煤炭液化技术包括煤炭直接液化和煤炭间接液化
煤炭洁净加工技术的分类
![煤炭洁净加工技术的分类](https://img.taocdn.com/s3/m/74c374c5bdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be808.png)
煤炭洁净加工技术的分类
煤炭洁净加工技术可以分为以下几类:
1. 煤炭粉煤化技术:将煤炭磨碎成细小的煤粉,提高燃烧效率,减少烟气排放。
常见的煤炭粉煤化技术包括煤粉炉渣分离、煤粉气固分离等。
2. 煤炭燃烧优化技术:通过优化煤炭的燃烧过程,减少燃烧废气中的污染物排放。
常见的燃烧优化技术包括燃烧氧化剂预热、燃烧控制系统优化等。
3. 煤炭气化技术:将煤炭在高温和缺氧条件下转化为合成气体(包括CO和H2等成分),再经过清洁处理得到清洁燃料或
化工原料。
常见的煤炭气化技术包括煤气化、生物质气化等。
4. 煤炭液化技术:将煤炭经过加热和一定的催化剂处理后,转化为液体燃料,如煤油、柴油等。
常见的煤炭液化技术包括煤直接液化、煤间接液化等。
5. 煤炭燃气化技术:将煤炭通过煤燃气化装置,转化为燃气,再通过一系列净化处理得到清洁燃气。
常见的煤炭燃气化技术包括煤焦气气化、煤气补给炉燃气化等。
6. 煤炭金属提取技术:将煤炭中的有价值的金属元素进行提取,减少对环境的污染。
常见的煤炭金属提取技术包括煤炭中金属提取、煤矸石中金属提取等。
以上仅为煤炭洁净加工技术的一些常见分类,具体的分类方式还会根据技术的不断发展和创新而有所变化。
煤直接液化和煤间接液化综述
![煤直接液化和煤间接液化综述](https://img.taocdn.com/s3/m/bdd8880bb52acfc789ebc92f.png)
煤直接液化和煤间接液化综述摘要:煤的直接液化和间接液化技术经过长期发展,已形成了各自的工艺特征和典型工艺。
我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”,以煤制油已成为我国能源战略的一个重要趋势。
经过长期不断努力,我国初步形成了“煤制油”产业化的雏形,在未来将迎来更多机遇和挑战。
关键字:煤直接液化煤间接液化发展历程现状前景1.煤直接液化煤直接液化又称煤加氢液化, 是将固体煤制成煤浆, 在高温高压下, 通过催化加氢裂化, 同时包括热解、溶剂萃取、非催化液化, 将煤降解和加氢从而转化为液体烃类, 进而通过稳定加氢及加氢提质等过程, 脱除煤中氮、氧、硫等杂原子并提高油品质量的技术。
煤直接液化过程包括煤浆制备、反应、分离和加氢提质等单元。
煤的杂质含量越低, 氢含量越高, 越适合于直接液化。
1.1发展历程煤直接液化技术始于二十世纪初, 1913年德国科学家Bergius首先研究了煤高压加氢, 并获得了世界上第一个煤液化专利, 在此基础上开发了著名的I G Farben工艺。
该工艺反应条件较为苛刻, 反应温度为470℃, 反应压力为70MPa。
1927年德国在Leuna建立了世界上第一个规模为0.1Mt/a的煤直接液化厂, 到第二次世界大战结束时,德国的18个煤直接液化工厂总油品生产能力已达约4.23Mt/a , 其汽油产量占当时德国汽油消耗量的50%。
第二次世界大战前后, 英国、美国、日本、法国、意大利、苏联等国也相继进行了煤直接液化技术的研究。
以后由于廉价石油的大量发现, 从煤生产燃料油变得无利可图, 煤直接液化工厂停工, 煤直接液化技术的研究处于停顿状态。
20世纪70年代,石油危机发生后, 各发达国家投人大量人力物力进行煤直接液化技术的研发, 相继开发出多种煤直接液化工艺, 但由于从20世纪80年代后期起原油价格在高位维持的时间不长,从煤生产燃料油获利的可能性较低, 这些工艺都没有实现工业化。
1.2煤直接液化技术的工艺特征典型的煤直接加氢液化工艺包括: ①氢气制备;②煤糊相(油煤浆)制备; ③加氢液化反应;④油品加工等“先并后串”四个步骤。
煤液化技术考试复习大全
![煤液化技术考试复习大全](https://img.taocdn.com/s3/m/e4eea2e3551810a6f52486ef.png)
1、所谓煤炭液化,是将煤中的有机质转化为液态产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物替代石油及其制品,来生产发动机用液体燃料和化学品。
煤炭液化有两种完全不同的技术路线,一种是直接液化,另一种是间接液化。
2、煤炭的直接液化是指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液体燃料,转化过程是在含煤粉、溶剂和催化剂的浆液系统中进行加氢、解聚,需要较高的压力和温度。
优点:热效率较高,液体产品收率高;缺点:煤浆加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。
3、煤炭间接液化是首先将煤气化制合成气(CO+H2),合成气经净化、调整H2/CO比,再经过催化合成为液体燃料。
优点:煤种适应性较宽,操作条件相对温和,煤灰等三废问题主要在气化过程中解决;缺点:总效率比直接液化低。
煤液化的实质就是在适当温度、氢压、溶剂和催化剂条件下,提高H/C比,使固体煤转化为液体的油。
4、在煤的初级液化阶段,煤有机质热解和供氢是两个十分重要的反应。
可认为发生下列四类化学反应:(1)煤的热解(2)对自由基“碎片”的供氢(3)脱氧、硫、氮杂原子反应(4)缩合反应。
5、供给自由基的氢源主要来自以下几个方面:(1)溶解于溶剂油中的氢在催化剂的作用下变为活性氢;(2)溶剂油可供给的或传递的氢;(3)煤本身可供应的氢;(4)化学反应生成的氢。
提高供氢能力的主要措施有:增加溶剂的供氢能力;提高液化系统氢气压力;使用高活性催化剂;在气相中保持一定的H2S浓度等。
6、煤有机结构中的氧存在形式主要有:含氧官能团,如-COOH、-OH、-CO和醌基等;醚键和杂环(如呋喃)。
煤有机结构中的硫以硫醚、硫醇和噻吩等形式存在,脱硫反应与上述脱氧反应相似。
由于硫的负电性弱,所以脱硫反应更容易进行。
煤中的氮大多存在于杂环中,少数为氨基,与脱硫和脱氧相比,脱氮要困难得多。
7、为提高煤液化过程的液化效率,可采取以下措施防止结焦:(1)提高系统的氢分压(2)提高供氢溶剂的浓度(3)反应温度不要太高(4)降低循环油中沥青烯含量(5)缩短反应时间。
煤炭液化技术
![煤炭液化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/ff349f8b6137ee06eff9188d.png)
煤炭液化技术[编辑本段] 煤炭液化技术煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程产品的先进洁净煤技术。
根据不同的加工,使其转化成为液体燃料路线,煤炭液化可分为直接、化工原料和液化和间接液化两大类:一、直接液化直接液化是在高温(400℃以上)、高压(10MPa以上),在催化剂和溶剂作用下使煤的分子进行裂解加氢,直接转化成液体燃料,再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油,又称加氢液化。
