第八章煤炭液化转化技术产技术
煤化工工艺学课件 第八章 煤的间接液化
(2n+1)CO+(n+1)H2→CnH2n+1CHO +2nCO2
➢ 生成碳的反应
T 反应有利于短 链烃生成
2CO→C +CO2 CO+H2→C +H2O
P 反应移向长 链烃，压力过 高，有利于含
氧化合物
不同的反应条件及不同的催化剂条件下，合成反应能得到不同组成的 反应产物。产物中不同碳数的正构烷烃的生成几率随链的长度增加而 减小，正构烯烃则相反，产物中异构烃类很少。
双活性中间体机理
铁基催化剂表面存在两种活性物种，活化的碳原子与可氢化的氧原子（实际 还有活化氢原子）。在表面碳上进行烃化反应，而链增长同样是通过CO插入实现。 该机理同时考虑了碳化物机理和含氧中间体机理，比CO插入机理解释更多的实验 现象。
综合机理
F-T合成产物的分布较宽，生成许多不同链长和含有不同官能团的产物。不 同官能团的生成意昧着反应过程中存在着不同的反应途径和中间体；另外由于 催化剂和操作条件的改变引起产物分布的变化，表明存在着不同的反应途径。
8.3.1 合成过程及反应
煤气化 煤气净化、水煤气变换
合成 反应 产品分离 产品精制
焦油 、酚、氨
硫磺、 CO2
反应热
CH4、 H2 C2、C3、C4烷烃、烯 烃 汽油、正烯烃 柴油 石蜡基重油 固体蜡 含氧化合物
8.3.1 合成过程及反应
烃类生成反应 水气变换反应 烷烃生成反应
烯烃生成反应
• 中科合成油负责油品合成和油品加工装置两大核心装置的工艺包编制、总体 设计、基础设计和详细设计工作，采用中科合成油技术有限公司自主研发的 高温浆态床费托合成和油品加工技术。
宁煤400万吨/年间接液化 厂
第八章 煤的液化技术
图7
第二节 煤的直接液化
图九
第三节 煤的间接液化
一、概述 煤液化的另一条技术路线就是间接液化，其主
要思想是以煤气化生成的合成气为原料，在一 定的工作条件下，利用催化剂的作用将合成气 合成为液体油。 煤的间接液化技术的核心是费托合成，因此又 称为F-T合成法。（1923年，德国人发现在铁催 化剂的作用下，CO和H2可以反应生成烃类液体 产品，该过程称为F-T合成）。 由于南非不产石油，上世纪50-60年代由于国 内种族歧视，遭石油封锁，所在南非政府加大 开发F-T合成技术，利用丰富煤炭资源，相继建 成了Sasol-Ⅰ、Sasol-Ⅱ、Sasol-Ⅲ煤间接液化厂。
反应：
CO2H2 (CH2)H2OQ
2COH2 (CH2)CO2 Q
3COH2O(CH2)2CO2 Q
CO2 3H2 (CH2)2H2OQ
第三节 煤的间接液化
（1）F-T合成反应 由以上反应可以看出：
由于H2/CO的不同，F-T合成可以发生不同 的反应，产生不同的结果。大多数情况下， 其主要产物是烷烃和烯烃。
第八章 煤第一节 煤液化意义和概念
第一节 煤液化意义和概念
第一节 煤液化意义和概念
第一节 煤液化意义和概念
煤炭液化技术就是将固体的煤炭转化为液 体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技 术。
煤和石油同是可燃的矿产资源，其主要成 分都是碳、氢、氧、氮，但两者在组成和 性质上存在很大差别。
该工艺是把煤先磨成粉，再和自身产生的部 分液化油（循环溶剂）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。1吨无水无灰煤可产 500~600kg油，加上制氢用煤，约3~4吨原料 煤可产1吨成品油。其工艺过程如下图所示。
煤的液化技术
市场发展前景
1 2 3
替代石油资源
随着石油资源的日益枯竭，煤液化技术作为一种 替代石油的能源资源，具有广阔的市场前景。
满足环保要求
煤液化技术能够降低煤炭燃烧过程中的污染物排 放，符合环保要求，有助于推动清洁能源市场的 发展。
对煤液化技术企业给予税收优惠政策，降低企业税负，提高市场 竞争力。
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出口潜力
煤液化产品如柴油、汽油等可作为燃料或化工原 料，具有较大的出口潜力，有助于提升我国能源 产业的国际竞争力。
政策支持与推动
