煤加氢液化的影响因素：工艺参数.
煤气化制氢中的温度和催化剂对反应效果的影响
煤气化制氢中的温度和催化剂对反应效果的影响煤气化制氢是一种重要的工业化学过程，可以将煤等碳质原料转化为氢气和一氧化碳。
在这个过程中，温度和催化剂是影响反应效果的两个关键因素。
本文将就温度和催化剂分别探讨其在煤气化制氢中的作用和影响。
一、温度对煤气化制氢的影响温度是煤气化制氢反应中的一个重要操作参数，对反应速率、氢气产率和产品气体组成等都有显著的影响。
1.1 温度对反应速率的影响温度的升高可以促进煤气化反应的进行，提高反应速率。
在适当的温度范围内，反应速率随温度的升高而增加。
高温下，反应速率较低，因为在此温度下催化剂活性降低，反应过程受到抑制。
1.2 温度对氢气产率的影响温度对煤气化制氢反应的氢气产率也有显著的影响。
一般来说，在较低温度下，氢气产率较低，主要是由于反应速率较慢；而在过高温度下，氢气产率也会减少，原因是不完全煤气化产生大量一氧化碳。
因此，需要确定适当的温度条件来保证高氢气产率。
1.3 温度对产品气体组成的影响温度对煤气化制氢反应产物的气体组成也有影响。
低温下可以获得较高的氢气选择性，温度升高后，随着反应的进行，逐渐生成大量的甲烷和其他杂质气体。
二、催化剂对煤气化制氢的影响催化剂在煤气化制氢反应中起着关键作用，可以提高反应速率、降低反应温度和改善产物气体组成等。
2.1 催化剂对反应速率的影响适当选择合适的催化剂可以显著提高煤气化制氢反应速率。
催化剂能够加速反应中的化学键的断裂和形成、提供活性中心等，从而降低反应活化能，加快反应速率。
2.2 催化剂对反应温度的影响催化剂还可以降低煤气化制氢反应的反应温度。
通过选择适当的催化剂，可以在较低温度下实现高效的氢气产率和转化率。
2.3 催化剂对产品气体组成的影响催化剂的存在可以调控煤气化制氢反应产物气体的组成。
合适的催化剂选择和设计可以提高氢气的选择性，减少甲烷和其他杂质气体的产生。
综上所述，温度和催化剂是煤气化制氢反应中两个重要的影响因素。
合理调控温度可以提高反应速率、氢气产率和产品气体组成的选择性，而适当选择合适的催化剂可以进一步提高反应效果。
煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺
煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺引言在当前全球能源供应紧张的背景下，开发和利用高品质液体燃料成为了国际能源领域的研究热点之一。
煤温和加氢液化技术作为一种重要的液体燃料制备方法，具有资源成本低、适用范围广的优势，对我国能源战略和经济发展具有重要意义。
本文将从煤温和加氢液化的原理、关键技术及工艺流程等方面进行综合分析和探讨。
原理煤温和加氢液化是一种将固体煤转化为液体燃料的技术。
其原理是通过高温和高压的条件下，将煤在氢气的催化作用下进行化学反应，使煤中的高分子化合物裂解，并生成液体燃料。
这一过程主要包括三个步骤：煤的热解、煤的气化和煤的加氢。
煤的热解煤的热解是指将煤暴露在高温环境中，使煤中的有机质在没有氧气的条件下发生热解反应，生成气体和液体产物。
热解过程中，煤中的高分子化合物会发生裂解，生成低分子量的化合物，如烃类等。
煤的气化煤的气化是指将煤中的热解产物（如烃类）在高温和高压的条件下与氢气反应，生成更高价态的化合物。
在气化过程中，煤中的烃类会与氢气发生反应，生成一系列的液体和气体产物，其中液体产物就是液体燃料的主要来源。
煤的加氢煤的加氢是指将煤中的气化产物在高温和高压的条件下与氢气进一步反应，将气体产物中的不饱和化合物加氢饱和，生成高品质的液体燃料。
加氢反应可以提高液体燃料的氢碳比，增加其能量密度，提高其燃烧效率。
关键技术煤温和加氢液化制高品质液体燃料的关键技术包括催化剂选择、温度和压力控制、反应器设计等。
催化剂选择催化剂的选择对煤温和加氢液化的反应效果和产物质量起到关键作用。
优质的催化剂应具有高催化活性、良好的稳定性和选择性，能够在适宜的温度下催化反应进行。
常用的催化剂包括铁、镍、钼等金属催化剂以及复合催化剂。
温度和压力控制温度和压力是影响煤温和加氢液化反应进行的重要因素。
适当的温度和压力可以促进反应物的转化率和产物的质量。
一般来说，较高的温度和压力有利于提高反应速率和产品收率，但过高的温度和压力会增加能源消耗和设备投资。
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提高压力，还使液化过程有可能采用较高的反应温度。
氢压提高，对高压设备的投资、能耗和氢耗都要增加，成 本提高，选择合适的氢压。
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3.反应时间
在适合的反应温度和足够氢供应下进行煤加氢液化，随时 间的延长，液化率开始增加很快，以后逐渐减慢，而沥青 烯和油收率相应增加，并依次出现最高点；气体产率开始 很少，随反应时间的延长，后来增加很快，同时氢耗量也 随之增加。
从生产角度出发，一般要求反应时间越短越好，因为反应 时间短意味着高空速、高处理量。
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的液体层中的氢体浓度有关。 氢气压力提高，有利于氢气在催化剂表面吸附，有利于氢
