煤直接液化工艺的发展历程及现状

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1、煤直接液化工艺的发展历程及现状前言20世纪初，德国化学家F.Bergius研究了氢压下煤的液化并取得专利，德国在二战前实现了工业化，生产能力近500万t/年。战后由于廉价的石油资源的大量开采，煤液化产品失去竞争力，但在70年代的两次石油危机使煤直接液化的开发利用再度受到重视。在这几十年里，相继开发了许多煤直接液化工艺技术，典型的有美国的溶剂精炼煤法（SRCⅠ、Ⅱ）、氢煤法（H－Coal）、供氢溶剂法（EDS，ExxonDonorSolvent）、煤的两段液化工艺（CTSL），德国液化新工艺（NewIG），英国的超临界萃取法（SCE）以及日本的NEDOL工艺等。煤直接液化工艺技术历史

2、沿革1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作，以提高轻质油的产量。单段液化工艺主要包括：   ·SRC-Ⅰ和Ⅱ液化工艺（美国海湾石油公司）   ·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）   ·Conoco氯化锌液化工艺（美国Conoco公司）   ·IGOR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）   ·Imha

3、usen高压液化工艺（德国）    上述大部分液化工艺已经被淘汰，但IGOR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IGOR液化工艺类似。1－1SRC-Ⅰ和Ⅱ工艺美国的溶剂精炼煤（SRC）法，最早是为了洁净利用美国高硫煤而开发的一种生产以重质燃料油为目的的煤液化转化技术，不外加催化剂，利用煤中自身的黄铁矿将煤转化为低灰低硫的常温下为固体的SRC，后来增加残渣循环，采用减压蒸馏方法进行固液分离，获得常温下也是

4、液体的重质燃料油，这就是SRC－Ⅱ工艺。（1）SRC-Ⅰ工艺SCR－Ⅰ工艺是根据二战前德国提出的旧的Pott－Broche技术开发的一个煤液化方法，于1960年美国煤炭研究局组织开始SCR研究工作。在20世纪60年代后期和70年代初期对改工艺进行进一步开发，同时设计了50t/d的试验装置，由RustEngineering建于华盛顿州刘易斯堡，并由Gulf从1974年开始操作。于1977年被改进成SRC－Ⅱ工艺。①SCR－Ⅰ工艺操作条件及特点a.不用外加催化剂，利用煤灰自身催化作用；b.反应条件温和，反应温度400～450℃，反应压力10～15MPa；停留时间：30～40minc.氢

5、耗量低；②存在的问题SCR－Ⅰ工艺的主要产品固体SCR，油产率低；工艺流程复杂。图1－1SRC-Ⅰ工艺流程图（2）SCR-Ⅱ工艺图1－2SRC－Ⅱ工艺流程图①工艺操作条件及工艺特点a.典型的操作条件：460℃，14MPa，60min停留时间,不另加催化剂；b.气液分离器底部分出的热淤浆一部分循环返回制煤浆，另一部分进减压蒸馏，部分淤浆循环的优点：一是延长中间产物在反应器内的停留时间，增加反应深度；二是矿物含有硫铁矿，提高了反应器内硫铁矿浓度，相对而言添加了催化剂，有利于加氢反应，增加液体油产率；c.用减压蒸馏替代残渣过滤分离，省去过滤、脱灰和产物固化等工序；d.产品以油为主，氢耗量

6、比SRC－Ⅰ高一倍。②存在问题SRC－Ⅱ工艺的显著特点是将高温分离器底部的部分含灰重质馏分作为循环溶剂使用，以煤中矿物质为催化剂。存在的问题是由于含灰重质馏分的循环，试验中发现在反应器中矿物质会发生积聚现象，使反应器中固体的浓度增加；SRC－Ⅱ工艺是以煤中的矿物质作为催化剂，然而，不同的煤种所含的矿物质组分有所不同，这使得SRC－Ⅱ工艺在煤种选择上受到局限，有时甚至同一煤层中的煤所含的矿物质组分也互不相同，在工艺条件的操作上也带来很大困难。1－2Exxon供氢溶剂（EDS）液化工艺　　EDS工艺的全称是ExxonDonorSolvent，是美国Exxon公司开发的一种煤炭直接液化工

7、艺。Exxon公司从1966年开始研究煤炭直接液化技术，对EDS工艺进行开发，并在0.5t/d的连续试验装置上确认了EDS工艺的技术可行性。1975年6月，1.0t/d规模的EDS工艺全流程中试装置投入运行，进一步肯定了EDS工艺的可靠性。1980年在德克萨斯的Baytown建了250t/d的工业性试验厂，完成了EDS工艺的研究开发工作。图1－3EDS液化工艺的原理简图①操作条件煤与加氢后的循环溶剂配成煤浆与氢气混合，预热后被送到一个简单的液体向上流动的管式反应器中。