产业政策引导
政府通过制定产业政策，鼓励和支持煤液化技术的研发和应用， 推动产业健康发展。
资金扶持
政府提供资金扶持，支持企业进行技术研发和产业化推广，减轻 企业负担。
税收优惠
润滑油
煤液化过程中产生的润滑油具有 优良的润滑性能和稳定性，可用 于机械设备的润滑。
民用燃料
燃气
通过煤液化技术得到的液化石油气可作为居民生活和商业用 途的燃气。
供暖
煤液化燃料可用于集中供暖和家庭采暖，提高居民生活质量 。
化工原料
乙烯
煤液化技术可以生产乙烯等化工原料 ，进一步用于生产塑料、合成纤维等 高分子材料。
该技术最早由南非开发，主要 产品是柴油和航空煤油等。
间接液化技术的优点是工艺流 程相对简单，对原料煤的适应 性较强，但转化效率较低，且 催化剂消耗较大。
合成气液化
合成气液化是指将合成气在一定 条件下转化为液体燃料的过程。
该技术通常采用费托合成工艺， 将合成气在催化剂作用下转化为
煤液化工艺技术
概述煤液化技术精酚四班王小轮煤液化技术就是把固体煤通过洗系列的化学加工，转化成液体燃料及其他化工原料的技术（俗称煤制油）。
煤液化技术是煤炭转化的高技术产业，是一种能彻底的高级洁净煤技术，是我国的能源战略储备技术。
煤的液化的方法有煤直接液化，煤间接液化和煤的部分液化三大类。
煤的直接液化也称加氢液化，是在高温，高压。
催化剂和溶剂作用下，煤进行裂解，加氢反应。
从而直接转化为相对分子质量较小的液态烃和化工原料的过程。
由于供氢方法和加氢深度的不同，又有不同的直接液化方法。
其代表工艺有以下七种工艺。
煤直接催化加氢液化工艺：该工艺包括氢气制备，煤浆相制备，加氢液化反应，油品加工等“先并后串”四个步骤。
液化过程中，将煤，催化剂和循环油制成煤浆，与制得的氢气混合进入反应器，在液化反应器内，煤受热分解成自由基，不稳定的自由基在氢气和催化剂存在下，形成相对分子质量较小的初级产物，经过三相分离器，得到气，液，固三相。
气相主要成分是氢，分离后循环返回反应器重新参加反应，液相为轻油，中油等馏分即重油。
液相馏分经提质加工，得到合格的液体产品。
固体为未反应的煤，矿物质和催化剂。
溶剂萃取法：该工艺是将干燥的粉煤与循环油以1:2比例混合，煤浆在10-15MPa压力下，进入高温（430℃）循环烟道气加热炉进行萃取。
萃取器后，反应物压力降至0.8MPa，在150℃下用陶质过滤器过滤，滤后进行干馏，滤液经蒸馏分离分到中油和高沸点萃取物，60%中有作为循环油（循环前须加氢处理），其余的中油送汽油裂解加氢制取汽油。
煤炭溶剂萃取加氢液化：该法将原料煤破碎、干燥后与供氢溶剂混合制成煤浆，煤浆与氢气混合后预热，然后送到液化反应器中，在器内由下向上活塞式流动，进行萃取加氢液化反应。
产物送入气液分离器，气体经过洗涤，分离获得富氢气循环利用，气态烃通过水蒸气重整制氢气，供反应系统应用，液相产物进入常压蒸馏塔，蒸出的轻油，塔底产物进入减压蒸馏塔分离出轻质燃料油、石脑油燃料油和重质燃料油。
煤炭间接-直接液化技术
• 我国煤炭资源丰富，为保障国家能源安全，满 足国家能源战略对间接液化技术的迫切需要， 2001年国家科技部”863”计划和中国科学院联 合启动了”煤制油”重大科技项目。两年后，承 担这一项目的中科院山西煤化所已取得了一系列 重要进展。与我们常见的柴油判若两物的源自煤 炭的高品质柴油，清澈透明，几乎无味，柴油中 硫、氮等污染物含量极低，十六烷值高达75以上， 具有高动力、无污染特点。这种高品质柴油与汽 油相比，百公里耗油减少30％，油品中硫含量小 于0．5×10－6，比欧Ⅴ标准高10倍，比欧Ⅳ标 准高20倍，属优异的环保型清洁燃料。
• 我国与南非于2004年9月28日签署合作谅解备 忘录。根据这项备忘录，我国两家大型煤炭企业 神华集团有限责任公司和宁夏煤业集团有限责任 公司将分别在陕西和宁夏与南非索沃公司合作建 设两座煤炭间接液化工厂。两个间接液化工厂的 首期建设规模均为年产油品300万吨，总投资分 别为300亿元左右。通过引进技术并与国外合资 合作，煤炭间接液化项目能够填补国内空白，并 对可靠地建设“煤制油”示范项目有重要意义。 萨索尔公司是目前世界上唯一拥有煤炭液化工厂 的企业。从1955年建成第一个煤炭间接液化工厂 至今已有50年的历史，共建设了3个煤炭间接液 化厂，年处理煤炭4600万吨，年产各种油品和化 工产品760多万吨，解决了南非国内40%的油品
