第4章煤炭液化基础知识直接液化

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第4章煤炭液化基础知识直接液化分析

它们的组成是不确定的，在不同反应阶段，生成的沥青烯和前沥青烯肯定不同，由它们转化成油的速率较慢，需活性较高的催化剂；
④也有可能发生结焦的逆反应。
22
原煤的选择
（3）加氢液化的原料
①H/C：年轻煤的H/C高； ②灰分：＜10%； ③煤中矿物质成分：
最好富含硫铁矿（催化剂）。
23
溶剂
许多有机溶剂能在一定条件下溶解一定量的煤。溶剂的作用：
• 煤炭间接液化：煤 — 合成气 — 油
气化
合成
精炼
煤
合成气
合成油
成品油
8
一、煤直接液化
1.煤直接液化的定义：
又称加氢液化
基本公式：煤+氢气→液体产物+气体产物+ 固体残渣
将煤与某种溶剂充分混合后，通入氢气，在一定温度和压力下，经过复杂的物理、化学过程，使固体煤转化为液体产物的过程称为煤的直接液化。
甚至高达70MPa 。
11
4.煤直接液化基本原理
煤炭与石油的性质比较
12
碳% 氢% 氧% 氮% 硫% 氢 /碳原子比
石油 87-88 13-14
1.8
煤炭 75-80 5.0-6.0 10.0-20.0
1 0.5-2.0
0.8
主要元素组成对比
13
煤分子
14
（1）煤直接转化为液体的可能性
c.煤的干馏：焦化过程中的液体产物约占煤重的15~20%.
d. 煤的抽提：在煤热分解温度之下的过程，是纯物理溶解过
程所生成的产物。
6
煤液化的定义
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。

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。

煤直接液化法和煤液化的基础知识

煤直接液化煤直接液化，煤液化方法之一。

将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。

因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。

沿革煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。

1869年，M.贝特洛用碘化氢在温度270℃下与煤作用,得到烃类油和沥青状物质。

1914年德国化学家F.柏吉斯研究氢压下煤的液化，同年与J.比尔维勒共同取得此项试验的专利权。

1926年，德国法本公司研究出高效加氢催化剂，用柏吉斯法建成一座由褐煤高压加氢液化制取液体燃料(汽油、柴油等)的工厂。

第二次世界大战前，德国由煤及低温干馏煤焦油生产液体燃料，1938年已达到年产1.5Mt的水平，第二次世界大战后期,总生产能力达到4Mt；1935年,英国卜内门化学工业公司在英国比灵赫姆也建起一座由煤及煤焦油生产液体燃料的加氢厂，年产150kt。