1、发展历史煤直接液化技术是由德国人于1913 年发现的,并于二战期间在德国实现了工业化生产。
德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产,到1944年,德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。
二战后,中东地区大量廉价石油的开发,煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭。
70年代初期,由于世界范围内的石油危机,煤炭液化技术又开始活跃起来。
日本、德国、美国等工业发达国家,在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺,其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度,从而达到降低煤液化油生产成本的目的。
目前世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL 工艺、德国的IGOR工艺和美国的HTI工艺。
这些新直接液化工艺的共同特点是,反应条件与老液化工艺相比大大缓和,压力由40MPa降低至17~30MPa,产油率和油品质量都有较大幅度提高,降低了生产成本。
到目前为止,上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t/d 级以上大型中间试验,具备了建设大规模液化厂的技术能力。
煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术,在技术上是可行的。
目前国外没有工业化生产厂的主要原因是,在发达国家由于原料煤价格、设备造价和人工费用偏高等导致生产成本偏高,难以与石油竞争。
2、工艺原理煤的分子结构很复杂,一些学者提出了煤的复合结构模型,认为煤的有机质可以设想由以下四个部分复合而成。
第一部分,是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子,形成不溶性的刚性网络结构,它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。
煤炭液化技术
![煤炭液化技术](https://img.taocdn.com/s3/m/ffd6988f172ded630b1cb670.png)
煤炭液化技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII煤炭液化技术[编辑本段]煤炭液化技术煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。
根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类:一、直接液化直接液化是在高温(400℃以上)、高压(10MPa以上),在催化剂和溶剂作用下使煤的分子进行裂解加氢,直接转化成液体燃料,再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油,又称加氢液化。
1、发展历史煤直接液化技术是由德国人于1913年发现的,并于二战期间在德国实现了工业化生产。
德国先后有12套煤炭直接液化装置建成投产,到1944年,德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到423万吨/年。
二战后,中东地区大量廉价石油的开发,煤炭直接液化工厂失去竞争力并关闭。
70年代初期,由于世界范围内的石油危机,煤炭液化技术又开始活跃起来。
日本、德国、美国等工业发达国家,在原有基础上相继研究开发出一批煤炭直接液化新工艺,其中的大部分研究工作重点是降低反应条件的苛刻度,从而达到降低煤液化油生产成本的目的。
目前世界上有代表性的直接液化工艺是日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺和美国的HTI工艺。
这些新直接液化工艺的共同特点是,反应条件与老液化工艺相比大大缓和,压力由40MPa降低至17~30MPa,产油率和油品质量都有较大幅度提高,降低了生产成本。
到目前为止,上述国家均已完成了新工艺技术的处理煤100t/d级以上大型中间试验,具备了建设大规模液化厂的技术能力。
煤炭直接液化作为曾经工业化的生产技术,在技术上是可行的。
目前国外没有工业化生产厂的主要原因是,在发达国家由于原料煤价格、设备造价和人工费用偏高等导致生产成本偏高,难以与石油竞争。
2、工艺原理煤的分子结构很复杂,一些学者提出了煤的复合结构模型,认为煤的有机质可以设想由以下四个部分复合而成。
煤炭行业的煤制油气与清洁能源技术
![煤炭行业的煤制油气与清洁能源技术](https://img.taocdn.com/s3/m/8ca32774182e453610661ed9ad51f01dc281578b.png)
煤炭行业的煤制油气与清洁能源技术煤炭作为我国主要的能源资源,长期以来在能源结构中占据重要地位。
然而,传统的煤炭燃烧方式造成了严重的环境污染和资源浪费。
近年来,随着清洁能源的需求不断增长,煤炭行业的煤制油气技术应运而生,为我国清洁能源的发展提供了新的方向。
煤制油气技术概述煤制油气技术是指通过化学加工手段,将煤炭转化为石油和天然气等可燃气体的技术。
这一技术主要包括煤气化和煤液化两个过程。
煤气化煤气化是将固体煤炭通过高温加热,在氧气不足的条件下转化为气体燃料的过程。
煤气化的主要产物为合成气(Syngas),其主要成分为一氧化碳(CO)和氢气(H2),可用于合成液体燃料、电力生产等多种用途。
煤液化煤液化是将煤炭转化为液体燃料的技术。
煤液化过程中,煤炭首先经过化学加工转化为合成油(Synthetic Oil),然后再进一步加工成为各种液体燃料。
清洁能源技术清洁能源技术是指在利用能源的过程中,对环境污染小,可持续发展的技术。
在煤炭行业,清洁能源技术主要包括煤炭清洁利用技术和新能源技术。
煤炭清洁利用技术煤炭清洁利用技术主要包括煤炭洗选、燃烧优化、污染物控制等技术。
通过煤炭洗选,可以有效去除煤炭中的杂质,提高煤炭质量。
燃烧优化技术可以提高煤炭燃烧的效率,减少污染物排放。
污染物控制技术则可以通过各种手段,如烟气脱硫、脱硝等,减少煤炭燃烧过程中产生的污染物。
新能源技术新能源技术是指在利用能源的过程中,对环境污染小,可持续发展的技术。
在煤炭行业,新能源技术主要包括太阳能、风能、核能等。
煤制油气技术在提供清洁能源的同时,也需要考虑到环境污染和资源利用的问题。
清洁能源技术在提供能源的同时,也需要考虑到能源的可持续发展和环境污染的问题。