• 我国中科院山西煤化所从20世纪80年代开始进行 铁基、钴基两大类催化剂费-托合成油煤炭间接液 化技术研究及工程开发，完成了2000吨/年规模的 煤基合成油工业实验，5吨煤炭可合成1吨成品油。 据项目规划，一个万吨级的“煤变油”装置可望 在未来3年内崛起于我国煤炭大省山西。
煤炭液化技术
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。
煤炭间接液化技术讲
应用先进的自动化和智能化控制技术，对生产过程进行实时监控 和优化调整，降低能耗和排放。
05
经济性分析与发展前景展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
投资成本估算方法介绍
静态投资成本估算
基于历史数据和市场价格，对煤炭间接液化 项目的设备、建设、人力等成本进行初步估 算。
ERA
定义与原理
定义
煤炭间接液化技术是指将煤炭首 先转化为合成气（主要由一氧化 碳和氢气组成），再进一步合成 液体燃料的过程。
原理
该技术基于费托合成反应，即一 氧化碳和氢气在催化剂作用下反 应生成烃类化合物，进而生产汽 油、柴油等液体燃料。
发展历程及现状
早期探索
工业应用
20世纪初，德国科学家开始研究从合成气 生产液体燃料的方法。
反应器类型及操作条件
反应器类型
固定床反应器、流化床反 应器、浆态床反应器等。
反应温度与压力
根据所选工艺和反应器类 型，确定合适的反应温度 和压力。
催化剂选择与装填
选用高效、稳定的催化剂， 并按要求进行装填。
产品分离与精制方法
产物分离
废气、废水处理
通过蒸馏、萃取等方法将产物从反应 混合物中分离出来。
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二战期间，德国为应对石油短缺，大力发 展煤炭间接液化技术并实现工业化。
现代发展
现状
随着环保要求的提高和技术的进步，煤炭 间接液化技术不断得到优化和改进。
目前，该技术已在全球多个国家得到应用 ，尤其在煤炭资源丰富而石油资源相对匮 乏的地区，如中国、南非等。
技术优势与局限性
原料来源广泛
可利用丰富的煤炭资源作为原料。
煤液化生产工艺
液固分离
01
02
03
04
分离方法
液固分离的目的是将液化反应 后的液体和固体残渣进行分离 ，得到尽可能多的液体燃料。
离心分离
利用离心机将液化产物进行固 液分离。
过滤分离
通过过滤器将液化产物中的固 体残渣进行分离。
分离效果
液固分离的效果对后续的提质 加工和液体燃料的品质有直接
影响。
提质加工
提质加工目的
成熟阶段
20世纪中叶，德国科学家 开发出间接液化的合成气 制油技术，实现了大规模 商业化应用。
现代发展
随着科技的不断进步，煤 液化技术也在不断改进和 完善，出现了多种新型的 煤液化工艺。
煤液化生产工艺流
02
程
原料准备
原料准备
选择适合煤液化工艺的煤种，并进行 预处理，如去除杂质、破碎大块煤等 ，以确保后续工艺的顺利进行。
煤液化生产中的问
04
题与解决方案
技术问题
总结词
技术问题是煤液化生产中的主要挑战之一，包括工艺流程、设备、操作等方面的问题。
详细描述
煤液化生产工艺需要高技术水平，包括催化剂选择、反应条件控制、分离和提纯等环节，任何一个环 节出现问题都可能导致生产效率低下或产品质量不合格。此外，煤液化生产过程中还可能产生大量的 废气、废水和固废等，需要采取有效的处理措施。
经济问题
要点一
总结词
煤液化生产成本较高，市场竞争激烈，经济压力较大。
要点二
详细描述
煤液化生产需要大量的原料和能源，同时还需要高技术水 平的工艺和设备，导致生产成本较高。此外，随着环保要 求的提高和市场竞争的加剧，煤液化产品的价格优势逐渐 减弱，企业面临着较大的经济压力。为了降低成本和提高 竞争力，企业需要加强技术创新和资源优化配置，同时政 府也需要给予一定的政策和资金支持。
煤直接液化技术课件
British Coal
俄罗斯 中国
2024/3/15
CT-5 神华
7.0
1983-1990