向催化剂孔隙深处扩散，使催化剂活性表面得到充分利用。
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2.反应压力
压力提高，煤液化过程中的加氢速度就加快，阻止煤热解 生成的低分子组分裂解或综合成半焦的反应提高油收率；
1.反应温度
不到一定温度（如330℃）不会发生加氢转化反应，在超 过初始热解温度的一定温度范围内，煤转化率随温度上升 而上升，达到最高点后在较小的高温区间持平，然后由于 发生聚合、结焦，转化率下降。
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2.反应压力
采用高压的目的主要在于加快加氢反应速度。 煤在催化剂存在下的液相加氢速度与催化剂表面直接接触
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影响煤液化的主要工艺参数：
新疆准东煤直接液化影响因素研究
新疆准东煤直接液化影响因素研究摘要：文章选取新疆准东煤为研究对象，探讨了新疆准东煤的直接液化性能影响因素；该煤具备良好的液化性能，直接液化的最佳工艺条件是：反应温度提高至440 ℃时，压力在2 MPa，反应时间60 min，溶煤比为7，以FeS2作为催化剂，加入量为5%时，转化率为70.9%；选择四氢萘作为强供氢溶剂，转化率为70.2%，油气产率为38.4%，沥青质为29.8%。
关键词：准东煤田；直接液化；影响因素；转化率1 新疆准东煤田概述预测资源总量中，煤质灰分低于25%的约占95%；低于10%的约占16%。
硫分低于1.5%的约占96%，其中低于1.0%的约占80%；侏罗纪煤层为中灰-低灰、中硫-特低硫煤，是良好的液化用煤。
而煤炭直接液化技术发展既减少环境污染又可以补偿石油资源的短缺，对我国经济发展具有非常重要的意义，有着广泛的发展前景。
本文主要探讨煤液化反应过程中各种操作条件对反应的影响及参数选择。
2 实验部分2.1 实验原料煤液化反应实验选择新疆准东煤作为实验用煤，处理后煤样规格小于等于200目，将干燥煤样入样品袋置于干燥器中供实验使用；四氢萘作为强供氢溶剂；选择FeS2作为催化剂。
2.2 煤样分析新疆准东煤的煤质分析，见表1。
2.3 实验药品和仪器试剂：分析纯四氢萘、四氢呋喃、甲苯、丙酮、苯、正己烷；设备：烟台建邦有限责任公司生产的高压反应釜，有效容积为1 L。
3 结果及讨论3.1 温度对液化结果的影响实验条件如下：供氢溶剂选择四氢萘；温度范围为380～440 ℃；不添加任何催化剂；反应停留时间为60 min；溶煤比为4；氢气初压为2 MPa。
实验结果见表2。
由表2可知：当反应温度不断提升，煤的转化率也在逐渐上升。
从380 ℃提高到440 ℃时，转化率也从40.1 %提高到48.6 %。
在430 ℃时转化率提升比较明显，之后温度再提高，转化率提升开始减缓。
同时油气产率也随液化反应温度的提高而增加，最高时达到26.9%，原因可能是温度提高到440 ℃时大分子开始分解为小分子，比如沥青质加氢分解。
煤的直接加氢液化技术
直接液化工艺流程简图
催 化 剂 H2
工艺过程
该工艺是把煤先磨成粉，再和自身组的部分液 化油（循环制剂）配成煤浆，在高温（450oC） 和高压(20—30MPa)下直接加氢，获得液化油， 然后再经过提质加工，得到汽油柴油等产品.1t 无水无灰煤可产500—600Kg油，加上制氢用 煤，约3—4t原料煤产1t油。
催化剂
循环油是主要的供氢载体，催化剂的功能是促 进溶于液相中的氢与脱氢循环油间的反应，使 脱氢循环油加氢并再生。 在直接液化过程中，煤的大分子结构首先受 热分解，而使煤分解成以结构单元缩合芳烃为 单个分子的独立的自由基碎片。在高压氢气和 催化剂存在下，这些自由基碎片又被加氢，形 成稳定的低分子物 。
催化剂作用
催化剂的作用是吸附气体中的氢分子，并将其 活化成活性氢以便被煤的自由基碎片接受。一 般选用铁系催化剂或镍、钼和钴类催化剂。硫 是煤直接液化的助催化剂，有些煤本身含有较 高的硫，可少加或不加助催化剂。
催化剂的影响
催化剂是煤直接液化过程的核心技术 优良的催化剂可以降低煤液化温度，减少副 反应并降低能耗,提高氢转移效率，增加液体 产物的收率。在用于煤液化工艺的各种催化剂 中，铁基催化剂以其高效、廉价及低污染而倍 受青睐。专利技术集中在改善铁基催化剂的性 能、开发新型高效的催化剂、催化剂制备工艺 改进和催化剂的预处理等。
催化剂分类
煤炭直接液化中使用的催化剂通常有三大类 第一类是钴（Co）、钼（Mo）、镍（Ni）催化剂 第二类是金属卤化物催化剂如如ZnCl2、SnCl2酸性催 化剂 第三类是铁系催化剂，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）。
催化原理
煤直接液化高效催化剂活性组分以其纳米级 的颗粒均匀地分布在煤粒表面最大限度地发挥 其催化活性，因而其用量只是常规催化剂的 1/4。煤液化油收率可高出常规铁系催化剂5个 百分点左右，其经济效益十分明显。 例子: 神华集团已经决定在其煤直接液化示范工 程第一条示范生产线中采用高效催化剂。
煤加氢液化的影响因素：2、煤液化溶剂.