因此,煤炭行业在发展煤制油气和清洁能源技术的过程中,需要综合考虑各种因素,以实现可持续发展。
以上内容为左右。
后续内容将详细分析煤制油气技术的现状、发展趋势以及清洁能源技术的应用案例等。
煤制油气技术现状与发展趋势煤气化技术的现状与发展煤气化技术在我国已经取得了显著的成果。
煤质烯烃的工艺技术
![煤质烯烃的工艺技术](https://img.taocdn.com/s3/m/d428c363a4e9856a561252d380eb6294dd88220d.png)
煤质烯烃的工艺技术煤质烯烃是指从煤炭中提取出来的烯烃类化合物,具有重要的工业应用价值。
煤质烯烃的工艺技术主要包括煤液化和煤气化两种方法。
1. 煤液化技术煤液化是将煤炭在高温高压下通过催化剂或溶剂作用,将煤中的有机物质转化为液体产品的过程。
煤液化技术可分为直接液化和间接液化两种方法。
直接液化是指将煤炭与溶剂和催化剂混合后,在高温高压下进行反应,通过催化剂的作用将煤转化为液体产品。
在直接液化过程中,溶剂可起到催化剂的作用,帮助提高反应速率和产物收率。
间接液化是指先将煤炭气化生成合成气,再通过催化剂的作用进行反应生成液体产品。
煤液化技术的关键步骤包括煤炭粉碎、石油溶剂提取和催化剂添加等。
煤炭粉碎可以增加煤与溶剂催化剂的接触面积,有利于反应进行。
溶剂的选择对于反应速率和产物性质有重要影响,通常选择具有较高活性和选择性的溶剂。
催化剂的选择和添加方式也会影响反应的进行和产物的性质。
2. 煤气化技术煤气化是指将煤炭在高温下与气化剂(通常为氧气和水蒸气)反应,生成合成气的过程。
合成气主要包括一氧化碳和氢气,可以用作燃料或化工原料。
煤气化技术可分为固定床气化、流化床气化和床层气化等方法。
固定床气化是最传统的煤气化技术,将煤炭放置在反应器中,通过控制气化剂的供气量和反应条件,使煤炭与气化剂反应生成合成气。
流化床气化是指将煤炭破碎成较小的颗粒,通过气流作用使其悬浮在反应器中,与气化剂反应生成合成气。
床层气化是将煤炭放置在床层中,通过控制气化剂的上下供气或其他传质方式使煤炭与气化剂充分接触反应,生成合成气。
煤气化技术的关键步骤包括煤炭预处理、气化剂准备和气化反应等。
煤炭预处理主要包括煤炭粉碎和煤炭干燥,以提高煤与气化剂的接触面积和反应速率。
气化剂的准备包括氧气和水蒸气的供应和净化。
气化反应的温度和压力及气化剂的供气量等条件对反应进行和产物分布有重要影响。
总之,煤质烯烃的工艺技术主要包括煤液化和煤气化两种方法。
煤液化通过催化剂或溶剂作用,将煤中的有机物质转化为液体产品。
煤制油的工艺流程
![煤制油的工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/835b8e90370cba1aa8114431b90d6c85ec3a8821.png)
煤制油的工艺流程煤制油技术是一种将煤转化为液态燃料的技术,其原理是通过热解、气化、催化等过程,将固体煤转化为液态或气态的烃类燃料。
其主要流程包括煤的干馏、气化、合成和精制等步骤。
煤制油(Coal-to-liquids, CTL)是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术,包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。
煤的直接液化将煤在高温高压条件下,通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料,并脱除硫、氮、氧等原子。
具有对煤的种类适应性差,反应及操作条件苛刻,产出燃油的芳烃、硫和氮等杂质含量高,十六烷值低的特点,在发动机上直接燃用较为困难。
费托合成工艺是以合成气为原料制备烃类化合物的过程。
合成气可由天然气、煤炭、轻烃、重质油、生物质等原料制备。
根据合成气的原料不同,费托合成油可分为:煤制油(Coal-to-liquids, CTL)、(生物质制油Biomass-to-liquids, BTL)和天然气制油(Gas-to-liquids, GTL)。
煤的间接液化首先把煤气化,再通过费托合成转化为烃类燃料。
生产的油品具有十六烷值高、H/C含量较高、低硫和低芳烃以及能和普通柴油以任意比例互溶等特性。
同时,CTL具有运动粘度低,密度小、体积热值低等特点。
煤炭因其储量大和价格相对稳定,成为中国动力生产的首选燃料。
在本世纪前50年内,煤炭在中国一次能源构成中仍将占主导地位。
预计煤炭占一次能源比例将由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%达到2005年50%左右。
我国每年烧掉的重油约3000万吨,石油资源的短缺仍使煤代油重新提上议事日程,以煤制油已成为我国能源战略的一个重要趋势。
煤制油
![煤制油](https://img.taocdn.com/s3/m/a61b862dcfc789eb172dc827.png)
煤制油煤制油包括直接液化和间接液化两种工艺技术路线。
1.煤炭直接液化技术煤在高压和一定温度下直接与氢气反应生成液体燃料油的工艺技术称为直接液化。
煤炭直接液化主要产品为汽油、柴油、航空煤油、石脑油、LPG(液化石油气),另外还可以提取BTX(苯、甲苯、二甲苯),副产品有硫磺、氨或尿素等。
直接液化工艺的产品中,柴油的比例在60~70%,汽油和LPG占40~30%左右。
直接液化的工艺主要有Exxon供氢溶剂法(EDS)。
氢-煤法等。
EDS法是煤浆在循环的供氢溶剂中与氢混合,溶剂首先通过催化器,拾取氢原子,然后通过液化反应器,释放出氢原子,使煤分解。
氢-煤法是采用沸腾床反应器,直接加氢将煤转化成液体燃料。
直接液化过程流程现代煤炭直接液化技术提高了产品质量,特别是通过液化后的提质加工工艺,使液化油通过加氢精制、重整、加氢裂化,可得到合格的汽油、柴油或航空煤油。
尤其是柴油的凝点很低,可以在高寒地区使用,所得航空煤油的比重较大,同样容积的油箱可使飞机的续航距离增加。
2. 煤炭间接液化技术间接液化是把煤炭先气化再合成,煤在高温下与氧气和水蒸气反应生成合成反应气(CO+H2),合成反应气再经F-T合成催化反应合成液体燃料及其化学品。
煤炭间接液化主要产品为汽油、柴油、航空煤油、石脑油、LPG、以及乙烯、丙稀等重要化工原料,副产品有α烯烃、硬蜡、氨、醇、酮、焦油、硫磺、煤气等。
间接液化的产品品种是可以变通的,即可以生产油品,又可以根据市场需要加以调节,生产高附加值、价格高、市场紧缺的化工产品。
对中国的石油产品市场而言,以优质石脑油和高质量柴油、烯烃、LPG 和石蜡等产品为好。
另外烯烃的价值较高,LPG也是市场紧俏物资。
此外我国石蜡生产和销售市场上,高熔点微晶蜡缺口较大,高品位润滑油也是国内比较紧缺的。
因此,汽油、柴油与高附加值的润滑油、微晶蜡等市场紧缺的产品并举,可以作为合成油产品的主攻方向。
间接液化在可控制的条件下进行合成,获得的柴油的十六烷值达70,且低硫、无芳烃,既可直接供给环保要求高的地区使用,也可作为优质油与其它油品调配。
煤炭的转化过程有哪些技术?