6
2004-
煤直煤直接接液液化技化术
国家科学院 神华集团
11
1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
德国的IGOR工艺： 德国新工艺，主要特点是将液化残渣分离由过滤改为真空蒸馏，减少 了循环油中的灰分和沥青烯含量，同时部分循环油加氢，提高循环溶剂 的供氢能力，并增加催化剂的活性，从而可将操作压力由70.0MPa降 至30.0MPa。 液化油的收率由老工艺的50%提高到60%，后来的IGOR工艺又将煤 糊相加氢和粗油加氢精制串联，既简化了工艺，又可获得杂原子含量很 低的精制油，代表着煤直接液化技术的发展方向。
国别
工艺名称
规模 t/d
试验时间 年
开发机构
美国 德国
SRC EDR H-COAL
IGOR
50
1974-1981
250
1979-1983
600
1979-1982
200
1981-1987
GULF EXXOH
HRI
RAG/VEBA
日本
NEDOL
150
1996-1998
NEDO
英国
LSE
2.5
1988-1992
煤直煤直接接液液化技化术
18
1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
国外发展趋势：
到20世纪80年代中期，各国开发的煤直接液化新工艺日趋成熟，有的 已完成5000t/d示范厂或23000t/d生产厂的概念设计，工业化发展势 头一度十分迅猛。
第八章煤炭液化转化技术产技术
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
三、加氢液化催化剂的选择
2.催化剂的品种及选择 （1）铁系催化剂 （2）金属氧化物催化剂 （3）金属卤化物催化剂 （4）助催化剂
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
第四节 国内煤炭直接液化制油发展 现状
1997-2000年，煤炭科学研究总院分别与美国、德国、 日本有关机构合作，完成了神华煤、云南先锋煤和黑龙 江依兰煤的放大试验以及直接液化示范工厂的初步可行 性研究。
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
第五节 煤炭间接液化制油
1 煤炭间接液化的一般加工过程 2 F-T合成的基本原理 3 F-T合成催化剂
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
三、F-T合成催化剂
2.F-T合成催化剂的制备及其预处理 一氧化碳和氢气的合成反应是在催化剂表面上进行
的，要求催化剂有合适的表面结构和一定的表面积。这 些要求不仅与催化剂的组分有关，而且还与制备方法和 预处理条件有关。合成催化剂常用制备方法有沉淀法和 熔融法等。
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
一、原料煤的选择
1.煤的变质程度与液化特性的关系 一般说来，除无烟煤不能直接液化外，其他煤均可
不同程度地被液化。煤炭加氢液化的难度随煤的变质程 度的增加而增加，即泥炭＜年轻褐煤＜褐煤＜高挥发分 烟煤＜中等挥发分烟煤＜低挥发分烟煤。
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
一、煤炭间接液化的一般加工过程
洁净煤技术
第八章煤炭液化转化技术产技术
一、煤炭间接液化的一般加工过程
煤炭液化的原理和工艺方法
煤炭液化的原理和工艺方法王浩1143084087（四川大学化学工程学院四川成都610225）摘要：我国煤炭资源丰富，煤种齐全，煤炭资源占能源储量的92%，这就决定了我国的能源生产和消费在相当长的时期仍以煤炭为主，目前占70%左右[1]。
随着能源消费总量的增加，煤炭需求总量将增加，大幅度减少煤炭消费是较难办到的。
另外，我国能源分布不均，重心偏西偏北，而经济发达区域偏南偏东，常规能源需要长途运输才能满足需求，而且烟煤型污染已经给生态环境带来严重问题。
因此煤炭液化技术在减少环境污染，提高煤炭利用效率，减少消费，降低CO2排放量，生产便于运输的燃料和工业原料等方面发挥着越来越重要的作用。