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溶剂的作用
溶剂的作用主要是热溶解煤、溶解氢气、供氢和传递氢作用、溶剂直
接与煤质反应等。
(a)热溶解煤 使用溶剂是为了让固体煤呈分子状态或自由基碎片分散于溶剂中，同
时将氢气溶解，以提高煤和固体催化剂、氢气的接触性能，加速加氢反
应和提高液化效率。 （b)溶解氢气
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(f) 其他作用
在液化过程中溶剂能使煤质受热均匀，防止局部过热，溶剂和煤 制成煤糊有利于泵的输送。
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气氛
(a)氢气在液化中的作用 高压氢气有利于煤的溶解和加氢液化转化率的提高。如用烷烃油 分别在N2和H2中将煤加热至400℃溶解2h，然后冷却，结果发现在H2中 煤粒已有很大变化， 在N2中煤粒基本没变化。 (b)CO＋H2O反应剂在液化中的作用 使用CO＋H2O很容易使褐煤液化。低煤化程度的煤与CO＋H2O的反应 要比与H2的反应更加容易， 随着煤化程度增加，CO＋H2O的优势减弱， 而高含氧量的煤和有机物质对CO＋H2O同样有较高的反应性。
单击此处编辑母版标题样式 煤液化溶剂对 煤加氢液化的影响 溶剂的分类
根据溶解效率和溶解温度可将溶剂分为5类： (a)非特效溶剂 在100℃温度下能溶解微量煤的溶剂。如乙醇、苯、乙醚、氯仿、甲 醇和丙酮等。 （b)特效溶剂 在200℃温度下能溶解20%～40%的煤。如吡啶、带有或不带有芳烃或 羟基取代基的低脂肪胺和其它杂环碱。 （c）降解溶剂 这类溶剂在400℃下能萃取煤高达90%以上。如菲、联苯等。 （d）反应性溶剂 在400 高温下溶解煤，是靠与煤质起化学反应，也称活性溶剂，如酚、 四氢喹啉等。 （e)气体溶剂 在超临界条件下，利用某些低沸点溶剂在超临界状态下萃取煤。
煤的液化
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煤的直接液化
二、煤加氢液化工艺简介 德国的IGOR+工艺 H--coal工艺 埃克森供氢溶剂法（EDS) 日本的NEDOL工艺 溶剂精炼煤法（SCR-I和SCR-II)
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煤的直接液化 IGOR+工艺：
工艺特点： ①液固分离采用闪蒸塔，生 产能力大，效率高； ②循环油不含固体，还基本 上排除了沥青烯； ③煤糊相加氢和油的加氢精 制，使油收率增加，质量提 高。
煤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 。
煤的直接液化 煤加氢液化原理 煤加氢液化工艺简介 煤加氢液化的影响因素 煤的间接液化
费托（F-T）合成
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煤的直接液化
煤直接液化 - 煤在高温高压下通过加氢反应直 接转化为液体油类； 煤间接液化 - 先使煤气化生成合成气（ CO ＋ H2），再由合成气合成液体燃料或化学产品。
(2n+1)H2＋ nCO＝ CnH2n+2＋ nH2O 烷烃 (n+1)H2＋ 2nCO＝ CnH2n+2＋ nCO2
烯烃nH
2nH2 ＋ nCO＝CnH2n＋nH2O
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＋ 2nCO＝CnH2n＋nCO2
2nH2＋ nCO＝CnH2n+1OH＋(n-1)H2O
(n+1)H2＋(2n-1)CO＝CnH2n+1OH＋(n-1)CO2 (n＋1)CO＋（2n＋1）H 2＝CnH2n+1CHO＋nH2O
煤加氢液化后所得产物组成十分复杂，包括气、液、固三 相的混合物。按照在不同溶剂中的溶解度不同，对液固部分进 行分离，得到油、沥青烯、前沥青烯（预沥青烯）和残渣。 油是轻质的可溶于正己烷或环己烷的产物，其相对分子质 量大约在300以下； 沥青烯是指可溶于苯，但不溶于正己烷或环己烷的部分， 类似石油沥青质的重质煤液化产物，其平均相对分子质量约为 500； 前沥青烯是指不溶于苯但可溶于吡啶和四氢呋喃的重质煤 液化产物，其平均相对分子质量约1000，杂原子含量较高；
煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺
煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺煤是中国的主要能源之一，但是煤的高污染性和低能源利用率一直是制约中国经济发展的重要问题。
为了解决这个问题，煤温和加氢液化制高品质液体燃料成为了一个备受关注的领域。
