关于煤炭液化的论文文献

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在世界金融危机肆虐，国际格局大变动，国际秩序大调整的背景下，中国政府和能源企业利用时代发展的新机遇，化解国际社会出现的新挑战，能源外交有声有色，能源国际合作取得重大进展。总结今年中国能源外交面临的新机遇新形势，主要表现在以下几个方面：第一，世界金融危机对部分能源资源国造成严重冲击，资源国的强势地位相对下降。发端于美国的世界金融危机对全球经济造成沉重打击，包括美国、欧盟、日本在内的发达国家经济体生产大幅下滑，东欧、独联体等国家经济增长也急剧减速，就连新兴发展中大国经济也受到不同程度的冲击。世界经济的大面积滑坡导致国际市场石油需求明显下降，出现了多年来少有的供大于求的情况。与此同时，多个资源国的金融系统陷入困境，投机大宗商品的风险增大，利润减少，致使金融资本大规模抽离石油市场，国际油价波动幅度明显加大。能源金融因素的重大变化导致国际油价大幅度下跌，能源资源国出口收入锐减，同时，由于能源资源国一些大型国有公司，近年来盲目借贷扩张，特别像俄罗斯这样独立的石油输出国，巨额债务缠身，在石油出口收入锐减的情况下，资金链发生断裂，因而陷入严重的资金短缺危机，导致开发投资萎缩，剩余产能减少，股值大幅贬值，有些公司为了还债不得不压价出售资产。虽然最近两个月国际油价大幅反弹，但能源界普遍认为，这种反弹并非供需失衡所致，事实上，石油供应和需求库存等仍然温和看跌，本轮反弹实际上是投机资本在对世界经济危机即将触底反弹的过分乐观预期趋势下，看涨石油期权重返国际石油市场，以及美元贬值等因素所导致的。专家预测，今后一段时间，国际油价仍有可能继续走高，但持续高涨的可能性不大。主要原因是，一方面，世界经济是否已经见底，能否避免长时间的谷底徘徊，现在很难预料，另一方面，世界各国加强对金融投机监管的呼声高涨，投机资本兴风作浪的空间明显缩小，国际石油市场再次出现剧烈震荡的危险性有可能降低。上述情况导致能源资源国在近年高油价条件下不断强化的强势地位明显下降。尽管我们不能说现在的国际石油市场不再是卖方市场，但可以肯定的是，在今后一段时间，资源国要回复上年咄咄逼人的气势十分困难。这种情况显然有利于能源消费国的能源安全。就是在这种形势下，中国充分利用充足的外汇储备，以及深化国际能源合作，一方面大幅提升了国家的能源安全水平，另一方面给资源国能源产业的生存和发展提供了强有力的支撑，同时，也为金融危机后，国际能源市场的稳定作出了重要的贡献，可以说，中国的举措，具有双赢和多赢的性质，这是新的形式第一点。第二，气候变化问题凸显，成为国际合作的新焦点。与世界金融危机的发生几乎同时，国际社会对应对气候变化挑战的重视大幅增高。气候变化成为大国关系、南北关系的重大课题，成为国际战略博弈的新焦点。世界各国节能减排的呼声强烈，对于哥本哈根气候变化大会寄予厚望。因为温室气体的排放，80%都跟人类能源活动密切有关。所以，世界各国都把应对气候变化的关注重点放在了采用节能技术减少二氧化碳的排放上，放在了开发清洁能源、可再生能源的能源问题上。于是，一场新的能源革命，一场低碳经济革命，一场绿色产业革命蓬勃兴起。在这场革命中，美国奥巴马政府率先推出了能源新政，包括中国在内的其他主要经济体刺激经济计划也都高度重视能源产业结构的调整。无论即将召开的哥本哈根气候变化大会能否就减排量化指标问题达成妥协，它对可再生清洁能源的发展都会产生极大的推动作用，不久的将来，新能源完全可能以人类意想不到的速度取代世界经济对一次能源的部分需求，我们可以设想对石油等化石能源的需求即使减少百分之十几，也不会对国际石油市场产生极大的冲击、极大的震撼，从而可能大大缓解石油供需的矛盾，引起国际能源格局的重大变化。这种情况有利于世界能源的安全，对能源需求大国中国来说，更是一种福音。中国实现工业化、城市化、现代化的能源成本因此有望大幅降低，如果中国能在新能源革命中争取到主动，国家的能源安全受制于他人的状况会得到实质性的改变。第三，中国的崛起势头强劲，应对危机表现突出，在国际能源关系中地位有所增强。中国经济快速增长，能源需求持续旺盛，中国在国际能源领域必将继续占据战略买家的地位，任何国际能源主体都不能不重视中国日益增强的影响力，从而渴望大幅度扩展中国的能源外交空间。中国的外汇储备充足，世界主要能源国普遍看重中国的投资能力，这种情况有望为中国增强在国际能源市场地位，加强以资源国在能源金融领域的合作创造新的条件。中国应对金融危机措施坚决，化危为机，成效显著，表现突出。有望率先走出危机，而率先走出危机赢得的主动地位，有望为中国对国际能源关系的运筹提供有利的支撑。中国的国际地位快速上升，世界普遍看好中国，重视发展对中国的关系，有望大幅增强中国在现行国际格局中的地位，为中国开展更具活力的能源外交提供新的依托。