关键词：煤炭; 煤炭液化技术; 油料; 化工产品;工业原料; 燃料; 煤化学The Principle and Process of Coal LiquefactionWang Hao 1143084087（College of chemical engineering and technology,Sichuan University,Chengdu,Sichuan 610225）Abstrac t:China is rich in coal resources, which reserves 92% in total energy ,and the kinds of coal is in a complete range.The fact causes that the cost of coal is our main energy production and consumption ,at present about 70%,which will last for a fairly long period of time.With the increase in the total energy consumption, the demand of total coal still keep increasing, thus have made it difficult to reduce the coal consumption .In addition, China's energy distribution is uneven, the major of it distributing in the North and the West.While the East and the South are the economically developed regions .So the conventional energy need long-distance transport to meet the demand of the East and the South. Bituminous coal-based pollution has caused serious problems for ecological environment. Therefore the coal liquefaction technology plays a more and more important role in reducing environmental pollution, improving coal utilization efficiency, reducing consumption, reducing the emissions of CO2, and the production of the convenient-transported fuel and industrial raw materials。
煤炭液化技术
浅析煤炭液化技术摘要：能源是一个国家工业及经济发展的基础，是国家可以发展的重要保障。
我国的煤炭资源较为丰富，但是长期以来煤炭的低利用率，使得大量的煤炭资源被浪费。
鉴于我国在未来发展的一段时间内，仍然要以煤炭资源为基础的前提下，研究提高煤炭利用率、煤炭液化技术就显得尤为重要。
关键词：煤炭液化；直接液化能源安全关系到一个国家的长期稳定发展，我国的煤炭资源相对于其他形式的资源而言较为丰富。
但是长期以来，我国的煤炭资源一直处于低利用率水平，造成了大量的资源浪费以及环境污染等问题。
随着资源的日益减少，如何提高资源利用率成为需要研究的关键问题。
本文根据当前我国煤炭资源利用存在的问题，对煤炭液化技术进行了分析，并且针对煤炭直接液化过程中煤加碱预处理进行了系统的研究，希望能够为煤炭资源的充分利用提供一些可借鉴的研究成果。
煤炭液化技术可以分为直接、间接两种。
所谓煤炭直接液化技术是指将粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在定温、定压以及催化剂条件下，进行加氢化学反应，最终生成所需要的液态和气态烃类化合物。
