神华煤直接液化工艺及PU情况介绍-神华舒歌平

德国新IG工艺
Coal slurry: 40%
煤浆，40%浓度 R
Germany’s new IG Process
H S
溶剂，不含沥青
Solvent (non-bitumen)
减 压 闪 蒸
Flash Vaporization
残渣
Residue
• 操作条件：压力300bar，催化剂：赤泥
Operation condition: pressure 300bar Catalysts: Red Mud
神华煤直接液化工艺 及PDU情况介绍
Shenhua Direct Coal Liquefaction Process and PDU Introduction 舒歌平 Shu Geping 神华煤制油研究中心有限公司
Shenhua Coal Liquefaction R&D Co., Ltd
2007.6
德国IGOR＋工艺
Coal slurry 50%
煤浆，50%浓度 R H S
Gemany’s IGOR+ Process
M S
溶剂，供氢性
Sovent (hydrogenation)
减 压 Flash Vaporization 闪 Residue 残渣 蒸
• 操作条件：压力300bar，催化剂：赤泥 • • 油收率：58% Oil Yield Rate: 50%
DCL mainly featured in the process of Cycled Solvent – Solid&liquid separation and Solvent Processing
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
第一代煤直接液化工艺:以德国老IG工艺为代表的煤直 接液化工艺。其特征是固液分离采用加压过滤和离心 分离，循环溶剂含有固体和难分解的沥青质，为了防 止难分解沥青在循环过程中的累积，必须要采用十分 苛刻的反应条件，如70MPa、470℃。同时，由于循环 溶剂性质恶劣，煤浆浓度较低，反应器有效利用率低。 The first generation DCL Process is represented by Gemany’s Old IG Process, which must be reacted under the strict conditions, like 70MPa、470℃, in order to avoid the accumulation of bitumen, and the reactor efficiency is low as the impacts of solvent and coal slurry.
Operation condition: pressure 300bar Catalysts: Red mud 停留时间：0.55t/m3h Residence time: 0.55t/m3h
• 由于溶剂中没有了沥青，而且具有了供氢性，煤浆浓 度可增加到50%，处理能力增加，油收率增加
The capacity and Oil Yield Rate increased, as the solvent without bitumen but with the hydrogenation, and coal slurry concentration can be increase to 50%.
分离单元 Separation unit
Βιβλιοθήκη Baidu
水
Water
液化油 Oil 残渣 Residue
煤炭直接液化工艺
煤炭直接液化是目前由煤生产液体产品 方法中最有效的路线。液体产率超过 70%（以无水无灰基煤计算），工艺的 总热效率通常在60-70%。
DCL is the most efficient way of Coal Liquefaction so far, through this way the Liquids yield rate over 70% (based on waterless and ashless coal) and the total thermal efficiency at 60-70%
油收率 45% 44% 51% 58% 54% 58%
日本 日本
BCL NEDOL
50 150
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
煤直接液化工艺发展经历了三个阶段的 革命性进步。
DCL Process has reached 3 milestones
主要特征表现在循环溶剂制备工艺上， 即固液分离工艺和溶剂加工技术。
Operation condition: pressure 700bar Catalysts: Red mud
• 停留时间：0.37t/m3h Residence time: 0.37t/m3h • 油收率：37% Oil Yield Rate: 37%
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
希尔化学结构模型
The Chemical Structure Model
石油的形成
Petroleum Formation
煤炭与石油的有机质结构区别
Organic Structure Difference Coal and Petroluem
煤是由缩合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 Coal: marcomolecular solid bridge linked by condensation aromatic ring; Petroleum: liquid mixture composed by various molecules 煤以缩合芳香环为主，石油以饱和烃为主 Coal mainly composed by condensation aromatic ring; Petroleummainly composed by saturated hydrocarbon 煤的H/C原子比低，0.3-0.8， 石油H/C原子比高，1.8 Coal: low H/C ratio 0.3-0.8; Petroleum: high H/C ratio 1.8