![煤炭的转化过程有哪些技术?](https://img.taocdn.com/s3/m/9fa743ea0129bd64783e0912a216147917117eec.png)
煤炭的转化过程有哪些技术?一、燃烧技术燃烧技术是最常见也是最直接的煤炭转化过程。
煤炭经过燃烧可以释放出大量的热能,通常用于供暖、电力发电和工业生产等领域。
燃烧技术以燃烧反应为基础,利用煤炭中的碳、氢等元素与空气中的氧气发生氧化反应,生成二氧化碳、水蒸气等物质释放出能量。
而随着科技的进步,燃烧技术也逐渐发展出了一系列的改进方法,如煤粉燃烧、煤气化燃烧等,以提高燃烧效率和减少环境污染。
二、气化技术气化技术是将煤炭转化为可用于燃料或化工原料的气体产品的过程。
通过气化,煤炭中的碳、氢等元素与水蒸气或空气中的氧气作用产生可燃气体,如合成气、可燃气体、焦炉煤气等,常用于化工、炼铁等产业。
气化技术具有能源高效利用、减少污染排放等优势。
目前,常见的气化技术包括煤气化、水煤浆气化等,其中煤气化是将煤炭在高温下与气体反应生成气体燃料的重要方法。
三、煤炭液化技术煤炭液化技术是将固态的煤炭转化为液态燃料的过程。
通过该技术,可以将煤炭中的碳、氢等元素与氢气或氧化剂反应,生成液体燃料,如煤油、柴油等。
液化技术可以提高煤炭资源的综合利用率,减少污染排放,并且液体燃料易于储藏和运输。
煤炭液化技术的发展主要包括直接煤液化和间接煤液化两种形式,前者是直接将煤炭加热并与氢气反应生成液体燃料,后者是通过先将煤炭气化形成合成气,再进行催化反应得到液体燃料。
四、煤炭热解技术煤炭热解技术是利用高温条件下对煤炭进行热分解,生成固体炭、液态产物和气态产物的过程。
热解技术可以将煤炭中的有机物分解为固体、液体和气体三种产品,其中固体产品可用于制备炭材料,液体产品可用于制备化工原料和燃料,气体产品可用于化工、能源等领域。
煤炭热解技术具有高效能源转化、低碳排放等优势,是实现煤炭清洁利用的重要途径。
五、煤炭阳离子改性技术煤炭阳离子改性技术是利用物理、化学方法改变煤炭的表面性质和结构,使其具有更好的吸附性和催化性能的过程。
该技术可以增加煤炭的微孔结构、提高比表面积,并改善煤炭的化学性质和表面活性,从而提高煤炭的气体吸附、液体吸附和催化性能。
煤的液化和气化
![煤的液化和气化](https://img.taocdn.com/s3/m/b412eded4afe04a1b071de5a.png)
煤的液化和气化煤的液化是先进的煤炭转化技术之一, 是以煤为原料制取液体烃类为主要产品的技术。
煤液化分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类.一.煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料,煤直接液化的操作条件苛刻,对煤种的依赖性强。
典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化,产出的油品芳烃含量高,硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。
一般情况下,一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。
煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。
但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化,主要的原因是由于煤种要求特殊,反应条件较苛刻,大型化设备生产难度较大,使产品成本偏高。
煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。
裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。
因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。
二.煤间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应,使煤炭全部气化、转化成合成气(一氧化碳和氢气的混合物),然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。
间接液化首先将原料煤与氧气、水蒸汽反应将煤全部气化,制得的粗煤气经变换、脱硫、脱碳制成洁净的合成气(CO+H2),合成气在催化剂作用下发生合成反应生成烃类,烃类经进一步加工可以生产汽油、柴油和LPG等产品。
特点在煤炭液化的加工过程中,煤炭中含有的硫等有害元素以及无机矿物质(燃烧后转化成灰分)均可脱除,硫还可以硫磺的形态得到回收,而液体产品品质较一般石油产品更优质。
编辑本段煤间接液化技术的发展70 年代以后, 德国、美国、日本等主要工业发达国家, 为提高效率、降低生成成本, 相继开发了许多我国煤炭直接液化技术的开发研究为了解决我国石油短缺的问题, 寻求廉价生产人造石油的有效途径, 我国自1980 年重新开展煤炭直接液化技术研究。
在煤炭科学研究总院北京煤化学研究所建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工、催化剂开发和分析检验实验室, 开展了基础和技术研究, 取得了一批科研成果, 培养了一支技术队伍, 为深入进行工艺开发和筹建大型煤炭直接液化生产厂奠定了基础。
煤制油化工知识
![煤制油化工知识](https://img.taocdn.com/s3/m/e3856ec5b9f3f90f76c61b90.png)
煤制油煤化工知识煤制油煤化工知识现代新型煤制油化工技术是以煤炭为基本原料,经过气化、合成、液化、热解等煤炭利用的技术途径,生产洁净能源和大宗化工产品,如合成气、天然气、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、聚乙烯、聚丙烯、甲醇、二甲醚等。
改变传统的煤炭燃烧、电石、炼焦等以高污染、低效率为特点的传统利用方式。
1、煤炭液化技术之——煤炭直接液化(煤加氢液化, Direct Coal Liquefaction)煤直接液化,将煤在氢气和催化剂作用下通过液化生成粗油,再经加氢精制转变为汽油、柴油等石油燃料制品的过程,因液化过程主要采用加氢手段,故又称煤加氢液化法。
煤直接液化典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、催化剂制备、氢制取、加氢液化、固液分离、液体产品分馏和精制,液化大规模制备氢气通常采用煤气化或者天然气转化。
煤加氢液化的过程基本分为三大步骤。
(1)当温度升至300℃以上时,煤受热分解,即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂,产生大量以结构单元为基体的自由基碎片,自由基的相对分子质量在数百范围;(2)在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基加氢得到稳定,成为沥青烯及液化油分子。