上述这三个方面的有利因素对中国能源外交的运筹已经并将继续起到重要的作用。中国战略石油储备的建立，商业石油储备的充盈，能源企业走出去步伐的加快，海外资产并购力度的加大，陆上油气管道建设的突破，长期石油供应合同的签订，能源领域全面合作的战略都是在这种有利条件下发生的。然而，我们在看到有利条件的同时，必须重视不利因素的存在。例如：中国经济的发展对境外能源资源的依赖度还在增大，至少在2030年对化石能源的需求难以减少，势必影响到国家能源安全的维护。再如，中国在能源金融领域的运筹能力有限，特别是在应对国际金融投机资本操纵能源市场方面缺少经验。势必增大中国维护能源安全的代价和成本。还有，中国在现行国际能源秩序中可能长时间处于一种弱势地位，中国维护能源安全可能面临着重重困难。基于以上有利和不利因素的分析，我认为中国能源外交必须从以下几个方面作出新的努力。首先，要加紧后金融危机时期能源战略的谋划。在这次金融危机中，我国受到的冲击相对较轻，应对危机的思路对头，措施得力，因而完全有希望率先赢得走出危机的先机。充分利用这一先机的前提是，切实做好具有前瞻性的后金融危机时期的能源战略谋划。要分析金融危机对世界能源形势的影响以及危机过后我国在世界能源格局地位中可能的变化，既要有高瞻远瞩的战略思维，又要立足于现实国情，既要确立明确的战略目标战略战略布局和战略重点，又要制定各领域各阶段实施方略和具体举措，从而指引各个能源合作主体开展纵横捭阖的能源外交，深化多方位的国际能源合作，特别下大力推动我国周边区域和次区域能源合作，取得实质性进展。其次，要大力推动新的国际能源金融秩序的形成。在推动新的更加公正合理的国际能源秩序形成方面，特别要关注国际能源金融秩序，要充分认识金融因素对国际能源关系的重大影响，研究这种影响，寻求利用其积极方面规避其消极方面的有效途径，建议从扩大本地结算比例入手，逐步形成新的一揽子货币结算体系，充分利用外汇储备充足的优势，加大对境外资源开发、周边油气管道建设的投资力度，贷款换石油的成功经验值得我们认真总结。第三，要力争在绿色产业革命中走在世界前列。新能源技术是21世纪最具发展潜力的技术，是为经济可持续发展创造新的经济繁荣的重要引擎，也是应对气候变化的重要钥匙。谁率先掌握了新能源技术谁就有希望占据世界经济发展的制高点，成为世界经济革命的领头羊。我们应当从本国国情和长远利益出发，采取积极而又稳妥的措施，争取在这项革命中走到世界的前列。与此同时，我们必须继续重视传统能源安全问题。在新能源开发尚处于起步阶段，而且在中短期内难以规模化利用的情况下，我们对一次能源的利用难以有实质性减少。因此，必须抓住后金融危机的有利时机，强化国家的传统能源安全，与世界主要油气资源国建立更加广泛的战略合作关系，尽可能多的并购油气资产，以确保我国长期而又稳定的油气供应，同时，为世界经济发展作出我们应有的贡献。能源资源的战略属性日益突出，国际能源合作越来越离不开外交运筹，离不开对对象国政治环境、经济环境、人文环境、法律环境、社会环境、安全环境等宏观环境的研究，以及机动灵活的外交运筹。

煤炭液化原理目前主要分两种直接液化和间接液化。一、间接液化（F －T 合成） q' r2 Z v+ j4 s% |F －T （Fischer －Tropsch Sythesis） 合成是指C O 在固体[wiki]催化剂[/wiki]作用下非均相[wiki]氢[/wiki]化生成不同链长的烃类（C1 ～C25） 混合物和含氧化合物的反应。该反应于1923 年由F．Fischer和H．Tropsch 首次发现后经Fischer 等人完善，并于1936 年在鲁尔化学公司实现工业化，F －T 合成因此而得名。以煤为原料，经过气化生成合成气，然后用合成气来制取液体燃料，被称为煤的“间接液化法”，F －T 合成反应作为煤炭间接液化过程中的重要反应，近半个世纪来受到各国学者的广泛重视，目前已成为煤间接液化制取各种烃类及含氧化合物的重要方法之一。2 E* v' T' |$ m1 X2 Z二、直接液化' M6 t4 S4 P3 ~: K. }0 O大量研究证明，煤在一定温度、压力下的加氢液化过程基本分为三大步骤，首先，当温度升至300 ℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元分子为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。