本文将介绍煤温和加氢液化制高品质液体燃料的关键技术与工艺。
煤温和加氢液化制高品质液体燃料是一种将煤转化为高品质液体燃料的技术。
这种技术可以将煤中的有机物转化为液体燃料，同时去除其中的硫、氮等杂质，从而得到高品质的液体燃料。
这种液体燃料具有高能量密度、低污染、易于储存和运输等优点，可以替代传统的燃料油和天然气，成为未来的主要能源之一。
煤温和加氢液化制高品质液体燃料的关键技术包括煤的预处理、煤的气化、气化产物的净化、合成液体燃料的制备等。
其中，煤的预处理是非常重要的一步，它可以去除煤中的灰分、硫、氮等杂质，从而提高煤的气化效率和液体燃料的品质。
煤的气化是将煤转化为气体的过程，这个过程需要在高温高压的条件下进行。
气化产物的净化是将气化产物中的杂质去除，从而得到高纯度的合成气。
合成液体燃料的制备是将合成气转化为液体燃料的过程，这个过程需要在催化剂的作用下进行。
煤温和加氢液化制高品质液体燃料的工艺流程包括煤的预处理、煤的气化、气化产物的净化、合成气的制备、合成液体燃料的制备等。
这个工艺流程需要在高温高压的条件下进行，同时需要使用一系列的设备和催化剂。
这些设备和催化剂的选择和设计非常重要，它们可以影响整个工艺流程的效率和液体燃料的品质。
总之，煤温和加氢液化制高品质液体燃料是一种非常重要的技术，它可以将煤转化为高品质的液体燃料，从而解决煤的高污染性和低能源利用率的问题。
这种技术的关键技术和工艺流程非常复杂，需要在高温高压的条件下进行。
未来，煤温和加氢液化制高品质液体燃料将成为中国的主要能源之一，为中国经济的可持续发展做出重要贡献。
第8章 直接液化影响因素
3.工艺参数的影响
3.1 温度的影响
3.工艺参数的影响
3.1 温度的影响
3.工艺参数的影响
3.1 温度的影响
3.工艺参数的影响
3.1 温度的影响
随着温度的提高 □有利的方面：反应速率增加（指数）；转化率、油产率增加； 沥青烯和前沥青烯产率下降。 □不利的方面：气体产率和氢耗量增加；容易发生结焦。
四氢化萘
9,10二氢菲
四氢喹啉
2.溶剂和氢气的影响
2.1 供氢溶剂的作用
□流动介质：配成煤浆便于输送和加压； □溶解原料：防止煤热解生成的自由基缩合成焦炭；(相似相溶) □溶解氢气：温度越高或压力越高，溶解氢气越多； □向自由基供氢：部分氢化的稠环芳烃具有供氢作用；
＋2H2
萘 供 4个 H
四氢萘
＋2H2
十氢萘
思考：循环溶剂为什么要预加氢?
2.溶剂和氢气的影响
2.1 供氢溶剂的作用
□流动介质：配成煤浆便于输送和加压； □溶解原料：防止煤热解生成的自由基缩合成焦炭；(相似相溶) □溶解氢气：温度越高或压力越高，溶解氢气越多； □向自由基供氢：部分氢化的稠环芳烃具有供氢作用； □与自由基结合：生成液化产物（主要是沥青烯）。
过 渡 金 属 催 化 剂
4.催化剂的影响
卤化物催化剂
卤化物催化剂最突出的特点是能有效地使沥青烯转化为油品 和各种馏分，并且汽油的产率较高。 各种金属卤化物的催化活性以ZnCl2, ZnBr2, ZnI2, SnCl2· 2H2O 最好。
4.催化剂的影响
卤化物催化剂
4.催化剂的影响
卤化物催化剂
2.1 供氢溶剂的作用
●供氢溶剂就是能给煤热解产生的自由基或自由基稳定产物提供 氢的溶剂。在实际运行中，供氢溶剂是循环使用的，又称为循环 溶剂。
煤加氢液化的影响因素：1、原料煤的性质.
单击此处编辑母版标题样式 原料煤的性质对 煤加氢液化的影响
煤加氢液化反应是十分复杂的化学反应，影响加氢液 化的因素很多，这里主要论述原料煤、溶剂、气氛与工艺 参数等因素。 选择加氢液化原料煤，主要考虑以下3个指标： 干燥无灰基原料煤的液体油收率高； 煤转化为低分子产物的速度,即转化的难易度；
氢耗量.
③氢含量越高，氧含量越低的煤，外供氢量越少，废水生成量 越少。 ④氮等杂原子含量要求低，以降低油品加工提质费用。 ⑤煤的岩相组成是一项重要指标，镜质组越高，煤液化性能越 好，一般镜质组达90%以上为好；丝质组含量高的煤，液化活 性差。 ⑥要求原料煤中灰<5%，一般原煤中灰难达此指标，这就要求 煤的洗选性能好，因为灰严重影响油的收率和系统的正常操作 。
90 91化率的关系
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单击此处编辑母版标题样式 原料煤的性质对 煤加氢液化的影响 直接液化对煤质的要求
①要将煤磨成200目左右细粉，并干燥到水分<2%。
②应选择易磨或中等难磨的煤作为原料，最好哈氏可磨性系数 大于50以上。
单击此处编辑母版标题样式 原料煤的性质对 煤加氢液化的影响
煤 种 中等挥发分烟 煤 高挥发分烟煤A 高挥发分烟煤B 高挥发分烟煤C 次 烟 煤B 次 烟 煤C 褐 煤 泥 炭
液体收率 /%
气体收率/%
总转化率/%
62 71.5 74 73 66.5 58 57 44
28 20 17 21.5 26 29 30 40
煤加氢液化的影响因素：3、液化催化剂.