此外,日本、法国、加拿大及美国也建过一些实验厂。

战后，由于石油价格下降，煤液化产品经济上无法与天然石油竞争，遂相继倒闭，甚至实验装置也都停止试验。

至60年代初，特别是1973年石油大幅度提价后，煤直接液化工作又受到重视，并开发了一批新的加工过程，如美国的溶剂精炼煤法、埃克森供氢溶剂法、氢煤法等。

埃克森供氢溶剂法简称EDS法,为美国埃克森研究和工程公司1976年开发的技术。

原理是借助供氢溶剂的作用，在一定温度和压力下将煤加氢液化成液体燃料。

建有日处理250t煤的半工业试验装置。

其工艺流程主要包括原料混合、加氢液化和产物分离几个部分（图1）。

首先将煤、循环溶剂和供氢溶剂（即加氢后的循环溶剂）制成煤浆，与氢气混合后进入反应器。

反应温度425～450℃，压力10～14MPa,停留时间30～100min。

反应产物经蒸馏分离后，残油一部分作为溶剂直接进入混合器，另一部分在另一个反应器进行催化加氢以提高供氢能力。

溶剂和煤浆分别在两个反应器加氢是EDS法的特点。

在上述条件下,气态烃和油品总产率为50％～70％(对原料煤),其余为釜底残油。

煤直接液化基础PPT课件

使非供氢体加氢重新成为供氢体（氢气不直接与煤反应，而是通过溶剂
将氢传递过去的反应）。 ➢在有催化剂或煤中矿物质的催化作用下，气态氢也可能直接与煤
分子反应。如下表：
第32页/共37页
3.12 煤直接液化影响因素
原料煤
挥发分高 H/C高矿物质含氧官能团：酯类促进液化
促进煤熔胀软化，使其有机质断键
第15页/共37页 0.1t/d小型连续实验装置工艺过程
3.7 煤直接液化催化剂
煤直接液化催化剂种类
第16页/共37页
3.7 煤直接液化催化剂
煤直接液化催化剂种类一、铁系催化剂
铁基催化剂的开发
铁基催化剂由于来源广泛，价格便宜，并可作为可弃性催化剂德国Lenna煤液化厂铁基催化剂制铝厂的残留物（氧化铁和氧化铝，极少量氧化钛）印度中央燃料研究所三氯化铁、硫酸亚铁、氧化铁、氢氧化铁浸渍在煤上作催化剂，加入S催化活性高，与浸渍钼酸铵的催化效果相同。
先将部分氢化的芳环中的氢供出与自由基结合，然后在催化剂作用下本身被气相氢加氢还原为氢化芳环，如此循环，维持和增加供氢体活性
提高煤液化的选择性，抑制煤的脱氢和缩合反应
第26页/共37页
3.7 煤直接液化催化剂
催化剂催化剂液化反应加入量加入方式溶剂
炭沉积
煤中矿物质
第27页/共37页
3.8 煤直接液化过程中溶剂的作
供氢溶剂促进氢转移：提供活性氢或传递活性氢
温度：最佳温度 420~450oC 工艺参数压力：高压转化率和油收率提高，但能耗、
成本也提高停留时间：增加停留时间，转化率提高，沥青烯和油收率增加并出现最高点，气体
产率增加，氢耗量增加
催化剂
催化剂种类，催化剂加入量，加入方式，第33页/共37页

煤直接液化学习

第5页/共30页
我国煤炭直接液化技术开发概况第6页/共30页
第7页/共30页
第8页/共30页
第二节煤直接液化化学基础
煤炭直接液化的功能
1、将煤的大分子结构分解成小分子； 2、提高煤的H/C原子比，以达到石油的H/C原子比水平； 3、脱除煤中氧、氮、硫等杂原子，使液化油的质量达到
石油产品的标准； 4、脱除煤中无机矿物质。
第17页/共30页
煤加氢液化时可能发生的几种反应
第18页/共30页
煤炭加氢液化的实验室研究方法
试验过程与设备
第19页/共30页
产物分析
煤液化产物可分为气相产物和液-固相产物。
气相产物（包括两部分：一是含杂原子的气体，如H2O、H2S、 NH3、CO2和CO等；二是气态烃，主要是C1-C3,有时包括C4，生产气态烃会消耗大量氢，所以气态烃产率增加会导致氢耗量提高）经冷却、计量后，可用气相色谱或气-质联用进行气体分析。
第9页/共30页
煤炭直接液化的原理
1、打断煤大分子的桥键； 2、加氢，改变分子结构，提高H/C比； 3、脱除煤中氧、氮、硫等杂原子； 4、脱除煤中无机矿物质。
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煤液化过程中的化学反应
煤的热解；对自由基“碎片”的供氢；脱氧、硫、氮杂原子反应；缩合反应
第11页/共30页
煤的热解
第2页/共30页
煤炭与石油的根本区别
✓煤以缩合芳香环为主，石油以饱和烃为主； ✓煤的H/C原子比低，0.3-0.8，石油H/C原子比高，1.8； ✓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。
参考课本表2-1.
第3页/共30页
第4页/共30页

