催化劑顆粒大小的比例，反應過程中殘煤、灰分及氣液產物，可以從反應器導出，而催化劑仍留于反應器內，為了保持催化劑活性，運轉過程需排放少量已使用過的催化劑（每天約1%~3%），由反應器頂部再補加新催化劑。采用流化床反應器的優點是，可保持反應器內溫度均勻，并可利用反應熱加熱煤漿。由反應器導出的液體產物可用石油煉制方法加工成汽油和燃料油。 1.3國內工業化示范裝置 神華煤直接液化項目主要由煤液化、液化油提質加工和制氫三大部分組成。項目總投資250億元人民幣，建設規模為年產油品500萬噸。該項目于2002年9月得到國家計委正式批準，并于2003年12月正式完成了全廠基礎設計工作。先期工程投資150億元人民幣，年產油品103萬噸，主要包括車用柴油、石腦油、液化氣等主要產品，副產品包括工業粗酚、工業硫磺等。 世界最大煤直接液化項目建設歷程 1、1997年，神華集團提出采用世界先進技術，建設煤炭液化示范項目，作為替代能源的設想，該計劃得到國家的大力支持。 2、1998年國務院將大約110億元的“煤代油基金”劃撥給神華集團。此后神華集團用3年時間，對煤樣進行煤液化試驗，對世界三大煤直接液化技術(美國HTI工藝、德國IGOR工藝和日本NEDOL工藝)進行對比;同時開展了技術調研，包括考察南非SASOL公司的煤間接液化技術。 3、2000年左右，神華集團初步決定采用美國HTI煤直接液化工藝，并對工藝流程進行改進，建設小型試驗裝置。 4、2001年3月，國務院批準神華集團的項目建議書。 5、2002年8月批復可行性研究報告。 6、2003年6月，負責煤液化工程實施的中國神華煤制油有限公司，在北京正式成立。 7、2004年6月，具有神華自主知識產權的煤直接液化工藝技術通過評估和鑒定。 8、2004年12月，神華集團上海煤制油研究中心，日耗煤6噸的直接液化實驗裝置試驗成功。至此，我國煤制油直接液化生產技術轉化，獲得初步成果。 9、2004年8月25日，神華集團煤直接液化項目，在內蒙古自治區鄂爾多斯市，伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮，舉行了一期工程開工典禮。 10、2005年4月18日，煤制油生產基地的建設工程正式拉開帷幕。 11、2006年6月2日，溫家寶總理到鄂爾多斯視察工作，專程到神華煤直接液化工程現場進行調查研究。 12、2007年11月17日，胡錦濤主席視察了神華煤制油工程建設現場，充分肯定了煤制油在國家能源發展中的戰略地位。 13、2008年12月30日，神華集團鄂爾多斯煤直接液化示范工程，第一條百萬噸級生產線投煤試車;于2008年，12月31日，生產流程全部打通，順利實現油渣成型，產出合格的柴油和石腦油。 14、2009年，9月再次投煤試運行，之后經不斷試車及改造完善。 15、2010年，下半年實現穩定運行。 16、2011年，正式投入商業化運行，連續運行周期最長已達到251天。 17、2013年全年運行315天(設計年運行310天)，負荷率達到78.5%。 18、2014年2月，有關專家對該項目進行了72小時連續運行監測，對能耗、水耗等主要指標進行了標定。以曹湘洪院士為首的專家組一致認為：該項目為世界首套百萬噸級煤直接液化工業化示范裝置，形成了具有自主知識產權、達到世界領先水平的成套技術，填補了國內外空白。