影响煤液化收率因素的分析

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1、影响煤液化收率因素的分析摘要：煤加氢液化是十分复杂的化学反应，影响加氢液化的因素很多，主要包括原料煤、溶剂、气氛与工艺参数等。本文分析了目前世界上有代表性的直接液化工艺是H本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺和美国的HTI工艺，并对煤液化对未來的影响及其价值进行了展望根据不同的加工路线，煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。（1）煤直接液化是指煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使炷类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手

2、段，故又称煤的加氢液化法。此方法的主要优势是热效率高，液体产品收率高，但是对煤桨加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。（2）煤间接液化是指以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烧类燃料、醇类燃料和化学品的过程。此方法的优势煤种适应性较宽，操作条件相对温和，但是总效率比直接液化低。目前技术较为成熟的煤的直接液化技术一、煤直接液化的主要工艺路线20年代初期，由于世界范围内的石油危机，煤炭液化技术乂开始活跃起来。H本、德国、美国等工业发达国家，在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺

3、，其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低煤液化油生产成本的日的。目前世界上有代表性的直接液化工艺是日木的NEDOL工艺、徳国的TGOR工艺。这些新直接液化工艺的共同特点是，反应条件与老液化工艺相比大大缓和，压力由40MPa降低至17〜30MPa,产油率和油甜质量都有较大幅度提高，降低了生产成木。到目前为止，上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t/d级以上大型中间试验，具备了建设大规模液化厂的技术能力。煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术，在技术上是可行的1日本NEDOL工艺流程图及

4、其工艺特点日本NEDOLZ1艺由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸憾单元及溶剂加氢单元等4个主要单元组成工艺特点：反应压力较低，只有17兆帕〜19兆帕，反应温度为430摄氏度〜465摄氏度；催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；固液分离采用减压蒸馆的方法；配煤浆用的循环溶剂单独加氢，以提高溶剂的供氢能力；液化油含冇较多的杂原了，还须加氢提质才能获得合格产品2徳国IGOR工艺及其工艺特点操作压力由原来的70兆帕降至30兆帕，反应温度450〜480摄氏度;固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢的沥青烯留在残

5、渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50%o(~5F9A&Q7ti3R(慨B2IIw工艺特点：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失，并在固定床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的损失量降到最小。投资可节约20%左右，并提高了能量效率二、煤直接液化的主耍影响因素1原料煤的性质的影响选择加氢液化原料煤，主要考虑到以卜•3个指标：（1）干燥无灰基原料煤的液体油收率高。（2）煤转化为低分子产物的速度，即转化的难易程度。（3）氢消耗量2煤

6、液化溶剂的影响2.1溶剂的分类。根据溶解效率和溶解温度可将溶剂分为5类（1）非特效溶剂:在100°C能溶解微量煤的溶剂,如乙醇、苯、乙讎、氯仿、甲醇、丙酮等。（2）特效溶剂：在200°C能溶解20%-40%的煤,如毗喘、带有或者不带有芳姪或者疑基取代基的低脂肪胺和其他杂环碱。（3）降解溶剂：这类溶剂在400°C下能萃取煤高达90%以上，如菲、联苯等。（4）反应性溶剂：在400°C高温下溶解煤，是靠与煤质起化学反应,也称活性溶剂，如酚、四氢嚨咻等。（5）气体溶剂：在超临界条件下，利用某些低沸点溶剂在超临界状态下

7、萃取煤2.2溶剂的作用溶剂的作用主要是热溶煤、溶解氢气、供氢和传递氢的作用、溶剂直接与煤质反应等。（1）热溶解煤：使用溶剂是为了让固体酶呈现分子状态或者自由基碎片分散于溶剂屮，同时将氢气溶解，以提高煤和固体催化剂、氢气的接触性能，加速反应和提高液化效率。（2）溶解氢气：为了提高煤、固体催化和氢气的接触，外部供给的氢气必须溶解在溶剂中，加速加氢反应的进行。（3）供氢和传递氢的作用：如四氢蔡做溶剂，具有供给煤质变化时所需要的氢原子，本身变成荼；蔡又可以从系统中取得氢而变成四氢蔡。（4）溶剂直接与煤质反应：煤热解时

8、桥键被打开，生成自由基碎片，有些溶剂被结合到自由基碎片上形成稳定低分子。（5）其他作用：在液化过程中溶剂是煤质受热均匀，防止局部过热，溶剂和煤制成煤糊冇利于泵的输送2.3气氛2.3.1氢气在液化中的作用：高压氢气有利于煤的溶剂和加氢液化的转化率的提高。如用烷坯油分别在N2和H2中将煤加热至400°C溶解2h,然后冷却，结果发现在H2屮煤粒已经冇很大的变化，而在N2屮基本上没变化2.3.2C0+H20