煤直接液化基础教学课件

影响因素
主要包括工业废水、废气、噪声等问题。
保护措施
采取科学合理的技术措施、更高效的能源利用率，可以减少对环境的污染。
可持续发展
煤直接液化技术对提高我国对战略性新兴产业的支撑能力和国民经济的持续发展具有十分重要的意义。
煤直接液化的未来发展趋势
能源转型
能源转型背景下，未来煤直接液化可望实现高效清洁转化，不断优化降本增效。
煤直接液化技术的发展历程
192 0年代
瑞典发明了使用催化剂将煤转化为烃类化合物的过程。
1 960年代
煤炭直接液化技术逐渐成熟，美、苏、日等国家获得了成功。
193 0年代
美国、德国、苏联开始研究煤直接液化技术，并相继成功。
1 990年代
中国开始着手开展煤直接液化技术的研究与实践。
煤直接液化的优点和应用领域
智能化发展
采取大数据和智能化技术，提升煤直接液化产业生产力和效益，进一步推进工业4.0。
协同创新
加快推进科技创新平台建设，加强与高校、科研院所等资源的联合，促进煤直接液化技术的协同创新发展。
实验
煤直接液化实验是对煤的性质与加氢反应进行模拟，在实验室中进行的。
煤直接液化的过程和机理
1
溶解反应
煤料在溶剂中分解为小分子化合物的小分子化合物在催化剂作用下被加
氢裂解为烃类化合物。
3
烃类烷化反应
烃类化合物发生相互作用，产生更大分子量
脱氮反应
4
的烷基化合物。
在加压高温条件下，将溶液中的氮转化为 NH3、N2、H（化学式）等气体产物。
煤直接液化基础教学课件 PPT
煤直接液化技术是一项重要的能源开发技术。本课程介绍煤直接液化的基础知识，以及煤直接液化技术的未来发展方向。

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。

煤直接液化PPT演示课件

7 煤直接液化
化
工工
7.1
煤直接液化的意义和发展概况
艺学
7.1.1
煤直接液化的意义
直接液化：将煤在较高温度和压力下与氢反应
使其降解和加氢，从而转化为液体油类的工艺。
又称加氢液化。
直接液化
间接液化
热效率
高
低
原料煤要求高
低
产物汽油、芳烃柴油、烯烃、含氧有机物
2019/11/12
1
7.1.2 煤直接液化的发展概况
产品重，氢耗低产品轻，氢耗高
2019/11/12
37
化
工工
7.5.1.3
艺
学
氢消耗去向分析
2019/11/12
38
化
工工
7.5.1.4
降低气态烃产率的措施
艺（1）缩短糊相加氢的反应时间
学
（2）适当降低煤的转化率
（3）采用分段加氢法
（4）选用高活性催化剂
7.5.2 固液分离和残渣利用 7.5.2.1 固液分离
石油高低
低分子化合物
2019/11/12
3
化工工艺学
2019/11/12
4
7.2.2 煤加氢液化的主要反应
化
工
工艺
热解反应
学
自由基碎片
供氢缩聚
加氢产物高分子不溶物
2019/11/12
5
化
工工
7.2.2.1
煤的热解
艺学
加氢的先决条件
7.2.2.2 对自由基“碎片”的供氢
或
2019/11/12
艺
学（1）催化剂
2019/11/12

煤的直接液化

煤的直接液化概述煤的液化是先进的洁净煤技术和煤转化技术之一，是用煤为原料以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，煤的直接液化是煤直接催化加氢转化成液体产物的技术．煤的间接演化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其挣化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。

通过煤炭液化，不仅可以生产汽油、柴油、LPG（液化石油气）、喷气燃料，还可以提取BTX（苯、甲苯、二甲苯），也可以生产制造各种烯烃及含氧有机化台物。

煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化剂，煤中硫在气化和液化过程中转化威H2S再经分解可以得到元素硫产品．本篇专门介绍煤炭直接液化技术早在1913年，德国化学家柏吉乌斯(Bergius)首先研究成功了煤的高压加氢制油技术，并获得了专利，为煤的直接液化奠定了基础。