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单击此处编辑母版标题样式 催化剂对 煤加氢液化的影响 2. 催化剂的性能要求和催化剂的组催化剂;载体 根据不同情况，载体在催化剂中可以起到以下几方面的作用：
增加有效表面和提供合适的孔结构。
提高催化剂的机械强度。 提高催化剂的热稳定性
（2）催化剂的加入方式 （3）炭沉积
（4）液化反应的溶剂
（5）煤中矿物质
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这里将催化剂在煤加氢液化中的作用归纳为3点： （1）活化反应物，加速加氢反应速率，提高煤液化的转化 率和油收率。 （2）促进溶剂的再加氢和氢源与煤之间的氢传递。 （3）选择性 。
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单击此处编辑母版标题样式 催化剂对 煤加氢液化的影响 5. 影响催化剂活性的因素
催化剂的活性主要取决于催化剂本身的化学性质和结 构，这些与催化剂的活性组分筛选和制备有关，但也与使 用条件关系密切。 （1）催化剂加入量
单击此处编辑母版标题样式 催化剂对 煤加氢液化的影响 1. 催化作用的基本特征
（1）催化剂只能加速在化学上可能进行的反应速度，而不 能加速在热力学上无法进行的反应。 （2）催化剂只能改变化学反应的速度，而不能改变化学平 衡位置。 （3）催化剂只能改变化学反应速度，但它本身并不进入化 学反应的化学计量。
提供活性中心
和活性组分作用形成新化合物 节省活性组分用量，降低成本
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单击此处编辑母版标题样式 催化剂对 煤加氢液化的影响 3. 催化剂的作用
催化剂的活性主要取决于金属的种类、比表面积和载 体等。一般认为Fe、Ni、Co、Mo、Ti、和W等过度金属对 加氢反应具有活性。这是由于催化剂通过对某种反应物的 化学吸附形成化学吸附键，致使被吸附分子的电子或几何 结构发生变化从而提高了化学反应活性。
煤直接液化性能的影响因素浅析
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·3788·化 工 进展煤直接液化性能的影响因素浅析桑磊，舒歌平（中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，煤炭直接液化国家工程实验室，上海 201108）摘要：发展煤直接液化技术是我国缓解石油供需矛盾和保障能源安全的一个较好的战略选择，但影响煤直接液化性能的因素很多，对这些影响因素进行阐述分析是该技术进一步发展的关键。
本文首先在反应原料方面，主要综述了煤的煤化程度、官能团、显微组分和无机矿物质，催化剂的种类、特点、作用、添加量和研究热点，溶剂的种类、作用和研究现状，反应气氛的种类和作用，并指出：煤化程度适中、镜质组含量较高、灰分较低的煤更适宜作为直接液化原料；煤粉担载的原位合成高分散铁基催化剂性能较好，并且经过了工业装置的验证；含有较多部分氢化稠环芳香烃的物料适宜作为煤直接液化溶剂；氢气提供活性氢的机理及其他廉价气体替代氢气气氛还需进一步研究。
然后在工艺条件方面，主要分析讨论了反应温度、反应压力、煤浆浓度、进料空速和气液比高低的影响，认为需综合考虑较高的油收率和装置处理量及装置的平稳运行，选择适当的工艺条件。
最后指出这些工作将为煤直接液化技术的完善提供一定的参考，我国的煤直接液化产业也将取得良好的发展前景。
关键词：煤直接液化；性能；影响因素；反应原料；工艺条件中图分类号：TQ529.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–3788–11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2125Influencing factors of the performance of direct coal liquefaction process:a brief analysisSANG Lei , SHU Geping(Shanghai Research Institute, National Engineering Laboratory for Direct Coal Liquefaction, China Shenhua Coal toLiquid and Chemical Co., Ltd., Shanghai 201108, China)Abstract: Developing direct coal liquefaction technology is a better strategic choice for China to alleviate the contradiction between supply and demand of petroleum and guarantee energy security. However, there are many factors which affect the performance of direct coal liquefaction, and the analysis of these factors is the key to further development of the technology. First in terms of raw materials, mainly