完成PP装置验证的煤液化工艺及运行情况
Operation status of other Coal Liquefaction units
国家 美国 美国 美国 德国 工艺 EDS SRC-II H-Coal IGOR 规模， t/d 250 50 200-600 200 使用期 1980-1982 （2.5 年） 1976-1981 （5 年） 1980-1982 (3 年) 1981-198 7 (6 年) 1987-1990 (4 年) 1997-1998 (2 年) 连续进煤 55 天 （1321 小时） 44 天 （1056 小时） 208 天 （5000 小时） 73 天 （1760 小时） 80 天 （1920 小时） 累计进煤 445 天 （10692 小时） 917 天 （22000 小时） 417 天 （10000 小时） 259 天 （6200 小时）
煤直接液化工艺基本流程
Basic technological Process of DCL
氢气 Hydrogen
循环氢 Recycled Hydrogen
尾气 Offgas 煤 Coal 煤浆制备 催化剂 Catalysts 单元
Coal Slurry unit
液化单元 Liquefaction unit 循环溶剂 Recycled Solvent
煤直接液化基本原理
Theories of Direct Coal Liquefaction (DCL)
The sketch map of DCL
煤炭和石油的差别
Difference between Coal & Petroleum
Coal
煤的形成示意图
The sketch map of Coal-Formation
第二代煤直接液化工艺：以德国新IG工艺为代表的煤 直接液化工艺。其特征是固液分离采用了减压蒸馏的 方法，由于减压蒸馏制备的循环溶剂不含沥青，溶剂 性质大大改善，煤浆浓度可以大幅度提高，反应条件 可以大大缓和，反应器利用率大大提高。 The second generation DCL Process is represented by Gemany’s New IG Process, which featured in the using of vacuum distillation in Solid-Liquid separation. The reaction conditions can be moderated greatly and the coal slurry concentration can be increased and then the reactor efficiency is improved hugely.
• 停留时间：0.5t/m3h Residence time: 0.5t/m3h • 油收率：50% Oil Yield Rate: 50% • 由于溶剂中没有了沥青，处理能力增加，压力降低， 油收率增加 The pressure decreased, capacity increased and Oil Yield Rate increased, as the solvent without bitumen
煤炭直接液化工艺发展概况
Development of Direct Coal Liquefaction (DCL) Process
煤炭直接液化工艺 DCL Process
煤炭直接液化技术1913年德国人发明，二战期间，德 国的煤直接液化工厂生产能力达到年产423万吨成品油。 DCL technology was invented in 1913 in Germany, during World WarⅡ, the country’s DCL capacity reached 4.23 million ton oil per year 目标是破坏煤的有机结构，并进行加氢，使其成为液 体产物。虽然开发了多种不同种类的煤炭直接液化工 艺，但就基本化学反应而言，它们非常接近。 There are several DCL technologies, but the basic chemical reactions are similar that destroy the to Coal’s organic structure and then hydrogenation
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
第三代煤直接液化工艺：德国IGOR＋工艺和日本NEDOL 工艺。其特征是都采用减压蒸馏进行固液分离，同时 对循环溶剂进行加氢，提高溶剂的供氢性能。由于全 部采用了供氢循环溶剂，煤浆浓度进一步提高，反应 条件更缓和，反应器利率率进一步提高。由于采用了 供氢溶剂，煤浆性质好，可以实现煤浆与高分气相的 换热，工艺的热利用率大大提高。 The third generation DCL Process includs Gemany’s IGOR+ and Japan’s NEDOL Process. The common feature is the using of vacuum distillation in SolidLiquid separation, and hydrogenate the cycled sovent at the same time, then improve the coal slurry, reaction conditions and the reactor efficiency. The thermal efficiency can be increased greatly also.
德国老IG工艺
Coal slurry: 40%
煤浆，40%浓度 R
Germany’s old IG Process
H S
Solvent (bitumen containing)
溶剂，含沥青 离心分离
Centrifugal Separation
残渣
residue
• 操作条件：压力700bar 催化剂：赤泥