能与自由基结合的氢并非是分子氢(H2),而应是氢自由基,即氢原子,或者是活化氢分子,氢原子或活化氢分子的来源有:①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基;②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基;③氢气中的氢分子被催化剂活化;④化学反应放出的氢。
当外界提供的活性氢不足时,自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应,最后生成固体半焦或焦炭;(3)沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。
一般来讲,煤炭直接液化的用煤要求如下:(1)煤中的灰分要低,一般小于5%,因此原煤要进行洗选,生产出精煤进行液化;(2)煤的可磨性要好;(3)煤中的氢含量越高越好,氧的含量越低越好;(4)煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好,以降低油品加工提质的费用;煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。
【知识】煤炭液化工艺
![【知识】煤炭液化工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/bda3dbdef705cc1755270996.png)
煤制油关键技术:煤炭液化2014-03-01化化网煤化工煤炭液化是把固态状态的煤炭通过化学加工,使其转化为液体产品(液态烃类燃料,如汽油、柴油等产品或化工原料)的技术。
煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。
煤炭液化是将煤经化学加工转化成洁净的便于运输和使用的液体燃料、化学品或化工原料的一种先进的洁净煤技术。
煤炭液化方法包括直接液化和间接液化。
煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。
裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。
因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。
比较著名的直接液化工艺有:溶剂精炼法(SRC-1、SRC-2),供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H-Coal )、前苏联可燃物研究所法(NTN)、德国液化新工艺、日澳褐煤液化、煤与渣油联合加工法、英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分离法等,它们在工艺和技术上都取得了不同程度的突破。
直接液化是目前可采用的最有效的液化方法。
在合适的条件下,液化油收率超过70%(干燥无矿物质煤)。
如果允许热量损失和其它非煤能量输入的话,现代液化工艺总热效率(即转化成最终产品的输入原料的热值比例,%)一般为60-70%。
煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
煤炭间接液化技术主要有:南非Sasol公司的F-T合成技术、荷兰Shell 公司的SMDS技术、Mobil公司的MTG合成技术等。
还有一些先进的合成技术,如丹麦TopsФe公司的Tigas法和美国Mobil公司的STG法等。
煤炭液化的可行性主要决定于液化工艺的经济性。
这需要大量的品位低、价格低的煤炭,且石油和天然气缺乏或成本较高。
也就是说,未来石油价格的上涨将引起人们重新对煤炭液化技术的极大兴趣,并可能导致大规模的商业化煤炭液化生产。
煤间接液化与直接液化技术的比较及缺点
![煤间接液化与直接液化技术的比较及缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/96c81f11eef9aef8941ea76e58fafab068dc4446.png)
煤间接液化与直接液化技术的比较及缺点一.煤间接液化介绍煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气,然后以合成气为原料,在一定温度、压力和催化剂存在下,通过F-T合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺。
包括煤气化制取合成气、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等过程。
煤炭间接液化技术主要有南非的萨索尔(Sasol)费托合成法、美国的Mobil(甲醇制汽油法)和荷兰SHELL的中质馏分合成(SMDS)间接液化工艺。
F-T合成的特点是:合成条件较温和,无论是固定床、流化床还是浆态床,反应温度均低于350℃,反应压力2.0-3.0MPa;转化率高,如SASOL 公司SAS工艺采用熔铁催化剂,合成气的一次通过转化率达到60%以上,循环比为2.0时,总转化率即达90%左右。
二.煤直接液化介绍煤的直接液化是煤在适当的温度和压力下,催化加氢裂化生成液体烃类及少量气体烃,脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的转化过程。
煤化工监理目前国内外的主要工艺有:1.美国HTI工艺该工艺是在两段催化液化法和H-COAL工艺基础上发展起来的,采用近十年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂(GelCatTM)。
反应温度420~450℃,反应压力17MPa;采用特殊的液体循环沸腾床反应器,达到全返混反应器模式;催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂。
在高温分离器后面串联一台加氢固定床反应器,对液化油进行在线加氢精制。
2.日本NEDOL工艺该工艺由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等4个主要单元组成。
反应压力17M~19MPa,反应温度为430~465℃;催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿。
离线加氢方式3.德国煤液化新工艺(IGOR工艺)1981年,德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法进行了改进,建成日处理煤200吨的半工业试验装置,操作压力由原来的70MPa降至30MPa,反应温度450~480℃,固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法,将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢,轻油和中油产率可达50%。
煤炭间接液化与直接液化简要论述