summarizes the rank of coal, functional groups of coal, macerals and inorganic minerals of coal, the type, characteristic, function, content and research hotspot of catalyst, the type, function and research status of solvent, and the type and function of reaction atmosphere. It points out the following points: The coal with modest rank, higher content of vitrinite and low content of ash is more suitable for direct liquefaction. Coal powder loaded high dispersion ferro-based catalysts by in situ synthesis is preferable, and it is verified by industry. The materials with more partially hydrogenated polycyclic aromatic hydrocarbons are suitable for direct coal liquefaction solvent. The mechanism of hydrogen to provide active hydrogen and other cheap gases to replace the hydrogen atmosphere need further study. And then in terms of process conditions, the effects of rise or decrease的清洁利用及轻烃转化。
8煤炭液化
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第二节
煤炭直接加氢液化
一、基本原理 1、煤炭与石油的基本性质比较
项目 性 态 煤炭 固体 C、H、O、N、S 缩合芳香核、含氧 缩合芳香核、 官能团、侧链 官能团、 50005000-10000 0.60.6-1.0 石油 液体 C、H、O、N、S 烷烃、环烷烃，少 烷烃、环烷烃， 量芳香烃 200 1.51.5-2.0
四、煤炭直接液化工艺
1、氢-煤法（H-Coal）工艺 氢 煤法（ Coal） 以褐煤、次烟煤或烟煤为原料， 以褐煤、次烟煤或烟煤为原料，在沸腾床 反应器中，高温、高压并在催化剂作用下， 反应器中，高温、高压并在催化剂作用下，经 过加氢生产合成原油 低硫燃料油。 合成原油或 过加氢生产合成原油或低硫燃料油。 合成原油可进一步加工提质成发动机燃料 可进一步加工提质成发动机燃料； 合成原油可进一步加工提质成发动机燃料； 低硫燃料油作锅炉燃料 作锅炉燃料。 低硫燃料油作锅炉燃料。
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3、煤炭加氢液化的反应机理
⑴煤炭加氢液化的过程是煤在溶剂、催化剂和高压氢气下， 煤炭加氢液化的过程是煤在溶剂、催化剂和高压氢气下， 随着温度的升高，煤开始在溶剂中膨胀形成胶体系统， 随着温度的升高，煤开始在溶剂中膨胀形成胶体系统，有机质 进行局部溶解，发生煤质的分裂解体破坏， 进行局部溶解，发生煤质的分裂解体破坏，同时在煤质与溶剂 间进行氢分配，350-400℃左右生成沥青质含量很多的高分子 间进行氢分配，350-400℃左右生成沥青质含量很多的高分子 物质。 物质。 ⑵在煤质分裂的同时，有分解、加氢、解聚、聚合以及脱 在煤质分裂的同时，有分解、加氢、解聚、 脱氮、脱硫等一系列反应发生，从而生成H CO、 氧、脱氮、脱硫等一系列反应发生，从而生成H2O、CO、CO2、 等气体。 NH3和H2S等气体。 ⑶随着温度逐渐升高（450-480℃），溶剂中氢的饱合程度 随着温度逐渐升高（450-480℃），溶剂中氢的饱合程度 ）， 增加，使氢重新分配程度也相应增加，就是说， 增加，使氢重新分配程度也相应增加，就是说，使煤加氢液化 过程逐步加深，主要发生分解加氢作用， 过程逐步加深，主要发生分解加氢作用，同时也存在一些异构 化作用，从而使高分子物质（沥青质）转变为低分子产物— 化作用，从而使高分子物质（沥青质）转变为低分子产物—油 和气。 和气。 7
浅析煤直接液化加氢反应影响因素
浅析煤直接液化加氢反应影响因素内蒙古鄂尔多斯017209摘要：随着科学技术的发展，煤直接液化工艺技术也在不断的进步。
煤直接液化过程是十分复杂的化学反应，影响煤加氢液化的因素很多。
本文对影响液化反应的工艺条件包括煤浆浓度、循环供氢溶剂、温度、压力、停留时间、气液比、催化剂添加量等因素进行了分析，明晰了这些因素对于煤直接液化反应的正反两方面的影响，探索煤液化最佳工艺条件，提高煤直接液化项目经济性。
关键词：煤直接液化煤液化反应原理影响因素工艺条件前言：随着世界经济的发展，石油供需矛盾将会日益加剧，未来石油和天然气的最佳替代品还是煤炭，煤炭的清洁转化和高效利用，将是未来世界能源结构调整和保证经济高速发展对能源需求的必由之路。
煤炭的液化过程可以脱除煤中硫、氮等污染大气的元素及灰分，获得的液体产品是优质洁净的液体燃料和化学品，因此煤炭液化将是我国洁净煤技术和煤代油战略的重要、有效和可行的途径之一。