煤炭直接加氢液化一般是在较高温度(400℃以上)，高压(10MPa以上)，氢气(或CO+H2, CO+H2O)、催化剂和溶剂作用下，将煤的分子进行裂解加氢，直接转化为液体油的加工过程。

煤和石油都是由古代生韧在特定的地质条件下，经过漫长的地质化学滴变而成的。

煤与石油主要都是由C、H、O等元素组成。

煤和石油的根本区别就在于：煤的氢含量和H／C 原子比比石油低，氧含量比石油高I煤的相对分子质量大，有的甚至大干1000．而石油原油的相对分子质量在数十至数百之间，汽油的平均分子量约为110；煤的化学结构复杂，它的基本结构单元是以缩合芳环为主体的带有侧链和官能团的大分子，而石油则为烷烃、环烷烃和芳烃的混合物。

煤还含有相当数量的以细分散组分的形式存在的无机矿物质和吸附水，煤也含有数量不定的杂原子（氧，氮、硫）、碱金属和微量元素。

通过加氢，改变煤的分子结构和H/C原子比，同时脱除杂原子，煤就可以液化变成油。

1927年德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤直接液化厂，规模10×l04 t/a。

煤的直接液化ppt课件

.
3
液化残渣气化制取氢气
原料煤的破碎与干燥
煤浆制备
液体产物分馏和精制
工艺流程
加氢液化
气体净化
固液分离
.
4
要把固体煤转化为液体油，就必须采用高温（400ºC~470ºC）或其它化学方法打碎煤的分子结构，使大分子物质变成小分子物质，同时要从外界供给足够量的H，以提高H/C比。
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。
.
12
4、操作条件
温度和压力是影响煤直接液化反应进行的两个因素，也是直接液化工艺两个最重要的操作条件。
煤的液化反应是在一定温度下进行的，不同工艺的所采用的温度大体相同，一般为 440~460ºC。当温度超过450ºC时，煤转化率和油产率增加较少，而气产率增多，因此会增加氢气的消耗量，不利于液化。
.
8
a）将煤与溶剂制成浆液的形式便于工艺过程的输送。同时溶剂可以有效地分散煤粒、催化剂和液化反应生成的热产物，有利于改善多相催化液化反应体系的动力学过程。
b）依靠溶剂能力使煤颗粒发生溶胀和软化，使其有机质中的键发生断裂。
c) 溶解部分氢气，作为反应体系中活性氢的传递介质；或者通过供氢溶剂的脱氢反应过程，可以提供煤液化需要的活性氢原子。
.
11
按煤直接液化所使用的催化剂的成本和使用方法分为：廉价可弃型和高价可再生型两种。
廉价可弃型催化剂由于价格便宜，在直接液化过程中与煤一起进入反应系统，并随反应产物排出。这类催化剂包括：黄铁矿（FeS2）、高炉飞灰（Fe2O3）等

史士东—煤液化

七十年代世界石油危机以后
煤炭直接液化技术的新发展美国的能源独立计划和洁净煤计划日本的阳光计划德国和欧洲前苏联
各国煤炭直接液化技术开发情况表
国别装置名规模 t/d 试验时地点间开发机构试验煤种
美国
SRCⅠ/ Ⅱ
SRC
50
6
19741981
19741992 19791983
a
)
并可以得到 PAA、O、G的动力学关系：
dPAA kMP k(t) M a k PAA PAA dt
得到微分方程的解：
dO kMO k(t) M a k PO PAA dt dG kMG k(t) M a k PG PAA dt
t 0
方案：进一步加氢，采用Ni、Mo载体催化剂，一般是固定床，也要在高压和较高温度条件下，分为加氢精制、加氢改质、重整等工艺