![煤炭间接液化与直接液化简要论述](https://img.taocdn.com/s3/m/daa394b2fd0a79563c1e726c.png)
化简要论述
马 时锋
( 西潞 安 煤基 合 成 油 有 限 公 司 ) 山 摘 要 : 述 煤 炭 液 化技 术 即煤 的 间接 液 化 和 直 接 液 化 的 工 艺特 征 。煤 直 接 液化 对 煤 质 要 求较 高 , 间接 液 化 对 煤 质要 求低 , 合 不 论 而 结 同的煤质要求选择相应 的煤炭液化技术 , 具有较强的价值 和意义。 关键 词 : 煤炭 ; 间接 液化 ; 直接 液 化
煤炭 液化 , 即煤基液体燃料合成技术 , 是将煤炭在高温 下加 氢 、 1. .2中国 自主间接液化技术 3 加压 、 加催化剂 , 产生粗油再经炼化制得汽油 、 柴油, 同时制得乙烯 、 山西煤化所对铁系和钴 系催化剂进行 了较 系统 的研究。共沉淀 丙烯 、 石蜡 、 醇等多种 附产 品。煤炭液 化方 法主要分为煤的间接液 F — u e c 催化 剂( 编号为 I C I) 19 C —A 自 9 0年 以来一 直在 实验室 中进行 化 、 接 液化 。 直 固定床试验, 主要 目的是获得动力学参数 。F — n催化 ̄ ( C I eM /I —I UC A、 1 煤炭 间接液化 IC I ) C —I 和钴催 化 ̄ ( C IA、C —I 、C — G的研究集 中在催 B I C —I I C I B I C r ) J I I I a 间接液化首先将原料煤与氧气 、水蒸 汽反应将 煤全 部气化, 化剂的优化 和动力学研究 以及过程模拟 。 制 其中 IC I C — 型催化剂用于 得的粗煤气经变换 、 脱硫 、 脱碳制成洁净 的合成气(O H) C +2 , 合成气在 重质馏分工艺, C I型催化剂用于轻质馏分工艺。I C I I —I C C —A催化剂 催化 剂作用下发生合成反应生成烃类, 烃类经进一步加工可 以生产 已经定型, 实现 了中试放 大生产, 进行 了充分 的中试验证 , 并 完成 了 汽油 、 柴油和 L G等产品 。 P 累计 4 0 0 0小时的中试工艺试验, 稳定运转 1 0 5 0小时, 满负荷运转达 11 . 间接液化工艺特征 8 0 时。I C I 0小 C —I A型催化剂也已经实现 中试放大生产, 在实验 室进 煤炭 间接液化 主要包 括: 的加 压气化 、 煤 煤气净化 、 费托合成 、 行 了长期运转试验, 最长连续运转达 4 0 80小 时, 近期将进 行首次 中 油 品加工等工艺 。煤经加压气化炉气化成粗合成气 , 粗合成气经脱 试运转试验 。此外, 中科院山西煤化所 还对 IC I A钴催化剂进行 C —l I 硫 、脱 碳净 化 后,经 水 汽变换 反 应调 整为 高 H C J O比 的合 成气 了研究 和开发 。目前, 用于浆态床的 I C I C —A和 IC I C —I A催 化剂成本 (. 21 1 - .) 固定床反应器合成烃或直接采用低 H C 5 进入 J O比的合成气 大幅度下降, 品率 明显提高, 成 催化剂性 能尤其是产 品选择性得 到明 (. 1 ) 入浆态床反应 器合 成烃, 同链长 的烃经 加工改质后 即 显提高, 0 —.进 5 0 不 在实验 室模拟验证浆态床装置上, 催化剂 与液体产物 的分离 可制得汽油 、 柴油等塔0 产硬蜡, 尾气可深冷分离得到低碳 烯烃, 或重 和催化剂磨损问题得到根本性 的解决, 术上 突破了煤基合成油 从技 整为合成气返 回用 于合成烃, 弛放气可用于供热 、 电或合成氨等 。 过 程 的 技术 经 济 瓶 颈 。 发 1 . 2间接液化工艺优缺点 20 0 6年采用 中科合成油低温铁 系催化剂浆 态床费托 合成技术 优点: 先后在 内蒙伊泰 、山西潞安 和内蒙鄂尔多斯开工建设 三套规模为 a . 合成反应条件较适 中。固定床 、 流化床 、 浆态床反应器其反应 1 ~ 8万 t 6万 1 油品 / 的合成油厂 。 2 0 a 至 0 9年, 三套工业示 范装置 已 温度 均 低 于 3 0C反应 压 力 在 20 3 Mp 。 5 q, . . a —0 先 后 开 工运 行 ,三 套装 置 的费 托 合 成 技 术 为 同 一基 础 ,以 山西 潞 安 b转化效率高。以 S S L公司 S S工艺为例, . AO A 采用熔铁催化剂 1 t 6万 级合成油 品工业化示范项 目为例, 该联合装置主要包括: 费托 其 合成气通过 转化率达 6 %以上,循环 比 2 3时,其转 化率可达 合成 、 0 - 油品加工 、 碳油洗 、 脱 催化 剂预处理 、 合成水处 理及公用工程 9 %。钴基催化剂 的转化率更高些 。 0 部分 。 此外, 山西煤化所研发 的钴催化剂系列 为 I C I A、 C IB、 C —I 1 —I I C I c . 适应性煤种多样化 。 不仅适用于年轻煤质( 、 褐煤 烟煤等) , 而且 I C IC反应器 为列管式 固定床反应器 。目前其开发的低 温钻 系催 C —I , I 特别适合 中国主要煤炭种类( 年老煤 、 高灰煤等) 。 化剂固定床 费托合成工艺 已完成小试开发, 0 2 9年进行 了工业侧线 0 d其 产品洁净 、 . 无硫氮等污染 物。可以进一步加 工成汽油 、 柴 单管试验, 于中试放大阶段 。 正处 油、 航煤等多种燃料产 品和石油化工原材料。 2煤 炭 直 接 液化 缺点 : 直接液化是指将原料煤 在一定 的温度和压 力下 , 与氢气 、 催化剂 a油品回收率较低。一般情况下, 5 8 原煤产 l成品油 。 . 约 —t t 发生作用, 通过加氢裂化转变为液体燃料的过程 称为煤炭 的直接液 b设备体积庞大 、 . 投资高, 运行费用相对较高 。 化 。因原料煤直接液化过程主要采用加氢手段, 故又称煤 的加氢液 c . 合成油 品的选择性 较差 ,副产物较多 。正构链烃的范 围为 化 法 C 一 10随合成温度及 氢碳 比的降低, 1C 0 ; 重烃类产 量增 大, 轻烃类产量 21 接 液 化工 艺 特 征 .直 减少 。 典型的煤直接加氢液化工艺包括: 相( 浆1 煤糊 油煤 制备 、 氢气制 1 . 型 间接 液化 工 艺 3典 备、 加氢液化反应 、 油品加工等“ 先并后 串” 四个步骤 。 氢气制备是加 1 .南非 S S L间接液化工艺 .1 3 AO 氢液化 的重要环节, 大规模制氢通常采用煤气化 或天然气转化 。液 S S L的 相 浆态床反应器( urP ae ec r AO S r hsR at ) l y o 使用铁催化剂 化过程 中, 将煤 、 催化 剂和循环油制成的煤浆, 与制得 的氢气混合送 生产 蜡 、 燃料和溶剂 。其反应压力 20 a . MP , 反应温度达 2 0 2 0  ̄以上 。 入液化反应器 。在液化反应器 内, 煤首先发生热解反应, 生成 自由基 反应器 内有鼓泡的液态反应产物( 主要为费托产 品蜡) 和悬浮的催化 “ 片” 碎 , 不稳定 的 自由基“ 碎片” 再与氢在催化剂存在条件下结合, 形 剂颗粒 。