神华鄂尔多斯煤制油作为国内首套煤直接液化制油工业化项目，为了达到最佳效益运行，公司自开工以来，不断总结调整工艺参数等反应条件提高油收率，探索装置最佳运行工况条件。
煤直接液化工艺条件各因素对直接液化反应及液化装置的商业化运行经济性均有正反两方面的影响，必须通过大量试验和经济性的反复比较来确定合适的工艺条件，本文就工艺条件煤浆浓度、循环供氢溶剂、温度、压力、停留时间、气液比、催化剂添加量等因素进行分析。
一、煤直接液化反应的原理以及相应的工艺流程1、煤直接液化的反应机理将煤炭处于高温、高压以及氢气的环境下，通过催化剂的反应的催化作用，会发生煤炭和氢气之间的反应，然后对反应后的产品进行液化蒸馏将其分成轻重两个部分。
煤加氢液化过程中，氢不能直接与煤分子反应使煤裂解，而是煤分子本身受热分解生成不稳定的自由基裂解“碎片”。
此时，若有足够的氢，自由基就能得到饱和而稳定下来，若氢不够，则自由基之间相互结合转变为不溶性的焦。
所以，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。
《化学工艺学》习题集
《化学工艺学》习题集《化学工艺学》习题集目录第一部分每章重点 (1)第二章化工资源及其初步加工 (1)第三章通用反应单元工艺 (1)第四章无机化工反应单元工艺 (2)第五章有机化工反应单元工艺 (2)第一节烃类热裂解 (2)第二节氯化 (3)第三节烷基化 (3)第四节水解和水合 (3)第五节羰基合成 (3)第六章煤化工反应单元工艺 (4)第一节煤的干馏 (4)第二节煤的气化 (4)第四节煤的液化 (4)第二部分各章习题及模拟试题 (5)第二章化工资源及其初步加工 (5)第三章通用反应单元工艺 (7)第一节氧化 (7)第二节氢化和脱氢 (10)第三节电解 (12)第四章无机化工反应单元工艺 (14)第五章有机化工反应单元工艺 (15)第一节烃类热裂解 (15)第二节氯化 (16)第三节烷基化 (17)第四节水解和水合第五节羰基合成 (19)第六章煤化工反应单元工艺 (20)第一节煤的干馏 (20)第二节煤的气化第三节煤的液化 (21)模拟试题一 (22)模拟试题二 (25)第一部分每章重点第二章化工资源及其初步加工1. 化学矿的资源特点和分布状况2. 煤的种类和特征3. 煤的化学组成和分子结构4. 腐植煤的生成过程5. 煤的风化和煤的存储方法6. 原油预处理原理和过程7. 原油常减压蒸馏工艺过程8. 汽油的质量指标9. 催化裂化和加氢裂化原理、催化剂和工艺过程10. 催化重整和芳烃抽提原理和工艺流程11. 天然气的分类及其组成12. 天然气的初步加工处理流程第三章通用反应单元工艺1. 烃类的分子结构与氧化难易程度的关系2. 各氧化工艺的反应原理、工艺流程及工艺过程分析3. 氧化反应的安全生产技术和技术进展2. 氢化和加氢的反应原理3. 各氢化和加氢反应的工艺流程及工艺条件的选择4. 氢化和加氢反应器5. 电解的概念和基本原理6. 食盐水电解制氯气和烧碱工艺及设备第四章无机化工反应单元工艺1. 焙烧、煅烧和烧结的相同点和不同点2. 焙烧、煅烧和烧结工艺的应用3. 浸取的原理及典型的浸取过程4. 浸取器的结构5. 湿法磷酸的工艺原理、工艺流程及优化6. 复分解生产硝酸钾、硫酸钾的原理和工艺过程第五章有机化工反应单元工艺第一节烃类热裂解1. 烃类热裂解反应、原理及其规律2. 裂解的工艺流程和工艺条件的选择3. 裂解炉的结构及其发展4. 裂解气预分馏流程5. 工业清焦方法6. 裂解气净化原理、方法及工艺过程7. 精馏分离流程的组织第二节氯化1. 氯化反应机理2. 乙烯氧氯化制氯乙烯原理、催化剂、工艺流程及其优化3. 环氧氯丙烷的生产方法及其工艺流程第三节烷基化1. 烷基化基本原理2. 烷基化汽油、甲基叔丁基醚和乙苯合成的原理、工艺条件及工艺流程第四节水解和水合1. 水解和水合的基本原理2. 油脂水解制甘油和脂肪酸的原理及工艺流程3. 乙烯气相水合制乙醇、环氧乙烷水合制乙二醇的工艺原理、工艺条件及工艺流程第五节羰基合成1. 羰基化原理2. 丁、辛醇的合成原理、工艺条件及工艺流程3. 甲醇低压羰基化制醋酸原理及工艺流程第六章煤化工反应单元工艺第一节煤的干馏1. 煤的低温干馏产品性质及其影响因素2. 不同的煤低温干馏炉及其工艺3. 炼焦配煤的质量要求4. 焦炉设备5. 各种焦化产品的回收和加工原理及过程第二节煤的气化1. 煤的气化原理2. 煤的气化过程及设备第四节煤的液化1. 煤加氢液化原理、工艺条件及工艺过程2. 煤间接液化工艺流程3. 甲醇转化制汽油原理及工艺流程第二部分各章习题及模拟试题第二章化工资源及其初步加工一、填空1. 中国化学矿资源的分布的三个特点是：资源比较丰富，但分布不均衡；高品位矿储量较少；选矿比较困难，利用较为复杂。
煤直接液化循环溶剂供氢性影响因素研究
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煤直接液化循环溶剂供氢性影响因素研究
王建立１ 康开通１ 高山松２ 白雪梅２
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《煤化工工艺学》——煤的间接液化
F-T合成是F. Fischer和H. Tropsch在1925年首先研究成功的。—— 该法是用煤制合成气获得一氧化碳和氢气，并在金属催化剂上合 成出脂肪烃和含氧化合物。
F-T合成可能得到的产品包括气体和液体燃料，以及石蜡、水溶 性含氧化合物（如：醇、酮类等）和基本的有机化工原料(如乙烯， 丙烯，丁烯和高级烯烃等)。
