煤炭液化资料

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1、运输燃料的氢含量在汽油中的含量约为12.5%，在航空内燃机燃料中的含量占14.5%。如果利用煤炭来代替运输燃料，煤炭必须被转化成有类似氢含量的液体物质。为此需要直接或间接地从煤中脱碳或加氢。其中第一种工艺是众所周知的焦化或热解，第二种工艺就是煤炭液化。自20世纪初开始，煤炭液化技术开始得到较快的发展，产生了2种不同的液化方法。最早的液化工艺是，先将煤炭在高温高压的溶剂中溶解，产生高沸点的液体。该液化工艺中没有用氢气和催化剂。这种直接液化技术于1913年被Bergius申请专利，并在20年代初进行了商业化生产。这种直接液化技术也被

2、称为Pott-Broche液化工艺或者IGFarben液化工艺。1925年，Fischer和Tropsch申请了间接液化技术的专利权。在间接液化技术中，先把煤气化产生合成气（氢气和一氧化碳），然后用钴催化剂合成液体。间接液化技术于30年代被用于商业化生产，起初主要是生产化工原料，而不是液体燃料。由于南非的煤种更适合于间接液化，因此南非选用的是煤炭间接液化技术。南非于50年代建成了第一座煤炭间接液化厂-SasolI号液化厂。1980年和1982年，南非建成了另外两座规模更大的液化厂，采用的是相同工艺，但改进了催化剂和反应器设计。8

3、0年代中期，南非煤炭液化厂每年可生产运输燃料1000万t，占南非运输燃料总需求量的60%。目前这3座液化厂仍进行生产。直接液化直接液化工艺旨在向煤的有机结构中加氢，破坏煤结构产生可蒸馏液体。目前已经开发出多种直接液化工艺，但就基本化学反应而言，它们非常接近，共同特征是：在高温和高压的条件下在溶剂中将较高比例的煤溶解，然后加入氢气和催化剂进行加氢裂化过程。直接液化是目前可使用的最有效的液化方式。根据煤的溶解步骤是否与溶解后的煤再转化成可蒸馏的液体产品步骤分开，直接液化工艺可被分为以下两类：·单段直接液化工艺:该工艺是通过一个主反应

4、器或一系列反应器来生产蒸馏组分的。这种工艺包括一个合在一起的在线加氢反应器，对原始馏分提质，而不能直接提高总转化率。·两段直接液化工艺:该工艺是通过两个反应器或一系列反应器来生产馏分的。其中第一段的主要目的是进行煤的溶解，不加催化剂或只加入低活性的可弃催化剂。第一段生产的重质煤液体在第二段中在高活性催化剂的作用下加氢，生产出馏分。单段液化工艺60年代中后期，煤炭液化技术得到了人们的重视，全部的液化工艺均为单段液化工艺，大部分的液化研究项目也集中在单阶段液化工艺上。70年代发生了世界范围的石油危机，一些研究人员增加了第二段的研究工

5、作，以提高轻质油的产量。单段液化工艺主要包括：·Kohleoel液化工艺（德国鲁尔煤炭公司）·NEDOL液化工艺（日本新能源产业技术开发机构）·H-煤液化工艺（美国HRI公司）·Exxon供氢溶剂液化工艺（即EDS工艺，美国Exxon公司）·SRC-I和II液化工艺（美国海湾石油公司）·Imhausen高压液化工艺（德国）·Conoco氯化锌液化工艺（美国Conoco公司）上述大部分液化工艺已经被淘汰，但Kohleoel和NEDOL液化工艺目前仍被广泛采用，开发商准备对这两种液化工艺进行商业性生产。另外，美国目前还研制了其它几种

6、较小规模的液化工艺。俄罗斯和波兰等其它国家也进行了大量的单段煤炭液化工艺的研发工作，所采用的方法在许多方面与Kohleoel液化工艺类似。Kohleoel液化工艺Kohleoel液化工艺（见图3）联合原油精炼工艺（IntegratedGrossOilRefining，IGOR+)在1945年德国商业化规模工艺基础上，由RuhrkohleAG和VEBAOELAG公司近期开发而成。开发经历了Bergbau-Forschung(目前的DMT)0.5t/d、0.2t/d连续运转和到Bottrop的200t/d规模。其中在Bottrop的

7、液化厂生产期间为1981~1987年，设备运转时间2.2万小时，处理了17万t煤，生产了8.5万t馏出产品。因此，该液化技术被认为完全可行。1997年，中国煤炭科学研究总院（CCRI）与德国签定了两年的合作协议，进行一项5000t/d的示范厂可行性研究。研究人员在云南省考察了液化厂址，并对液化产品的市场前景进行了调查。煤与工艺衍生循环溶剂和"赤泥"可弃铁催化剂配成煤浆，并进行加压和预热。随后加入氢气。然后，混合物进入一个液体向上流动的管式反应器，煤加料速度为0.5~0.65t/h·m3，反应器内的压力为300br，温度为470°

8、C。从反应器顶部出来的产品进入到一个高温分离器中。分离器顶部的馏分保留在气相中，在一个固定床反应器中进行加氢，固定床的压力与主反应器的压力一样，温度为350~420°C。加氢处理后的产品分两段进行减压和冷却。其中第一段的液体产品被循环到煤浆段，作为溶剂使用。第二