液化油提质加工流程
液化油的性质不同，提质加工工艺有所不同 NEDOL工艺液化油提质加工流程：
石脑油加氢柴油加氢
石脑油重整
汽油芳烃
液化油
一次加氢
kCA
CI
k9
CB
CA
k3
王勇论文模型
Ma
PAA
O
G
Mc
基本假设 1. Ma是由各种反应性能不同的若干（可以是很多）组分构成 2. 各组分的反应符合一级动力学行为 3. 各组分转化为沥青烯、油、气等产物速率常数的比例相同
对于煤的转化，
则， k
k M
i i
dM a ki M i k M a dt i

煤炭直接液化原理

0.2
S
0.6
0.8
1.2
0.6
0.1-0.5
1.0
H/C(原子比)
0.31
0.67
0.82
0.87
-1.00
1.76
1.94
4
由以上比较分析，煤直接液化的实质：
➢破坏煤的空间立体结构（大分子结构→小分子结构；多环结构→单环结构或双环结构；环状结构→直链；含O基团→ H2O；含N基团→ NH3；含S基团→ H2S）：向系统输入一定的能量，即给系统加热，温度应高于煤热分解的温度，因煤阶不同而不同，一般不超过500℃ ，否则成焦反应和生成气体反应严重。
煤炭直接液化原理
煤液化定义及其液化的实质
煤液化的定义：
基本公式：煤+氢气→液体产物+气体产物+固体残渣
❖狭义定义：将煤与某种溶剂充分混合后，通入氢气，在一定温度和压力下，经过复杂的物理、化学过程，使固体煤转化为液体产物的过程称为煤的直接液化。 ❖广义定义：将固态煤经过一定的物理、化学作用转化为液态产物的过程称为煤液化。
所以有五大因素影响煤直接液化反应的有效进行（1）温度；（2）氢压；（3）溶剂；（4）煤种本身的性质；（5）催化剂。
煤化程度与煤直接液化关系
常见煤种与煤直接液化的关系
煤直接液化过程
煤的原始结构（Shinn模型）理
自由基机理 ❖ Attar机理煤的自由基机理包括三个步骤（与化学经典的自由基机理相似），（1）引发反应；（2）传递反应；（3）终结反应。该反应机理可表示如下：
➢提高H/C：1)加入供氢溶剂 2)向系统加一定压力的氢气，供给反应耗氢，并抑制成焦反应和气体生成反应。
➢ 使用合适的溶剂：使煤粒能很好的分散；让煤的热熔解过程有效进行（有助于结构单元间的键断裂）；使煤热裂解后的自由基碎片得到一定的稳定；必须有可利用的氢原子或自由基氢；使氢自由基有效的传递到煤裂解的自由基碎片上；让催化剂能与氢自由基、煤碎片很好地接触。

第四章煤的直接液化-Yushi

由于熔点范围较宽，口内溶化较慢，巧克力有蜡状感，结晶时收缩性小脆性较差
含有大量反式脂肪酸,将导致
一、增加患心血管疾病的危险二、增加患糖尿病的危险三、导致必需脂肪酸的缺乏四、抑制婴幼儿生长发育
煤的直接液化
反应机理
煤中有机物转化为液态产物
直接液化
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
煤的直接液化
以可可浆，和可可脂为主要原料制成的一种甜食口感细腻甜美具有一股浓郁的香气可以直接食用，也可被用来制作蛋糕、冰激凌等
可可脂是从可可液块中取出的乳黄色硬性天然植物油脂独特的油脂有可可特有的香味，具有很短的塑性范围 27℃以下几乎全部是固体 27.7℃ 开始熔化随温度的升高会迅速熔化到35℃ 完全熔化是一种既有硬度，溶解得又快的油脂可可脂是已知最稳定的食用油，含有能防止变质的天然抗氧化剂，令它能储存2-5年，使它可以用于食品以外的用途。
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月19日上午4时11分 20.10.1920.10.19
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2020年10月19日星期一上午4时11分 57秒04:11:5720.10.19
严格把控质量关，让生产更加有保障。2020年10月上午4时 11分20.10.1904:11O ctober 19, 2020
IGOR直接液化
美国H-Coal 工艺
Ni-Mo/Al2O3 催化剂
H-Coal工艺主要特点
操作灵活性大，对原料煤种的适应性和对液化煤种的可调性好
流化床内传热传质效果好，有助于提高煤的转化率。
煤的催化液化反应、循环溶剂加氢反应和液化产物精制过程在一个反应器进行，有效缩短工艺流程