• 间接液化是先把煤炭在更高温度下与氧气和水蒸 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。
煤液化研究的现实意义
能源技术的储备，煤炭是世界第一大能源。 在环保方面，煤炭液化是最有效的结净煤利用
技术。
合理、综合利用煤炭资源（得到不可合成的化
煤和石油的元素组成（%）
元素 C H O N S H/C(原 子比) 无烟煤 93.7 2.4 2.4 0.9 0.6 0.31
中等挥 发分烟 煤
88.4 5.0 4.1 1.7 0.8 0.67
高挥发 分烟煤 80.3 5.5 11.1 1.9 1.2 0.82
褐煤 71.7 5.2 21.3 1.2 0.6 0.87
F-T合成催化剂
单一催化剂
铁、钴、镍和钌（沉淀铁催化剂、熔铁型催化剂 ）
F-T合成 催化剂
复合催化剂
Fe、Co、Fe-Mn等与ZSM-5分子筛混合组成的 复合催化剂 首先：复合催化剂可以将F-T合成的宽馏分烃类 由C1~C40缩小到 C1~C11，抑制了C11以上的高分 子量烃类的生成。 其次，复合催化剂还大幅度提高了汽油馏分 C5~C11 的比例，并且合成产物中基本上不含有 含氧化合物。 故：复合催化剂将得到广泛的应用。
煤转化为液体燃料的实质
煤加氢直接液化工艺
煤（daf）可得到13.8t 汽油、47.7t 中油和24.3t C1~C4气 态烃产品。每生产1t 汽油和液化气需要煤3.6t，其中38％ 用于制氢、27％用于动力和约35％用于液化本身，故液化 效率约为44％。 可见，德国煤直接加氢液化的老工艺能源转化效率低，再 加上反应条件苛刻，缺乏竞争性，人们纷纷寻求降低反应 压力和提高过程效率，最终降低液化过程成本的新工艺。
煤
煤浆制
反应
备单元
单元
分离 单元
循环溶剂
煤：<0.2mm 催化剂: Fe-S系
420-470 oC 17-30 MPa
提质加 工单元
气体
汽油 柴油 航空燃料
残渣
380-390 oC 15-18 MPa
3、德国煤加氢液化老工艺
德国是世界上第一家拥有煤直接加氢液化工业化生产经验 的国家。其第一套生产装置由德国I.G.Farbenindustrie(燃 料公司)在1927年建成，也被称为IG工艺。德国煤加氢液 化老工艺是世界其他国家开发同类工艺的基础。
煤糊加氢主要采用拜尔赤泥、硫化亚铁和硫化钠，后者 的作用是中和原料煤中的氯，以防止在加氢过程中生成氯 化氢引起设备腐蚀。
3.2 工艺特点
固液分离 该工艺的固液分离采用过滤分离，从热分离器底部流出
的淤浆在140~160℃温度下直接进入离心过滤机分离。对 1000kg干燥无灰基烟煤而言，当液化转化率为70％时，淤浆 总质量为1130kg，固体残渣重340kg；而液化转化率为96％ 时，淤浆和固体残渣质量分别减少270kg和80kg。
第二段气相加氢
32MPa
360~450℃
3.2 工艺特点
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煤直接液化
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2.反应压力
压力提高，煤液化过程中的加氢速度就加快，阻止煤热解
生成的低分子组分裂解或综合成半焦的反应提高油收率；
提高压力，还使液化过程有可能采用较高的反应温度。 氢压提高，对高压设备的投资、能耗和氢耗都要增加，成 本提高，选择合适的氢压。
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2.反应压力
采用高压的目的主要在于加快加氢反应速度。 煤在催化剂存在下的液相加氢速度与催化剂表面直接接触 的液体层中的氢体浓度有关。 氢气压力提高，有利于氢气在催化剂表面吸附，有利于氢
向催化剂孔隙深处扩散，使催化剂活性表面得到充分利用。
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1.反应温度
不到一定温度（如330℃）不会发生加氢转化反应，在超
过初始热解温度的一定温度范围内，煤转化率随温度上升
而上升，达到最高点后在较小的高温区间持平，然后由于 发生聚合、结焦，转化率下降。
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3.反应时间
在适合的反应温度和足够氢供应下进行煤加氢液化，随时 间的延长，液化率开始增加很快，以后逐渐减慢，而沥青 烯和油收率相应增加，并依次出现最高点；气体产率开始 很少，随反应时间的延长，后来增加很快，同时氢耗量也 随之增加。 从生产角度出发，一般要求反应时间越短越好，因为反应
时间短意味着高空速、高处理量。
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影响煤液化的主要工艺参数：
（1）反应温度
（2）反应压力
（3）停留时间
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1.反应温度
在氢压、催化剂、溶剂存在条件下，加热煤糊会发生一系 列的变化。 首先煤发生膨胀，局部溶解，此时不消耗氢，说明煤 尚未开始加氢液化； 随着温度升高，煤发生解聚、分解、加氢等反应，未 溶解的煤继续热溶解，转化率和氢耗量同时增加； 当温度升到最佳值范围，煤的转化率和油收率最高； 温度再升高，分解反应超过加氢反应，综合反应也随 之加强，因此转化率和油收率减少，气体产率和半焦 产率增加，对液化不利。