A O S S L浆态床专利技术的核心和创新是其蜡产物和催化剂 成分子量 比煤低得多的初级加氢产物。 出反应器的产物结 构十分复 实现分离的工艺; 此技术避免了传统 反应器需停车更换催化剂 。浆 杂, 包括气 、 、 液 固三相 。气相的主要成分是氢气, 分离后循环返 回反 态床反应器可连续运转两年, 中间仅 维护性停 车一次 。反应 器设 计 应器重新参 与反应 ; 固相为未反应 的煤 、 矿物质及催化剂 ; 液相则为 简单。 A O S S L浆态床技术 的另一专利技术是把反应器出 口气体中所 轻油 、 中油等馏份油及重油 。 22 接 液 化 工 艺优 缺 点 .直 夹带的“ 有效地分离出来 。 浆” Ssl ao 浆态床反应器结构比列管式 固定床反应器较简单, 便于安 优点: 装, 放大更容易, 台反应器生产能力 高。其最大优势是反应 物混合 单 a .油 品 回收 率 较 高 。 以神 东 H I工艺 为例 油 品 回收 率 达 T 好 、 有 良好的传热性能, 于反应 温度 的控制和反应热的移 出, 6 — 8 具 有利 3 6 %以上 。 可等温操 作,从而可用更高 的平 均操作温度而 获得更高的反应 速 b原料煤消耗低 。1无水无灰煤能转化半吨 以上的液化油 品, . t 加 率。单位反应器体积的产率高, 每吨产品催化剂 的消耗 仅为列管式 上制氢用煤, 3 4 原料煤可产 I液化油品。 约 —t t 固定床反应器 的 2 % 0 另一 大优势是可在线装卸催化剂。 0 3 %。 通过 c . 设备体积小 、 投资低 , 运行费用相对较低 。 有规律的替换催化剂, 平均催 化剂寿命易于控制, 从而更易于控制过 d合成油 品的选择性相对较高。主要 以汽油 、 . 柴油为主 。 程的选择性, 提高粗产 品的质量。 缺点:
煤炭液化技术包括煤炭直接液化和煤炭间接液化
![煤炭液化技术包括煤炭直接液化和煤炭间接液化](https://img.taocdn.com/s3/m/7143bfd6ce2f0066f533224a.png)
成绩中国矿业大学2011 级本科课程考试试卷考试科目学科前沿讲座考试时间2014年12月学生姓名彭玉斌学生学号06112931所在院系化工学院任课教师周敏教授等多名教师题目:煤炭液化技术煤炭液化技术摘要;煤炭液化技术包括煤炭直接液化和煤炭间接液化,是属于洁净煤技术的一种。
文章简要论述了煤炭直接接液化技术和煤炭间接液化技术的化学反应机理和化学反应过程;回顾了液化技术的发展历史,国外煤液化技术的发展状况;介绍了我国煤碳液化的现状;展望今后煤炭液化的发展方向。
关键字:煤炭;直接液化;间接液化所谓煤炭液化是指,固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。
根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。
1煤炭直接液化概述煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料。
只是煤中氢含量及H/C原子比,较石油相比要低很多。
要将煤转化为液体产物,必须在适当的温度、氢压、溶剂和催化剂的条件下,将煤中的大分子裂解为小分子,进而加氢稳定,降低H/C原子比,从而得到液体产物。
1.1煤直接液化的化学反应一般认为煤直接液化的过程是煤在溶剂、催化剂和高压氢气存在下,随着温度的升高,煤开始在溶剂中膨胀形成胶体体系。
煤进行局部溶解,并发生煤有机质的分裂、解聚,同时在煤有机质与溶剂间进行氢分配,于350~400℃左右生成沥青质含量较高的高分子物质。
在此过程中主要发生煤的热解、自由基加氢稳定、自由基缩合以及氮、氧、硫元素杂元素的脱除等一系列反应。
其主要反应是自由基的生成和加氢稳定。
自由基稳定后可生成分子量小的馏分油,分子量大的沥青烯,及分子量更大前沥青烯。
前沥青烯可进一步分解为分子量较小的沥青烯、馏分油和烃类气体。
同样沥青烯通过加氢可进一步生成馏分油和烃类气体。
如果煤的自由基得不到氢而它的浓度又很大时,这些自由基碎片就会互相结合而生成分子量更大的化合物甚至生成焦炭。
图1表示了煤热解产生自由基以及溶剂向自由基供氢、溶剂和前沥青烯、沥青烯加氢的过程:1.2煤直接液化技术的发展历程煤直接加氢液化一般是在较高温度,高压,氢气(或CO+H2, CO+H2O)、催化剂和溶剂作用下,将煤进行解聚、裂解加氢,直接转化为液体油的加工过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
成绩中国矿业大学2011 级本科课程考试试卷考试科目学科前沿讲座考试时间2014年12月学生姓名彭玉斌学生学号06112931所在院系化工学院任课教师周敏教授等多名教师题目:煤炭液化技术煤炭液化技术摘要;煤炭液化技术包括煤炭直接液化和煤炭间接液化,是属于洁净煤技术的一种。
文章简要论述了煤炭直接接液化技术和煤炭间接液化技术的化学反应机理和化学反应过程;回顾了液化技术的发展历史,国外煤液化技术的发展状况;介绍了我国煤碳液化的现状;展望今后煤炭液化的发展方向。
关键字:煤炭;直接液化;间接液化所谓煤炭液化是指,固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。
根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。
1煤炭直接液化概述煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料。
只是煤中氢含量及H/C原子比,较石油相比要低很多。
要将煤转化为液体产物,必须在适当的温度、氢压、溶剂和催化剂的条件下,将煤中的大分子裂解为小分子,进而加氢稳定,降低H/C原子比,从而得到液体产物。
1.1煤直接液化的化学反应一般认为煤直接液化的过程是煤在溶剂、催化剂和高压氢气存在下,随着温度的升高,煤开始在溶剂中膨胀形成胶体体系。
煤进行局部溶解,并发生煤有机质的分裂、解聚,同时在煤有机质与溶剂间进行氢分配,于350~400℃左右生成沥青质含量较高的高分子物质。
在此过程中主要发生煤的热解、自由基加氢稳定、自由基缩合以及氮、氧、硫元素杂元素的脱除等一系列反应。
其主要反应是自由基的生成和加氢稳定。
自由基稳定后可生成分子量小的馏分油,分子量大的沥青烯,及分子量更大前沥青烯。
前沥青烯可进一步分解为分子量较小的沥青烯、馏分油和烃类气体。
同样沥青烯通过加氢可进一步生成馏分油和烃类气体。
如果煤的自由基得不到氢而它的浓度又很大时,这些自由基碎片就会互相结合而生成分子量更大的化合物甚至生成焦炭。
图1表示了煤热解产生自由基以及溶剂向自由基供氢、溶剂和前沥青烯、沥青烯加氢的过程:1.2煤直接液化技术的发展历程煤直接加氢液化一般是在较高温度,高压,氢气(或CO+H2, CO+H2O)、催化剂和溶剂作用下,将煤进行解聚、裂解加氢,直接转化为液体油的加工过程。
其一般流程如图2所示:煤直接液化技术最早是由德国科学家研发的,二战期间德国煤直接液化装置总产量420万T/A。
50年代后,中东地区大量廉价石油的开发,使煤液化(包括直接液化和间接液化)失去了竞争力。