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。它可以有效地提高能源利用率，减轻环境污染。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
煤直接液化定义及其液化的实质
煤直接液化的定义：煤直接液化的定义：
基本公式：氢气→液体产物气体产物+固体残渣基本公式：煤+氢气液体产物气体产物固体残渣氢气液体产物+气体产物
狭义定义：将煤与某种溶剂充分混合后，通入氢气，狭义定义：将煤与某种溶剂充分混合后，通入氢气，在一定温度和压力下，经过复杂的物理、化学过程，力下，经过复杂的物理、化学过程，使固体煤转化为液体产物的过程称为煤的直接液化。为煤的直接液化。广义定义：将固态煤经过一定的物理、广义定义：将固态煤经过一定的物理、化学作用转化为液态产物的过程称为煤液化。程称为煤液化。
发展煤炭液化工业的政策建设建议
• （1）增加投入，改进和开发新的煤炭液化新技术，形成具有我国自主知识产权的煤直接液化工艺。 • （2）制定政策法规，鼓励发展煤炭液化技术 • （3）加强宣传，支持发展煤炭液化技术
没了
谢谢
煤的直接液化工艺流程简图
• 。
煤的直接液化技术是将固体煤在高温高压下与氢反应，将其降解和加氢从而转化为液体油类的工艺，又称加氢液化。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。
煤直接液化的工艺特点
• （1）液化油收率高。 • （2）煤消耗量小，一般情况下，1吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油 • （3）馏份油以汽、柴油为主，目标产品的选择性相对较高； • （4）氢耗量大 • （5）反应条件相对较苛刻，如德国老工艺液化压力甚至高达70MPa

能源化工-第四章煤炭直接液化

能源化工工艺学
Energy Chemical Industry Technology
第四章
煤炭直接液化
Coal liquefaction Directly
第四章煤炭直接液化
煤液化诞生的原因
与液体燃料相比，煤炭作为固体，不便于存储和运输，并且不能直接作为内燃机的动力。而通过将煤炭液化，其利用范围则可以大大增加。
4.2 5.0~6.1 11~14 21.3 25~45 0.3~0.9 1.2 0.5~1.9 0.2 0.6 0.1~0.5 1.0 0.87 ~1.0 1.76
1.94
4
转化手段如何？要将煤转化为油,首先要将煤的大分子裂解为较小的分子, 同时提高H/C,降底O/C, 故必须裂解、加氢和脱杂原子，还要脱除矿物质。
第四章煤炭直接液化
4.1.2 适宜直接液化的煤种
煤炭直接液化对原料煤的品种有一定要求，选择加氢液化原料煤时，主要考察以下指标。（1）以原料煤有机质为基准的转化率和油产率要高。（2）煤转化为低分子产物的速度快，可用达到一定转化率所需的反应时间来衡量。（3）氢耗量要少，可用氢利用率（单位氢耗量获得的液化油量）来衡量。这是因为煤加氢液化消耗的氢气成本一般占煤加氢液化产物总成本的30％左右。
煤炭间接液化：煤 — 合成气 — 油
气化合成合成气合成油精炼
煤
成品油
第四章煤炭直接液化煤直接液化原理煤炭与石油的根本区别
煤以缩合芳香环为主，石油以饱和烃为主煤的 H/C原子比低， 0.3-0.8 ，石油 H/C 原子比高，1.8 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质，石油是不同大小分子组成的液体混合物
所以，煤液化过程中，溶剂及催化剂起着非常重要的作用。

