煤直接和间接液化生产燃料油技术

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1、万方数据2003年7月炼油技术与工程VE'I丑OLEUMREFINERYENC矾EER州G第33卷第7期蒸碗斯识煤直接和间接液化生产燃料油技术张哲民门卓武中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(北京市100083)摘要：介绍了煤直接和间接渡化牛产燃料油技术的发展历程及现状，并比较了煤占接和间接液化的优缺点。煤直接i夜化投资较低，产物主要m环状烃组成；煤

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3、J接液化投资较高，产物主要m链状烃组成；两种方法牛产的燃料油性质互补，通过调合可以得到满足《世界燃油规范)Ⅱ类以E标准的柴油产品。关麓词：煤直接液化煤间接液化燃料油”7_i-．b／-b侈我国是煤资源丰富而石油资源相对

4、短缺的国家。随着国民经济的快速发展，我国对油品的需求持续增长，导致了原油进口量的逐年递增，2001年进口原油已占我国原油加工总量的近三分之一，这不仅消耗了大量外汇，也使得国民经济对进口原油的依赖性增加，对我国的国家能源安全构成了威胁。因此，发展以煤为原料生产燃料油的技术，已成为关系到国家能源安全的战略问题。以煤为原料生产燃料油有直接和间接两种方法。直接法生产燃料油，工艺流程简单、投资较少，产物主要由类似于柴油馏分的环状烃构成；间接法流程复杂、投资较高，但产物主要由链状烃构成，因此柴油产品十六烷值很高。我国油品市场对柴油的需求大于汽油，用此以煤为原料生产燃料泊时应以柴油为主要

5、目的产品。1煤直接液化煤直接液化又称煤加氢液化，是将固体煤制成煤浆，在高温高压下，通过催化加氢裂化，同时包括热解、溶剂萃取、非催化液化，将煤降解和加氢从而转化为液体烃类，进而通过稳定加氢及加氢提质等过程，脱除煤中氮、氧、硫等杂原子并提高油品质量的技术。煤直接液化过程包括煤浆制备、反应、分离和加氢提质等单元。煤的杂质含量越低，氢含量越高，越适合于直接液化。1．I发展历程【101煤直接液化技术始于二十世纪初，1913年德国科学家Bergius首先研究了煤高压加氢，并获得了世界上第一个煤液化专利，在此基础上开发了著名的1GFarben工艺。该工艺反应条件较为苛刻，反应温度为470

6、。C，反应压力为70MPa。1927年德国在Leuna建立了世界上第一个规模为0．1l～It／a的煤直接液化厂，到第二次世界大战结束时，德国的18个煤直接液化工厂总油品生产能力已达约423Mt／a，其汽油产量占当时德国汽油消耗量的50％。第二次世界大战前后，英国、美国、日本、法国、意大利、苏联等国也相继进行了煤直接液化技术的研究。以后由于廉价石油的大量发现，从煤生产燃料油变得无利可图，煤直接液化工厂停工，煤直接液化技术的研究处于停顿状态。20世纪70年代，石油危机发生后，各发达国家投入大量人力物力进行煤直接液化技术的研发，相继开发出多种煤直接液化工艺，但由于从20世纪80年

7、代后期起原油价格在高位维持的时间不长，从煤生产燃料油获利的可能性较低，这些工艺都没有实现工业化。1．2典型工艺自从1973年世界发生第一次石油危机以来，美国、德国、日本等国家相继开发了许多煤直接液化新工艺(如SRC，EDS，H．Coal，HTI，IGOR，NEDOL等)，其中比较有代表性的工艺是HTI，IGOR和NEDOL下艺。其中IGOR和NEDOL工艺建设有大型中试厂，而Hr兀工艺仅进行了规模为3t／d的实验室试验。12．1德国的IGOR工艺20世纪70年代，世界石油危机发生后，德国收稿日期：20030226。作者简介：张哲民，高级工程师，1983年毕业于南京理【‘大学

8、化学螽，获理科学上学位。曾从事酗由加工、蒸汽裂解制乙烯工艺研究工作，现从事科研管理工作。万方数据第7期张哲民等煤直接和间接液化生产燃料油技术一59以鲁尔煤炭公司为首与VEBA石油公司和DIVIT矿冶及检测技术公司合作，开发出了比德国原工艺更先进的新液化(IGOR)工艺”J，其特点是：(1)反应条件苛刻：温度470％，压力30MPa；(2)催化剂使用炼铝工业的废渣(赤泥)；(3)两个液化油加氢精制反应器串联在一个高压系统内在其中进行的液化反应可一次得到杂原子含量极低的液化精制油；(4)该液化油经过蒸馏就可以得到十六烷值大于45的柴油，汽油馏分再经重整即可得到高辛烷值汽油；(5

9、)循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化油转化率高，但投资高，同时未对加氢催化剂寿命进行工业考核。】．2．2美国的HTI工艺美国的H11工艺【41为两段催化液化工艺，采用近1。年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂(GelCatTM)。该工艺的主要特点是：(1)反应条件比较温和，反应温度440一4500C，反应压力17MPa；(2)采用特殊的液体循环沸腾床(悬浮床)反应器，达到全返混反应器模式；(3)所采用的催化荆活性高，用量少；(4)在高温分离器后面串联一台加氢固定床反应器，对液化油进行在线加氢精制；(