浅析煤液化技术.pdf

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1、总第176期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．04．025浅析煤液化技术郭艳玲(潞安环能股份公司技术中心，山西长治046204)摘要：文章简要介绍了煤炭液化意义，以及煤的直接液化和间接液化技术的原理、典型工艺等。关键词：直接液化；间接液化；原理；工艺中图分类号：TQ529文献标识码：B文章编号：1005—2798(2014)04—0059—03煤炭是一种碳含量高，但氢含量只有5％的固京煤化工分院进行了多年的、大量的基础研究和技术体．与液体燃料相比，使用和运输都很麻烦，而直接

2、烧开发。现在由北京神华集团筹建，在内蒙古自治区鄂固体煤，不仅热效率低，浪费大，还会放出二氧化硫、尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇马家塔建造一个年氧化氮等多种有害气体，严重污染环境。为预防或减产油品500万t的液化厂，第一条生产线年产液化油少煤燃烧对环境和人体健康带来的危害。提高煤炭利100万t已投产。用率。近年来，世界各国都开展了对煤变油技术的研1．3煤直接液化的原理究，其中主要包括对煤的气化和液化技术。煤变油是大分子结构的煤在高温高压，供氢充足的条件指将煤转化加工，生产出汽油、柴油、液化石油气等液下，发生热解

3、，裂解、脱杂原子(N、S、O)反应，依次经体燃料的煤液化技术。煤的液化技术又可分为煤的前沥青烯(分子量为1000～2000)、沥青烯(分子量直接液化技术和煤的间接液化技术。为500～700)，最终生成煤液化油(分子量为250～400)。其中沥青烯是煤液化的重要中间产物。直接1煤的直接液化液化反应过程见图1。1．1煤直接液化的概述煤的直接液化又叫加氢液化，一般是指将煤粉、催化剂和溶剂混合在液化反应器中，在适宜的温度和压力条件下，将煤直接转化为液化油的过程。其优解点：热效率高，液体产品收率高；缺点：工艺过程各步

4、骤操作条件极为苛刻，氢耗费用约占40％，氢源的价图1煤直接液化反应过程格影响了液化产品的经济竞争力。1．4几种典型直接液化工艺1．2煤直接液化的发展1)德国IG工艺，见图2。1913年．德国人F·Bergius发现在4OO～500℃、20MPa的高温高压下加氢，可以将煤或煤焦油转化为液体燃料。其后德国IG公司在M·Pier的领导下，成功地开发了液相和气相两段加氢的工艺，并在1927年将此技术实现了商业化生产。二战期间，德国为了满足战争对液体燃料的需要，建立了12个煤炭直接图2德国IG工艺液化生产厂，总规模达

5、到了40O万t／a，战争后这些厂2)德国IGOR工艺。见图3。全部停产或转产。在20世纪70年代的两次石油危3)美国H—COAL工艺，见图4。机影响下。西方主要发达国家开始重新审视煤作为一4)美国CTSL工艺，见图5。次能源的重要性，而煤液化技术作为一项可行的石油5)美国HTI工艺，见图6。替代技术又重新得到重视。我国从20世纪70年代6)日本NEDOL工艺，见图7。末开始煤炭直接液化技术的研究。煤炭科学总院北收稿日期：2014~)2-20作者简介：郭艳玲(1977一)，女，山西高平人，工程师，从事新型材料

6、开发技术工作。592014年4月郭艳玲：浅析煤液化技术第23卷第4期1)主要由芳香烃和环烷烃构成，与石油产品相比，其特点是碳含量高，氢含量低，并含有一定量的氮、硫、氧等杂原子。2)其经济性短期内还不能与石油化工相比，因此除了生产液体燃料之外，还应积极利用直接液化产橐塑物的特点开发其他非燃料领域的用途2煤的间接液化图3德国IGOR工艺2．1煤间接液化概述煤的问接液化是将煤气化生成的合成气(CO+H，)，经过催化剂转化为液态产品。间接液化分为合成油和合成醇两个方向。其优点：反应步骤简单，无须处理煤灰．三废治理的

7、主要问题已在气化过程中解决，不产生像其他煤化工工艺所伴生的矿物质、微量金属或重金属等；缺点：过程效率低，选择性较差，污图4美国H—COAL工艺染物主要来自合成气生产过程馏分1923年德国人F·Fischer和H·Tropsh发现在℃馏分铁催化剂的作用下，一氧化碳和氢气可以生成烃类液℃馏分体产品，这个过程即费托合成(FF合成)。二战期间基于军事目的，德国建成了9个FTI1合成油厂．总产量达57万t。20世纪50年代，由于廉价石油和天然气图5美国CTSL工艺的供应，以上丌合成油因竞争力差而全面停产但是南非由于政

8、治和经济的原因，一直大力开发FT合成油技术，现国内有Sasol—I，Sasol—II，Sasol一11Ij个工业化大型合成油厂，总的年产量达700万t。经济成本相当于l9．7美元／桶合成油。图6美国HTI工艺2．2Fvr合成原理利用一氧化碳和氢气在催化剂作用下生成饱和油，汽油H烃和不饱和烃。在催化剂、反应条件和气体组成不同油柴油的情况下，还可生成醇、醛、酸、酯等其他化合物。、重油2．3FT合成反应器类型网7El本