同时要对所生成的物体进行脱硫、脱氮处理等有害物质处理；煤炭的间接液化技术先进行的是气化处理，将煤气化后并在催化剂的作用下，通过f-t费托过程，得到相应的烃类化合物。
相对于煤炭间接液化而言，直接液化在同样原料的基础上，所能够生产出的油品率更高一些。
直接液化将煤中所包含的芳烃加氢、c-c 键断裂和c-o、c-n、c-s键氢解等在一定条件下，直接生产出高h/c 比的汽、柴、煤油等液态能源。
这样就能够在较小污染的前提下，将煤炭资源转化为其他形式的能源进行储存或者运输。
煤液化过程可以通过图1来表示：煤中所存在的能量较小的c-c、c-n、c-o和c-s等化学键，在反应的过程中发生断裂，形成了数量众多的自由基碎片。
然而大量存在的自由基碎片又可以通过化学反应，与溶剂和氢气中的活性氢相结合，形成较为稳定的化合物。
该化合物中的h/c原子比将有0.8%上升至2.0%。
【知识】煤炭液化工艺
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。
煤炭加工中的煤炭液化技术及应用
政策支持与推动煤炭液化技术发展的建议
柴油等。
煤炭液化与生物 质能技术的结合： 利用煤炭液化技 术生产生物质能 产品，如生物柴 油、生物乙醇等。
煤炭液化与氢能 技术的结合：利 用煤炭液化技术 生产氢能产品， 如氢气、氢燃料
电池等。
煤炭液化与碳捕 获与封存技术的 结合：利用煤炭 液化技术生产低 碳产品，如二氧 化碳、甲烷等。
添加标题
添加标题
航空燃料：煤炭液化技术可以生产出高热值、低挥发性的航空燃料，提高飞行安全性。
船舶燃料：煤炭液化技术可以生产出低硫、低灰分的船舶燃料，降低船舶排放对环境的影响。
工业燃料：煤炭液化技术可以生产出高热值、低挥发性的工业燃料，提高工业生产效率。
间接液化燃料的应用
燃料电池：将煤炭液化燃 料转化为电能，用于电动 汽车、便携式电子设备等
领域。
航空燃料：将煤炭液化燃 料转化为航空燃料，用于 飞机燃料，降低对石油的
依赖。
化工原料：将煤炭液化 燃料转化为化工原料， 用于生产塑料、橡胶、
纤维等化工产品。
供热燃料：将煤炭液化燃 料转化为供热燃料，用于 家庭、商业和工业供热，
减少对天然气的依赖。
煤炭液化与其他技术的结合应用
煤炭液化与石油 化工技术的结合： 利用煤炭液化技 术生产石油化工 产品，如汽油、
法。
生物质液化法：通过生物质 气化、合成气净化、合成油 等步骤将生物质转化为液体 燃 料 ， 如 瑞 典 Va t t e n f a l l
8煤炭液化
4
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
《煤的液化技术》课件
01
合成气液化工艺是指将合成 气冷却到低温条件下，通过 物理方法将其液化成液体燃
料的过程。
02
该工艺需要使用高效制冷系 统和精密的分离技术，以确 保合成的液体燃料纯度和品
质。
03
合成气液化工艺的产物为高 品质的液体燃料，如航空煤 油等，具有较高的经济价值
和环保性能。
04
煤液化技术的发展趋势与 挑战
03
煤的液化工艺类型
直接液化工艺
直接液化工艺是指将煤在氢气和催化剂的作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的 过程。
该工艺需要高温、高压的反应条件，同时对原料煤的品质要求较高，通常使用褐煤 、长焰煤等年轻煤种。
直接液化工艺的产物为液体燃料，如柴油、汽油等，具有较高的能源密度和环保性 能。
间接液化工艺
国际煤的液化技术应用案例
该案例展示了国际上煤液化技术的先进性和成熟度。 案例二：ExxonMobil煤液化技术
ExxonMobil公司是全球最大的石油和天然气生产商之一，同时也拥有先进的煤液化技术。
国际煤的液化技术应用案例
01
02
代表性项目为美国煤炭巨头皮博迪公司的煤液化项目，采用 ExxonMobil直接液化技术，年产油品数十万吨。
间接液化工艺是指先将煤转化为 合成气，再通过催化剂作用将合
成气转化为是将煤气化生成合成气，第二 步是将合成气催化转化为液体燃
料。
