煤直接液化课件.ppt

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1、第6章煤炭直接液化技术周安宁西安科技大学化学与化工学院前言发展煤直接液化技术是国家能源战略安全的需要。石油化工的原料接续的重大需要；化学工业可持续发展的重要途径。煤炭制备液体燃料的主要技术工艺：煤的热解（中低温干馏）溶剂萃取：高温高压下，利用溶剂取代作用破坏煤分子氢键、范氏力，部分转化成液体；直接液化间接液化：煤气化→合成气→FT合成→液态燃料6.1煤炭液化的定义与分类直接液化是指煤在催化剂上于一定压力和温度条件下，发生加氢反应，将煤中有机大分子直接转化为低分子液体燃料及化学品的过程。间接液化是首先将煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应转化成合成气，合成

2、气在固体催化剂作用下再合成为液体燃料及化学品的过程（F－T合成）。6.2直接液化技术发展历史德国：1913年F.Bergius发明了高温高压下煤直接加氢生产液体燃料的技术，1927年IG工艺运行12套装置，423万吨/年（硫化钨和硫化钼催化剂，液相和气相加氢）。英国：1935年建成产量达15万吨的煤直接加氢液化工厂日本:1937年在中国抚顺建厂1942年试生产,1943年停产1937在中国锦州建年产5万吨F-T合成装置1938-1942在日本国内4个间接液化厂运行26万吨/年法国:1937年建成一套3万吨/年煤间接液化装置并投入运行美国:完成了日处

3、理上百吨大型工业试验投产日期所在地名原料反应压力（MPa）生产能力（万吨/年）1931Leuna褐煤和焦油20651936Bohlen褐煤和焦油30251936Magdeberg褐煤和焦油30221936Scholven烟煤30281937Welheim沥青70131939Gelsenberg烟煤70401939Zeitz褐煤和焦油30281940Lutzkendorf煤焦油5051940Politz烟煤70701941Wesseling褐煤70251942Brux褐煤和焦油30601943Blechhammer烟煤和焦油3042二战期间德国的煤直

4、接液化厂前苏联：1952-1960共有11套煤直接液化和焦油加氢液化装置，生产规模110万吨/年。中国：1951年，锦州间接液化恢复运行，1967年因发现大庆油田停产，最高年产量曾达到47万吨/年。南非：1955-1955年，Sasol公司年产量30万吨/年F-T合成，一期工程建成投产，在此基础上规模不断扩大。国别装置名规模t/d试验时间地点开发机构试验煤种美国SRCⅠ/Ⅱ501974-1981FortLewisGulfIllinois,WyomingSRC61974-1992WilsonvilleEPRICatalyticInc.高硫烟煤次烟煤E

5、DS2501979-1983BaytonExxonIllinois,烟煤Wyoming次烟煤Texas褐煤H-COAL6001979-1982CatlettsburgHRIIllinois,Wyoming主要工艺技术中国煤直接液化新工艺（CDCL工艺）国别装置名规模t/d试验时间地点开发机构试验煤种德国IGOR2001981-1987BottropRAGVEBA鲁尔烟煤PYROSOL61977-1988SaarSAARCoal烟煤日本NEDOL1501992-1999日本鹿岛NEDO烟煤BCL501986-1990澳大利亚NEDO褐煤英国LSE2.

6、51988-1992PointofAyrBritishCoal次烟煤前苏联ST-551986-1990图拉市ИГИ褐煤根据煤炭与石油在化学组成及结构上的差异，要把固体的煤炭转化成流体的油，煤炭直接液化必须具备以下4大功能：将煤炭的大分子结构分解成小分子；提高煤炭的H/C比，以达到石油的H/C比水平；脱除煤炭中氧、氮、硫等杂原子，使液化油的质量达到石油产品的标准。脱除煤炭中无机矿物质。6.3煤直接液化基本原理煤中一些弱键（模型化合物）的键能数据键型模型化合物结构式键能/kJ.mol-1羧基键C6H5CH2-COOH280羧基键(C6H5)2CH-CO

7、OH248.5羰基键C6H5CH2-COCH2C6H5273.6醚键CH3-OC6H5238硫醚键C6H5CH2-SCH3256.9甲基键9-甲基蒽282.8亚甲基键CHCCH2-CH2C6H5256.9氢碳键9,10-二氢蒽315.1煤直接液化一般过程及主要化学反应(1)煤经热作用后，大分子结构间的共价镀首先发生热裂解并形成自由基“碎片”；(2)自由基“碎片”与催化剂所吸附的活性氢或供氢溶剂提供的氢原子相结合，进一步形成稳定的小分子液体或气体产物；(3)煤热解产生的芳烃“碎片”被加氢和加氢热解生成液化油；(4)通过进一步的加氢对液化油进行杂原子脱

8、除及改质；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