1973年后,由于中东战争,西方世界发生了一场能源危机,煤液化研究又开始活跃起来,德国、美国、日本、俄罗斯等国的煤化学家相继开发了煤炭液化新工艺,陆续成功地完成了日处理150-600 t/d 煤的大型工业性试验并进行了商业化生产厂的设计。
其中最有代表性的工艺有:德国新工艺,又称为工GOR工艺;美国埃克森公司开发的供氢溶剂法((EDS);美国碳氢化合物公司的氢煤法(H-Coal) ;俄罗斯开发的低压加氢液化技术;日本开发的NEDOL烟煤直接液化技术。
20实际80年代中期,各国开发的煤直接液化工艺都趋于成熟,工业化发展势头一度十分迅猛。
然而此时,世界石油价格迅速下跌,煤液化工业化开发的热情也随之降温。
进入21世纪后,我国石油进口量逐年增加,推到了我国国内煤直接液化技术的发展。
在国外先进技术的基础上,我国开发了“神华煤直接液化工艺”。
该工艺采用全部供氢性循环溶剂制备煤浆、强制循环悬浮床反应器、减压蒸馏分离沥青和固体,强制悬浮床加氢反应器等成熟单元组合。
2004年8月“神华煤液化项目”批准开工建设,第一条年产100万t油品的生产线已经建成,并进行了试运行,产出煤液化产品油。
1.3我国煤炭直接液化前景在我国现已探明的煤炭资源中,约12.5%为褐煤,29%是不粘煤、长焰煤和弱粘煤,还有13%的气煤,即低变质程度的年轻煤占总储量的一半以上。
近年来,几个储量大且质量较高的褐煤和长焰煤田相继探明并投入开发。
可见,在我国可供选择的直接液化煤炭资源是极其丰富的。
发展煤炭液化技术是解决我国石油供需矛盾的一条重要途径,对于保障能源安全,促进经济可持续发展,具有现实和长远的意义。
2煤炭间接液化概述煤炭间接液化是先将煤气化制成合成气(CO+H2),在一定温度和压力下,定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺。
2.1煤间接液化技术的原理及工艺煤间接液化包括造气单元、F一T合成单元、分离单元、后加工提质单元等,其核心是合成反应单元。
F- T合成反应可表示为如下形式:式(1), (2)为生成直链烷烃和1一烯烃的主反应;式(3)为生成醇、醛等含氧有机化合物的副反应;式(4)是F- T合成体系中伴随的水煤气变换反应(WGS反应),它对F- T合成反应具有一定的调节作用。
以上反应均为强放热反应。
根据催化剂的不,可以生成烷烃、烯烃、醇、醛、酸等多种有机化合物。
其反应机理如表1所示:间接液化的典型工艺流程如下:煤预处理一气化一合成气净化一F一T合成一粗油品加工一成品油2.2煤直接液化技术的发展历程煤炭液化已有百年科研基础。
1913年,德国的Bei1s首先研究了煤的高压加氢,1927年从战略需要出发,德国在Leuna建立了世界上第一个煤炭直接液化厂,年产量达10万,1936 } 1943年,德国又建成11套煤直接液化装置,到1944年生产能力达到423万,同一时期,英国、意大利及我国也相继兴建了规模不等的煤或煤焦油加氢工厂。
20世纪40年代,德国曾建成9个煤炭间接液化(F一T)合成工厂。
1955一1982年,南非在德国F一T合成技术的基础上,对工艺流程和催化剂作了改进,建成3个F-T合成油厂(SASOL -iv,SASOL一园SASOL一园,主要生产汽油、柴油、乙烯、醇、醛等130多种产品,总产量达到700多万t其中油品占601o,化工产品占4010。
目前,这家公司的3个液化厂,年耗煤4 600万t年产合成油品1 000万L除南非的SASOL公司外,还有新西兰、马来西亚也已实现了煤炭间接液化商业化生产,新西兰采用的是M obi颇化工艺,但只利用天然气或煤气化合成气生产甲醇,生产能力为1. 25万桶/ki}}}o 20世纪70年代,德、美、日、俄、荷兰等国都开展了煤炭液化新技术的研究,陆续完成了日处理150 } 600碟的大型工业性试验及工业化生产厂的设计工作。
在工业先进国家,由于煤炭、设备、人工等价格因素,煤炭液化油的成本较高,所以美、德等国家没有进行商业化生产。
南非煤炭资源丰富,煤价较低,加上人力成本也较便宜,从而使它的合成油具有相当的竞争力。
近几十年来,美、德等国家积极开发高效益、低成本先进的煤炭液化工艺,以应对未来石油资源危机。
在新型催化剂和联合工艺的开发上有较大进展,有的用1t煤可以生产4-5桶油,有的操作压力可以降到6-10 MP。
生产成本有所下降。
20世纪70年代末,北京煤化学研究所开始与美、日、德等国合作进行煤炭直接液化技术研究,引进了3套连续煤炭直接液化试验装置,取得了许多有价值的研究成果。
20世纪80年代初,山西煤化学研究所对传统F -T合成法进行了很大改进,开发了M FT法和9VI FT法,成功地获得了较高收率的高辛烷值汽油。
1990年完成了C法模拟19. 6亿元,然后进行产业化生产,建设年产5 2万帕品的煤基合成油厂,使煤一油一化成为潞安能化大集团的一个主导产业。
2.3我国煤炭间接液化前景发展煤炭间接液化是保证我国煤炭工业可持续发、缓解环境恶化、解决石油短缺、优化能源结、保证能源供应安全的有效途径之一。
技术虽已趋于成熟,但尚需在基础研究:煤炭液化工艺开发展构和经济性、环保性评价方面,做深入、细致的研究。
3煤炭直接液化与间接液化的对比3.1煤炭直接液化与间接液化的工艺对比3.2煤炭间接液化技术的经济性对比一般认为,同一煤种在既适合加氢液化工艺又适合煤基间接液化工艺的前提条件下,若两种工艺均以生产燃料油品为主线,则前者的经济效益将明显优于后者。
带,液化技术的经济性影响因素很多,诸如工艺特征(投资影响)、原料价格和当地条件及知识产权(成本影响)、产业政策(税收影响)及产品结构和价格(销售影响)等。
因此,不设定时空界限(或条件,简单讨沦间接液化和直接液化经济性优劣是没有意义的。
4结语4.1无论是发展的煤炭直接液化还是间接液化,均没有简单定位在取代我国的全部石油进口,而在于减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及可能对经济发展产生的负面影响,同时应做到煤化工与石油化工在技术及产品方面的优势互补。
4.2煤基间接液化及煤加氢直接液化不能以生产技术沦优劣,也不能简单从经济沦优劣,二者虽有共性的一面,但根本的Ix:别点在于各有其适用范围,各有其目标定位两种煤液化工艺没有彼此之间的排它性。
4.3不沦是间接液化还是直接液化,均需加大技术投入,加快发展自主知识产权,特别是核心技术及关键技术的自主知识产权(如间接液化的合成反应器及高效催化剂、直接液化的加氢反应器及催化剂等),完全依附于他人,难免受制于人。
4.4煤炭高效清洁利用,推进煤炭液化工艺的发展,坚持绿色生态煤炭工业是我国实现可持续发展的必由之路。
参考文献[1]徐国玉,煤间接液化技术及其发展状况,神华集团煤制油公司2007[2]杨春明,煤直接液化和间接液化的经济分析,陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司2007[3]郭新乐,煤的直接液化与间接液化技术进展,合肥学院化学与材料工程系,2011[4]盖彩虹,艾晓玉,煤炭直接液化技术及其发展趋势,肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司,2011。