间接液化工艺的产物同样为液体 燃料，但可以通过调整合成气转 化催化剂的种类和反应条件，生
产不同种类的液体燃料。
合成气液化工艺
煤资源有限，且分布不均，需要 寻求其他可替代的能源资源。
高能耗与高碳排放
煤液化过程中能耗高，碳排放量大 ，需要采取措施降低能耗和碳排放 。
[【煤化工】煤的气化、液化和干馏技术【2】煤的液化和干馏
【煤化工】煤的气化、液化和干馏技术【2】煤的液化和干馏小化03-20原文二.煤的液化煤液化是把煤转化为液体产物，包括直接液化和间接液化。
I.煤的直接液化：煤的直接液化是通过加氢使煤中复杂的有机化学成分直接转化为液体燃料，转化过程是在含煤粉和溶剂的浆液系统中进行加氢，需要较高的压力和温度。
直接液化的优点是热效率高，液体产品收率高；主要缺点是煤浆加氢工艺过程中，各步骤的操作条件相对苛刻，对煤种适应性差。
德国是最早研究和开发直接液化工艺的国家，其最初的工艺被称为IG 工艺。
气候不断改进，开发出被认为世界上最先进的IGOR工艺。
其后美国也在煤液化工艺的开发上做了大量的工作，开发出供氢溶剂（EDS）、氢煤（H-Coal）、催化两段液化工艺（CTSL/HTI）和煤油共炼等代表工艺。
此外日本的NEDOL工艺也有相当出色的液化性能。
此外，我国在建的神华煤直接液化所采用工艺也是在其他工艺的基础上发展的具有自身特色的液化工艺。
1.德国的IG工艺和IGOR工艺德国的IG工艺可分为两段加氢过程，第一段加氢是在高压氢气下，煤加氢生成液体油（中质油等），又称煤浆液相加氢。
第二段加氢是以第一段加氢的产物为原料，进行催化气相加氢制得成品油，又称中油气相加氢，所以IG法也常称作两段加氢法。
德国的IG工艺流程20世纪80年代，德国在IG法的基础上开发了更为先进的煤加氢液化和加氢精制一体化联合工艺（IGOR)。
其最大的特点是原料煤经该工艺过程液化后，可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料油，从而改变了两段加氢的传统IG模式，简化了工艺流程，避免了由于物料进出装置而造成的能量消耗和大量的工艺设备。
IGOR直接液化法工艺流程2.美国的H-Coal、CTSL和HTI工艺H-Coal工艺是美国HRI公司在20世纪60年代，从原有的重油加氢裂化工艺(H-oil)的基础上开发出来的，它的主要特点是采用了高活性的载体催化剂和流化床反应器，属于一段催化液化工艺。
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2020年7月10日星期五
第八章 煤炭液化转化技术
1 煤炭液化制油机理 2 煤直接加氢液化制油 3 煤炭直接液化制油工艺 4 国内煤炭直接液化制油发展现状 5 煤炭间接液化制油
第八章 煤炭液化转化技术
6 F-T合成过程的工艺参数 7 F-T合成工艺
第一节 煤气化联合循环发电技术
一、原料煤的选择
2.煤的岩相组成与液化特性的关系
一、原料煤的选择
3.煤中矿物质与液化特性的关系 煤中矿物质对液化效率有一定的影响。矿物质含量
高，会增加反应设备的非生产性负荷，而灰渣易磨损设 备，且因分离困难而造成油收率的减少，因此加氢液化 原料煤的灰分低一些较好，一般认为液化用原料煤的灰 分应小于10％。
四、流化床F-T合成工艺
一、氢-煤法
二、I·G法
二、I·G法
三、溶剂萃取法
四、Borrop煤加氢液化工艺
五、合成油法
六、煤两段催化剂液化——CTSL工艺
七、煤炭溶剂萃取加氢液化
1.溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ精炼煤法
七、煤炭溶剂萃取加氢液化
七、煤炭溶剂萃取加氢液化
2.埃克森供氢溶剂法
八、煤油共炼技术
1.HRI工艺
八、煤油共炼技术
③沥青烯是主要中间产物。
第二节 煤直接加氢液化制油
1 原料煤的选择 2 加氢液化溶剂的选择 3 加氢液化催化剂的选择
一、原料煤的选择
1.煤的变质程度与液化特性的关系 一般说来，除无烟煤不能直接液化外，其他煤均可
不同程度地被液化。煤炭加氢液化的难度随煤的变质程 度的增加而增加，即泥炭＜年轻褐煤＜褐煤＜高挥发分 烟煤＜中等挥发分烟煤＜低挥发分烟煤。
