煤炭拔头联产液体燃料和化学品的新工艺

项目来源：
　　中科院相关软课题和国家“863”计划资助课题。

研究内容:
　　煤炭在中国目前能源结构中约占70％，预计煤炭在2050年以前仍是中国主要能源，届时煤炭仍占中国总能耗的50％。中国油气资源有限，石油进口量逐年增加。面对石油储量不足和由于经济发展及汽车数量的增加造成对石油需求量增加的局面，煤炭被认为是中国最有前景的液体燃料的提供源。开发具有良好竞争性的煤炭转化为液体燃料的技术是一项具有挑战性的课题。中科院过程所采用下行循环流化床技术正在开发煤炭拔头工艺，在温和条件下实现煤炭的油、气、热、电多联产，并从液体产品中提取出液体燃料和高价精细化学品。
　　类似于石油炼制领域的拔头技术，煤炭拔头工艺利用快速热解、快速分离和快速冷却，回收煤炭中挥发份。利用循环流化床技术，煤炭拔头工艺可实现多产品的能源转化。煤粉和来自循环流化床提升管产生的热灰在下降管快速混合，快速热解，析出挥发份；析出的挥发份气体和固体颗粒快速分离；利用循环液体介质，快速冷却得到液体产物；热解产生的半焦在提升管燃烧供热，难凝气体可供民用；从液体产物中可提取出一些高附加值的芳香族碳氢化合物。为了提高煤炭拔头工艺液体产物的产率，研究了热解温度，加热速率，停留时间，反应器结构对产油率的影响。探明该技术的最佳工艺参数和设计，最终实现煤炭拔头工艺的产业化。在8kg/h规模的下行循环流化床煤炭拔头实验装置和实验室规模小型装置上，研究了热解温度、加热速率和停留时间对液体产率的影响。结果表明，可获得7％左右轻质油品，并分离出高附加值的2-3％甲酚。大型产业化的煤炭拔头工艺设计正在进行中。

未来应用领域的初步预测：
　　煤炭拔头技术可用于煤炭资源，特别是年轻煤如泥煤、褐煤和烟煤丰富地区的煤炭资源的油、气、电、热、化学品多联产综合应用，提高煤炭资源的附加值，改善单纯燃煤发电带来的严重污染物排放。该工艺可从煤炭中提取7％左右的轻质油品，并从油品中提取2-3％的甲酚，显著提高煤炭利用的经济效益。