第二步，在具有供氢能力的溶剂[wiki]环境[/wiki]和较高氢气压力的条件下，自由基被加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油的分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢（H 2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；③氢气中的氢分子被催化剂活化；④化学反应放出的氢，如系统中供给（C0 ＋H 2O），可发生[wiki]变换[/wiki]反应（C O ＋H 2O CO 2 ＋H 2） 放出氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或[wiki]焦炭[/wiki]。第三步，沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。所以，煤液化过程中，溶剂及催化剂起着非常重要的作用。

煤的分子结构很复杂，一些学者提出了煤的复合结构模型，认为煤的有机质可以设想由以下四个部分复合而成。 第一部分，是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子，形成不溶性的刚性网络结构，它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。 第二部分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中型分子，这些分子中包含较多的极性官能团，它们以各种物理力为主，或相互缔合，或与第一部分大分子中的极性基团相缔合，成为三维网络结构的一部分。 第三部分，包括相对分子质量数百至一千左右，相对于非烃部分，具有较强极性的中小型分子，它们可以分子的形式处于大分子网络结构的空隙之中，也可以物理力与第一和第二部分相互缔合而存在。 第四部分，主要为相对分子质量小于数百的非极性分子，包括各种饱和烃和芳烃，它们多呈游离态而被包络、吸附或固溶于由以上三部分构成的网络之中。 煤复合结构中上述四个部分的相对含量视煤的类型、煤化程度、显微组成的不同而异。 上述复杂的煤化学结构，是具有不规则构造的空间聚合体，可以认为它的基本结构单元是以缩合芳环为主体的带有侧链和多种官能团的大分子，结构单元之间通过桥键相连，作为煤的结构单元的缩合芳环的环数有多有少，有的芳环上还有氧、氮、硫等杂原子，结构单元之间的桥键也有不同形态，有碳碳键、碳氧键、碳硫键、氧氧键等。 从煤的元素组成看，煤和石油的差异主要是氢碳原子比不同。煤的氢碳原子比为～1，而石油的氢碳原子比为～2，煤中氢元素比石油少得多。 煤在一定温度、压力下的加氢液化过程基本分为三大步骤。 （1）、当温度升至300℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。 （2）、在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基被嘉庆得到稳定，成为沥青烯及液化油分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢（H2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；③氢气中的氢分子被催化剂活化；④化学反应放出的氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或焦炭。 （3）、沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。

巨野煤田煤质分析及科学利用评价摘要]从工业、元素、工艺性质方面，对巨野煤田煤质进行了详细的分析，根据其煤质特点，进行科学论证，得出巨野煤田是优质动力用煤和炼焦用煤的结论，可以用来制备水煤浆，用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品，用作焦化原料等。[关键词]煤质分析；煤质特点；科学利用；评价1巨野煤田煤质分析煤的工业分析工业分析是确定煤组成最基本的方法。在指标中，灰分可近似代表煤中的矿物质，挥发分和固定碳可近似代表煤中的有机质。衡量煤灰分性能指标主要有灰分含量、灰分组成、煤灰熔融性（DT、ST、HT和FT）。其中煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要性能指标。一般以煤灰软化的温度（即灰熔点ST）作为衡量煤灰熔融性的指标。龙固矿钻孔煤样工业分析结果(表1)变形温度（DT）为煤灰锥体尖端开始弯曲或变圆时的温度；软化温度（ST)为煤灰锥体弯曲至锥尖触及底板变成球形时的温度；半球温度（HT）为灰锥形变至近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度；流动温度（FT）为煤灰锥体完全熔化展开成高度＜ mm薄层时的温度。