1 煤炭间接液化的一般加工过程 2 F-T合成的基本原理 3 F-T合成催化剂
一、煤炭间接液化的一般加工过程
一、煤炭间接液化的一般加工过程
一、煤炭间接液化的一般加工过程
1.煤预处理 2.煤炭气化 3.气体净制 4.气体转换 （1）CO变换法 （2）甲烷重整法 5.F-T合成与产物回收
一、煤炭间接液化的一般加工过程
）含量高低影响合成
反应速度的快慢。一般是
含量高，反应速率快
，转化率增加，但是反应放出热量多，易造成床层超温
。另外制取高纯度的
合成原料气体成本高，所
以一般要求其含量为80％～85％。
二、反应温度
在所有动力学方程中，反应速率和时空产率都随温 度的升高而增加。必须注意，反应温度升高，副反应的 速率也随时猛增。如温度高于300℃时，甲烷的生成量越 来越多，一氧化碳裂解成碳和二氧化碳的反应也随之加 剧。因此生产过程中必须严格控制反应温度。
LC工艺
八、煤油共炼技术
3.PYROSOL工艺
九、煤超临界萃取
第四节 国内煤炭直接液化制油发展 现状
1997-2000年，煤炭科学研究总院分别与美国、德国 、日本有关机构合作，完成了神华煤、云南先锋煤和黑 龙江依兰煤的放大试验以及直接液化示范工厂的初步可 行性研究。
第五节 煤炭间接液化制油
第七节 F-T合成工艺
1 气相固定床合成工艺 2 气流床Synthol合成工艺 3 三相浆态床F-T合成——Kolbel工艺 4 流化床F-T合成工艺
一、气相固定床合成工艺
二、气流床Synthol合成工艺
三、三相浆态床F-T合成——Kolbel 工艺
三、三相浆态床F-T合成——Kolbel 工艺
一、煤炭间接液化的一般加工过程
二、F-T合成的基本原理
三、F-T合成催化剂
1.F-T合成催化剂的组成与作用 （1）主金属 （2）助催化剂 （3）载体
三、F-T合成催化剂
2.F-T合成催化剂的制备及其预处理 一氧化碳和氢气的合成反应是在催化剂表面上进行
的，要求催化剂有合适的表面结构和一定的表面积。这 些要求不仅与催化剂的组分有关，而且还与制备方法和 预处理条件有关。合成催化剂常用制备方法有沉淀法和 熔融法等。
三、反应压力
反应压力不仅影响催化剂的活性和寿命，而且也影 响产物的组成与产率。
压力增加，反应速度加快，尤其是氢气分压的提高 ，更有利于反应速率的加快，这对铁催化剂的影响比钴 剂更加显著。
四、空间速度
对不同催化剂和不同的合成方法，都有最适宜的空 间速度范围。在适宜的空间速度下合成，油收率最高。 但是空间速度增加，一般转化率降低，产物变轻，并且 有利于烯烃的生成。
1 煤的化学结构与石油化学结构的区别 2 煤加氢液化的反应机理
一、煤的化学结构与石油化学结构 的区别
二、煤加氢液化的反应机理
1.在加氢液化过程中的反应 （1）煤热裂解反应 （2）加氢反应 （3）脱氧、硫、氮杂原子反应 （4）缩合反应
二、煤加氢液化的反应机理
2.煤加氢液化反应机理 ①组成不均一。 ②虽然在反应初期有少量气体和轻质油生成，不过数量有限 。
三、加氢液化催化剂的选择
2.催化剂的品种及选择 （1）铁系催化剂 （2）金属氧化物催化剂 （3）金属卤化物催化剂 （4）助催化剂
第三节 煤炭直接液化制油工艺
1 氢-煤法 2 I·G法 3 溶剂萃取法 4 Borrop煤加氢液化工艺 5 合成油法
第三节 煤炭直接液化制油工艺
4 煤两段催化剂液化——CTSL工艺 5 煤炭溶剂萃取加氢液化 6 煤油共炼技术 7 煤超临界萃取
三、F-T合成催化剂
3.F-T合成催化剂的失效 （1）催化剂被硫化物中毒而失效 （2）催化剂被氧化而失效 （3）由于产物蜡的覆盖而失效 （4）失去力学性能 （5）由于熔融而失效
第六节 F-T合成过程的工艺参数
1 原料气组成 2 反应温度 3 反应压力 4 空间速度
一、原料气组成
原料气中有效成分（
二、加氢液化溶剂的选择
①与煤配成煤浆，便于煤的输送和加压； ②溶解煤、防止煤热解产生的自由基碎片缩聚； ③溶解气相氢，使氢分子向煤或催化剂表面扩散； ④向自由基碎片直接供氢或传递氢。
三、加氢液化催化剂的选择
1.催化剂的作用 首先催化剂活化反应物，加速加氢反应速率，提高
煤炭液化的转化率和油收率。 其次促进溶剂的再氢化和氢源与煤之间的氢传递。 再次催化剂具有选择性。