[发明专利]一种由煤生产柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以煤为原料生产柴油的方法。

背景技术

随着以石油为基础的液体燃料需求量的增大及石油资源可用储量的减 少，由煤等固体燃料生产可用的液体燃料的方法越来越受到人们的重视。

煤制液体燃料有两种技术路线：一种是煤加氢直接液化合成油品，但液 化条件苛刻，对煤种要求严格，我国仅少数地区的煤种可用；另一种是间接 液化，即通常所指的F-T合成，煤先气化为合成气(CO+H₂)，在铁基、钴 基或铁钴基催化剂存在的条件下，经F-T合成过程可合成液体燃料和化工原 料，该过程适用煤种广泛，产品品种较多。

煤经F-T合成液体燃料技术起源于1923年，德国Fischer和Tropsch发 现在铁催化剂上、15MPa、400℃的条件下合成气(CO+H₂)可制取液态烃 燃料，后来被称为F-T合成法。1934年德国鲁尔化学公司开始建造以煤为 原料的F-T合成油厂，1936年投产，年产4万吨。1936～1945年二战期间， 德国共建9个F-T合成厂，总产量达67万吨，其中汽油占23％，润滑油占 3％，石蜡和化学品占28％。南非在20世纪50年代初成立了萨索尔(Sosal) 公司，开始建第一个萨索尔工厂，于1955年投产，1980年、1982年分别建 成Sosal-II和Sosal-III厂。南非萨索尔公司是目前世界上最大的煤化工企业， 年耗原煤5000多万吨，生产油品和化学品700多万吨，其中油品500多万 吨。

20世纪70年代初荷兰壳牌(Shell)公司开始合成油品的研究，提出通 过F-T合成在钴催化剂上最大程度制重质烃，然后再在加氢裂化与异构化催 化剂上转化为油品的概念，80年代中期，研制出新型钴基催化剂和重质烃 转化催化剂，油品以柴油、煤油为主，副产硬蜡。

从产量和消费构成来看，我国是少数以煤为主要能源构成的国家之一， 在我国可利用资源中，煤炭占92.6％、石油占5.35％，天然气占2.05％，煤 炭是我国储量最丰富的能源资源，以煤、天然气为原料制取合成气，再由合 成气合成液体燃料是我国能源发展战略中的重要组成部分。

我国最早于1937年与日本合资在锦州石油六厂引进德国以钴催化剂为 核心的F-T合成技术建设煤制油厂，1943年投入生产原油约100万吨/年， 1945年日本战败后停产。新中国成立后，我国重新恢复和扩建锦州以煤为 原料合成油装置，采用常压钴基催化剂固定床反应器技术，用水煤气炉制合 成气，1951年生产出成品油，1959年产量最高时达4.7万吨/年，并在当时 情况下实现了可观的利润。中科院大连石油研究所在1953年曾进行了4500 吨/年的铁催化剂流化床合成油中试装置。

20世纪80年代初，中科院山西煤炭化学研究所提出将传统的F-T合成 与沸石分子筛相结合的固定床两段法合成工艺(MFT工艺)，同时开发出F-T 合成沉淀型铁基工业催化剂和分子筛催化剂，并与20世纪80年代末在山西 代县化肥厂完成100吨/年工业中试，1993～1994年间在山西晋城第二化肥厂 进行2000吨/年工业试验，打通了流程，并产出了合格的90号汽油。20世 纪90年代初中科院山西煤炭化学研究所进一步开发出新型高效Fe/Mn超细 催化剂，在1996～1997年间完成连续运转3000小时的工业单管试验，汽油 收率和品质得到较大幅度提高。目前正在进行1000吨/年合成油浆态床工艺 中试，16万吨/年合成油示范厂也在建设之中，预计2008年可投产。

通常，根据柴油中所含重质油品的多少，将柴油分为轻柴油和重柴油， 其主要指标是十六烷值、粘度和凝固点等。

F-T合成产物主要由直链烷烃、烯烃和有机含氧化合物组成，具有无硫、 无氮、低芳烃等特点，经过加氢、加氢裂化等手段能够生产出十六烷值在 70以上的高品质清洁柴油馏分。但是F-T合成柴油的直链烃较多，凝固点 偏高，单位体积热值低，润滑性能偏差。