彭庄矿钻孔煤样工业分析结果（表2）2煤质特点及科学利用评价巨野煤田煤质特点由煤炭科学研究总院《巨野矿区煤质特征及菜加工利用途径评价》可以看出巨野煤田煤质有如下特点：①灰分含量低，属于中、低灰煤层。②挥发分含量高，各煤层原煤的挥发分含量在33%以上，且差异不大，均属于高挥发分煤种。③磷含量特低；硫分含量上低下高。④干燥基低位热值高。各层煤的都比较高，且随原煤灰分的降低而升高。⑤粘结指数、胶质层厚度和焦油产率均较高。⑥碳、氢含量较高。碳含量在～之间，氢含量在～之间，C/H比值＜16。⑦灰熔点上高下低。成浆性实验评价2008年1月，华东理工大学对巨野煤田龙固矿(1#)、赵楼矿(2#)和彭庄矿(3#)原煤进行成浆性实验及评价。成浆浓度实验成浆浓度是指剪切速率100 s-1，粘度为1 000 mPa·s，水煤浆能达到的浓度。采用双峰级配制浆，粗颗粒与细颗粒质量比为3∶7；选取腐殖酸盐作为添加剂，用量为煤粉质量的1%。制成一系列浓度的水煤浆，测量其流动性，观察水煤浆的表观粘度随成浆浓度上升的变化规律，结果如表10所示。由表10看出，随着煤浆浓度增大，煤浆表观粘度也明显升高。本实验3种煤样成浆浓度分别为龙固矿66%(wt)；赵楼矿67%(wt)；彭庄矿68%(wt)。流变性实验水煤浆流变特性是指受外力作用发生流动与变形的特性。良好的流变性和流动性是气化水煤浆的重要指标之一。将实验用煤制成适宜浓度的水煤浆，然后用NXS-4 C型水煤浆粘度计测定其粘度。将水煤浆的表观粘度随剪切变化的规律绘制成曲线，观察水煤浆的流变特性，见表11。从表11可以看出，3种煤制成的水煤浆中，随着剪切速率增大，表观粘度都随之降低，均表现出一定的屈服假塑性。屈服假塑性有利于气化水煤浆的储存、泵送和雾化。实验结论煤粉粗粒度（40～200目）和细颗粒（＜200目）质量比为3∶7，腐殖酸盐作为添加剂，添加量为煤粉质量的1%时，龙固矿煤浆浓度为66%（wt）、赵楼矿煤浆浓度为67%（wt）、彭庄矿煤浆浓度为68%（wt），满足加压气流床水煤浆气化技术对水煤浆浓度的要求。原料煤的应用适合于制备水煤浆水煤浆不但是煤替代重油的首选燃料，而且是加压气流床水煤浆气化制备合成气的重要原料。同时它又是一种很有前途的清洁工业燃料。实践上，华东理工大学“巨野煤田原煤成浆性实验评价报告”表明：巨野煤田各矿井原料煤均适合于制备高浓度稳定水煤浆。用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品巨野煤田原煤属于高发热量的煤种（弹筒热平均值在28～31 MJ/kg之间），该煤有利于降低氧气和能量消耗，并能提高气化产率；因灰熔点较高（＞1 300℃），有利于固态排渣。根据鞍钢和武钢分别使用双鸭山和平项山1/3焦煤作高炉喷吹的经验，巨野煤田的1/3焦煤与双鸭山和平顶山1/3焦煤一样成浆性较好，其1/3焦煤洗精煤可以制成水煤浆，作为德士古（Texaco）水煤浆气化炉高炉喷吹用原料。煤气化得到的合成气既可通过变换用于合成氨/尿素，又可经净化脱硫合成甲醇或二甲醚。以甲醇为基础可进一步合成其他约120余种化工产品。另外，还可利用甲醇制备醇醚燃料及合成液体烃燃料等。用作焦化原料焦化用于生产冶金焦、化工焦，其副产焦炉煤气可用于合成甲醇或合成氨，副产煤焦油进行分离和深加工后可得到一系列化工原料及化工产品。由表12看出，巨野煤田大槽煤经过洗选以后，可以供将来的400万t/a焦化厂或者上海宝钢等大型钢铁企业生产I级焦炭时作配煤炼焦使用；灰分≤的8级精煤（2#），也可供华东地区的中小型焦化企业生产2级和3级冶金焦的配煤炼焦使用。此外，该煤也可以单独炼焦，但所生产焦炭的孔隙率偏高，最好进行配煤炼焦。远景目标———煤制油煤直接液化可得到汽油、煤油等多种产品。巨野煤田的大部分煤层均为富油煤，尤其是15煤层平均焦油产率＞12%，属高油煤；根据元素分析计算的碳氢比各煤层均＜16%；大部分煤层挥发分＞35%的气煤和气肥煤通过洗选后的精煤挥发分＞37%，而其灰分＜10%。因此，巨野煤田的煤炭都是较好的液化用原料煤。煤间接液化可制取液体烃类。煤经气化后，合成气通过F-T合成，可以制取液体烃类，如汽油、柴油、石腊等化工产品及化工原料。3结语综上所述，巨野煤田第三煤层大槽煤属于低灰、低硫、低磷、结焦性好、挥发分高、发热量高的煤炭资源，其中的气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、天然焦等是国内紧缺的煤种，它们的洗精煤不仅可作为炼焦用煤、动力用煤，而且是制备水煤浆和高炉喷吹气化的重要原料。因此,菏泽大力发展煤气化合成氨和甲醇并拉长产业链搞深度加工是必然的正确选择。