神华煤制油技术基础知识.ppt

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1、煤制油技术专业基础知识煤炭液化技术煤的液化是将煤转化成清洁的便于运输和使用的液体燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。概要发展煤炭液化技术的意义中国是富煤少油国家，煤炭液化可弥补石油资源的短缺，具有重要的战略意义。煤炭液化对一些富煤缺油的省、区具有现实意义与煤炭相比，石油是一种清洁、方便、高效的能源，对环境污染小。煤中的硫是直接液化的助催化剂，将煤液化有利于环境保护。为煤炭行业提供新的发展空间。概要煤炭、石油储采比概要进口石油依存度变化9.18倍原油进口量，年均递增25%万吨中国的石油安全不容乐观：对国际石油的依赖程度逐渐

2、增强，中国石油供应安全充满变数。国际石油供应存在暂时短缺、石油价格上涨等不稳定因素。未来中国油气勘探开发难度增大，国内油气供应存在一定的不确定性。概要石油供需矛盾是中国最主要的能源安全问题中国石油资源相对短缺；中国石油产量难以大幅度提高；中国石油需求量快速增长；大量进口石油花费大量外汇，难以为继；中国的能源安全主要是石油供需问题。概要煤炭液化工艺煤炭直接液化煤炭间接液化：煤—合成气—油提质加工加氢煤液化油成品油精炼气化煤合成气合成油成品油合成煤以缩合芳香环为主，石油以饱和烃为主煤的H/C原子比低，0.3-0.8，石油H/C原子比高，1.8煤是由缩合

3、芳香环为结构单元通过桥键联在一起的大分子固体物，石油是不同大小分子组成的液体混合物煤炭与石油的根本区别煤直接液化原理石油和煤炭主要元素组成对比煤直接液化原理打断煤大分子的桥键加氢，改变分子结构，提高H/C原子比脱除煤炭中氧、氮、硫等杂原子脱除煤炭中无机矿物质煤直接液化原理煤直接液化基本历程煤的热解煤的大分子结构中，联接基本结构单元的桥键强度较弱，当施加外作用力超过桥键的强度时，联接基本结构单元的桥键会发生断裂，分解为自由基碎片，由于这一过程一般是通过提高温度来实现，通常称作煤的热解煤热解产生的自由基，易发生缩合反应。溶剂的作用相当重要，加氢程度合适

4、的溶剂中的氢的反应活性很高，可以向反应性高的自由基碎片转移和提供氢。因此始终保证溶剂中含有活性氢非常重要。加氢裂化在热解反应过程中产生的物质仍含有大分子。如果把可蒸馏液体作为最终产品，这些分子必须要通过加氢裂化来降低分子尺寸。加氢裂化还有另外一个作用，即脱除不同比例的硫和氮。加氢裂化可以与煤的热解反应在同一反应器中进行，或者作为完全独立的操作步骤。加氢裂化的产物远未达到均质，因而在溶剂循环时重的、难以处理的物质会积累。所以，所有的工艺都含有脱除高沸点沥青类物质的步骤。一般与固液分离合在一起。煤直接液化基本历程固液分离的方法主要有加压过滤、离心分离、

5、溶剂萃取、减压蒸馏等。减压蒸馏被认为是一种在煤直接液化工艺中最有效的固液分离方法。煤直接液化基本历程步骤条件功能1加氢液化高温、高压、氢气环境桥键断裂、自由基加氢、固体转化成液体2固液分离减压蒸餾、过滤、萃取、沉降脱除无机矿物和未反应煤3提质加工催化加氢提高H/C原子比、脱除杂原子煤直接液化基本历程煤直接液化工工艺流程催化剂煤浆制备单元煤氢气反应单元分离单元提质加工单元循环溶剂煤：0.15mm催化剂:Fe-S系450-470oC17-30MPa380-390oC15-18MPa气体汽油柴油航空燃料残渣煤直接液化工艺发展概况1913年，柏吉乌斯（Be

6、rgius）创立了煤的直接液化技术并获得了专利。1927年德国IG公司开始建设第一座工业规模的直接液化生产装置，1931年投入运转。二十世纪五十年代以后，中东大量廉价石油的开发，使煤炭直接液化失去了竞争能力和继续存在的必要，一度停滞。二十世纪七十年代后，相继开发出一批新工艺。代表性工艺：美国HTI、日本NEDOL、德国IGOR。国内煤炭科学研究总院从七十年代末开始开展煤炭直接液化技术研究。神华集团开发了中国神华煤直接液化工艺完成PP装置验证的煤直接液化工艺及运行情况煤直接液化工艺发展概况直接液化对煤质的要求惰性组分低、活性组分高H/C比>0.7挥发

7、分>35%灰含量<10%硫含量高对液化有利根据上述要求，直接液化适宜煤种范围：褐煤—气煤包括：褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤循环溶剂的作用流动介质，配成煤浆便于输送和加压；溶解煤、分隔煤裂解自由基；溶解氢气，温度越高或压力越高，溶解氢气越多；向自由基供氢，部分氢化的多环芳烃具有供氢作用。例如:＋H2＋H2供4个H循环溶剂的质量要求芳烃及氢化芳烃含量高馏程较重并有一定宽度预加氢可提高溶剂质量（Δfa=0.05～0.1）起始溶剂必须循环10次以上，溶剂性质才能达到稳定煤直接液化催化剂Mo-Ni或W-Ni型催化剂：载体型、钼酸铵型Fe可弃性催化剂：黄

8、铁矿、赤泥、炼锌铁矾渣等合成铁系催化剂：合成FeS2、FeOOH酸性催化剂：ZnCl2助催化剂：S、H2S煤直接液化催化剂