煤炭液化技术复习资料.docx

第三章1.什么是煤炭直接液化？定义：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。

2.煤炭直接液化的途径是什么？如何实施？途径：煤先经加氢裂解等过程转化为液化油，再提质加工得到成品油。

具体实施：先热解反应产生自由基碎片再由自由基碎片加氢得到的油再经脱杂（S，N，O等杂原子），缩合反应得到成品油。

3.煤炭直接液化反应有哪些？主要反应是什么？煤的热解反应自由基碎片的加氢反应脱杂原子反应缩合反应4.什么是自由基碎片？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5.自由基碎片加氢反应中氢的来源是什么？哪些是主要来源？供给自由基的氢源主要有：（1）外界供给的氢在催化剂作用下变为活性氢；（2）溶剂可供给的或传递的氢；（3）煤本身可供应的氢（煤分子内部重排、部分结构裂解或缩聚形成的氢）；（4）化学反应生成的氢，如CO和H2O反应生成的氢等。

6.煤直接液化研究中油，沥青烯，前沥青烯，残渣是如何定义的？（1）油：可溶于正己烷的物质（2）沥青烯：不溶于正己烷而溶于苯（3）前沥青烯：不溶于苯而溶于四氢呋喃或吡啶（4）残渣：不溶于四氢呋喃或吡啶的物质7.描述煤炭直接液化反应的历程？首先，煤在溶剂中膨胀形成胶体系统，有机质进行局部溶解，发生煤的解体破坏，350~400℃左右发生分解、加氢、解聚、聚合以及脱杂原子等一系列反应，生成沥青质含量很多的高分子物质。

当温度达到450~480℃时，溶剂中氢的饱合程度增加，使氢重新分配程度也相应增加，从而使煤加氢液化过程逐步加深，使高分子物质（沥青质）转变为低分子产物—油和气。

这个过程中也是存在分解、加氢、解聚、聚合以及脱杂原子等一系列反应1）先裂解后加氢。

2）反应以顺序进行为主。

虽然在反应初期有少量气体和轻质油生成，不过数量不多。

《煤直接液化技术》课件

煤直接液化技术的发展历程
1920年
斯图茨公司进行了直接煤液化该技术的最早研究。
1951年
由Bergius和IG Farben进行研究的另一种煤直接液化方法被开发出来，它被称为低温液化或Bergius–Pier的液化法。
1930年
弗朗西斯公司研制成功使用水煤浆实现了煤直接液化。
1970年
日本三井化学工业公司在桥本芳雄的领导下发明了独立的、两段式（H-Coal和TCL）的原油开采技术，它们均运用了煤直接液化技术。
煤直接液化技术的未来发展趋势
1 技术改进
新技术的开发和改进使煤直接液化技术变得更加可靠，具有越来越多的应用场景。
2 国际煤液化行业的增长
国际煤直接液化行业在未来几年将获得可观的提升，并成为主要的投资领域之一。
3 减少污染
应用液化煤液产生的氨水和酸性废水等废物的污染问题也将得到越来越好的解决方法。
结论和总结
丰富和广泛的资源
煤是一种在世界范围内丰富和广泛的资源。由于煤直接液化技术的提升，未来可能会更加丰富。
煤直接液化的可持续性
煤直接液化技术的大量产生会使碳排放大幅降低，在一定程度上改善环境污染。
挑战
煤的供应面临着日益增长的需求和竞争更加激烈的全球市场。此外，煤直接液化技术的开发和商品化仍面临许多挑战。
催化剂
催化剂是将煤直接转化为液态烃的关键。铁、钼、钴等能够在煤分子结构中自由移动，重新组合并转变为液体的过渡元素被用作催化剂。
精炼过程
在精炼过程中，液相烃会继续与氢气反应，从而更好地控制粘度、蒸馏曲线和存在的杂质。
燃料用途
液态煤可以替代石油作为润滑油、汽油和柴油的原料。它也是大型液化石油气罐的燃料和热水和热能的来源。

第4章煤炭液化基础知识直接液化