煤制油工艺

煤制油工艺

煤制油也称煤液化，是以煤炭为原料生产液体燃料和化工原料的煤化工技术的简称。

一、煤炭液化的研究背景：

⑴中国是一个富煤贫油少气的国家，而煤炭液化技术也将成为新型煤化工产业的重要方向之一；

⑵在应对当今石油供需矛盾和贯彻节能减排政策中，煤炭液化不仅具有重大的环保意义，而且具有保障能源安全的战略意义。

二、煤液化技术通常有两种技术路线，即直接液化和间接液化。

1、煤炭的直接液化技术：

⑴反应机理：

⑵煤质要求：

①煤化程度：煤化程度越深，加氢液化越难；

高等挥发烟煤（长焰煤、气煤）和年轻褐煤是最适宜的液化原料，中等变质程度以上的很难液化；

②煤岩组成：镜质组和壳质组是活性组分，易加氢液化，而惰质组难液化或根本不能液化；

③矿物质组成及含量：矿物质的含量越低越好，5%左右最好，最大不超过10%；

⑶催化剂的选择：

①钴(Co)、钼（Mo）、镍（Ni）：这类催化剂的催化活性较高。但是这类金属催化剂的价格比较昂贵而且丢弃对污染比较严重，因此用后要回收；

②金属卤化物：如ZnCl

2、SnCl

2

等，属酸性催化剂，裂解能力强，但是对煤液

化装置设备有较强的腐蚀作用；

③铁系催化剂：包括含铁的天然矿石、含铁的工业残渣和各种纯态铁的化合物（如铁的氧化物、硫化物和氢氧化物）。

⑷供氢溶剂的作用：

①提供和传递转移活性氢作用；

②溶胀分散作用；

③对煤粒热裂解生成的自由基起稳定保护作用；

④溶解作用；

⑤稀释液化产物作用。

⑸直接液化工艺：

①德国IGOR工艺：

该工艺以炼铝赤泥为催化剂，催化剂加入量为4％，不进行催化剂回收。

反应压力为30MPa，反应温度为465C。

现已完成0．2t／d和200t／d规模的试验研究。采用减压蒸馏(即闪蒸)方法进行固一液分离，液化粗油不经降温而直接进行提质加工，将难以加氢的沥青质留在残渣中用作气化制氢的原料。

②日本NEDOL工艺：

该工艺以黄铁矿为催化剂，催化剂加人量为4％，也不进行催化剂回收。反应压力为19 MPa，反应温度为460℃。

其主要特点是循环溶剂全部在一个单独的固定床反应器中，用高活性催化剂预先加氢，使之变为供氢溶剂。液化粗油经过冷却后再去进行提质加工。液化残渣连同其中所含的重质油即可进一步进行油回收，也可直接用作气化制氢的原料。现已完成0．01t／d、0．1t／d、lt／d以及150t ／d规模的试验研究。

③美国HTI工艺：

该工艺使用催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂加人量为0．5％，用量少,不进行催化剂回收。反应压力为17MPa，反应温度为4500C。

其主要特点是对液化残渣进行油回收，故液化油收率较高。

④煤直接液化工艺：

煤炭液化项目采用美国碳氢技术公司(HTI)的生产工艺，是目前世界上首条煤直接液化制油的工业化生产线，分为煤液化、液化油提质和制氢三大部分。

优点：

（1）煤浆制备全部采用供氢性循环溶剂,使得液化反应条件温和，系统操作稳定性提高；

（2）采用两个强制循环悬浮床反应器。这样使得反应器温度分布均匀，产品性质稳定；

（3）采用减压蒸馏的方法进行液化油和固体物的分离。残渣中含油量少，产品产率提高；

（4）循环溶剂和产品采用强制循环悬浮床加氢反应器。

该工艺PDU装置的蒸馏油收率达到56％～58％，转化率90％～92％，气产率约12％～14％,水产率11％～13％，氢耗量5％～7％。

2、煤的间接液化技术：

⑴基本原理：

/CO比符合合成油要求的原料，然后煤炭间接液化是将煤气化、净化制得H

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在一定压力、温度、催化剂条件下来合成汽油、柴油等烃类燃料或含氧燃料等液态产品。

当前, 煤炭间接液化的最主要产品有3 个: 烃类原料、甲醇和二甲醚(简称DME)

⑵间接液化工艺：

①国外：

南非F-T 合成、美国MTG 合成、荷兰的SMDS合成、丹麦的TIGAS合成、美国的STG 合成

②国：

固定床MFT合成、浆态床-固定床两段合成（SMFT）工艺

其中，MFT合成工艺将传统F-T合成和分子筛作用相结合。已先后完成了小型试验、模拟试验、年百吨中型试验和 2kt/a 的工业性试验，取得油收率较高、油品性能较好的结果。

SMFT合成工艺利用超细粒铁基催化剂，在ZMS-5分子筛上将过程产物转化为高辛烷值汽油。该工艺的汽油馏分中含有 97.8%C5-C11 组分，也富含芳烃和

异构烷烃，辛烷值高达 90%，是高质量的优质汽油。

③synthol流化床合成工艺

1-反应器；2-催化剂沉降室；3-竖管；4-热油洗塔；5,10,11-换热器；6-气体洗涤分离塔；7-分离器；8-水洗塔；9-开工炉；12,13-压缩机

甲醇合成油