煤化工论文

煤液化技术研究

班级

姓名

日期

煤液化技术研究

摘要:

煤炭液化技术在解决能源危机上具有重要意义。因此,对煤炭间接液化技术进行介绍,着重论述国内外煤炭液化工艺情况,提出未来煤炭液化技术相关的研究、发展方向。

关键词: 煤炭间接液化; 能源安全; 研究方向

目录

一、煤炭液化在我国有很大的发展空间 (3)

（一）我国的煤炭资源丰富 (3)

（二）我国能源消耗量日趋增大 (3)

（三）传统煤炭能源的使用有很多弊端 (3)

二、煤炭的液化技术 (4)

（一）煤炭直接液化技术 (4)

（二）煤的间接液化技术 (5)

三、煤液化技术的发展趋势 (6)

（一）新型催化剂的开发使用 (6)

(二) 新型溶剂的开发使用 (7)

（三）液化工艺、设备的革新 (7)

(四) 配煤技术的发展 (7)

(五) 煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势 (7)

四、研究方向 (8)

参考文献 (8)

我国是当今世界上能源结构以煤炭为基础的少数国家之一,煤炭是我国的绝对优势资源。但是2002年我国成为世界第二大石油消费国,为缓解石油供需矛盾,将煤炭转化为石油替代品和一系列的化工产品,有很大的现实意义和深远的战略意义。

一、煤炭液化在我国有很大的发展空间

(一)我国的煤炭资源丰富

从世界范围看，煤炭是一种储量丰富的化石能源，在一次能源中占31％。众所周知，我国是一个富煤、少油、有气的国家。据报道，我国煤炭的预测资源量达到5万亿t，探明资源储量约1万亿t，可采储量2000多亿t。煤炭在中国一次能源结构中所占比例曾高达90％，目前为66％左右。相比之下，我国油气资源贫乏，每平方公里国土面积的资源量、累计探明可采储量、剩余可采储量，都明显低于世界平均水平，石油剩余可采储量仅占世界剩余可采储量的1.8％。

(二)我国能源消耗量日趋增大

随着我国国民经济的高速发展，能源消费将持续增长。目前，我国已是世界第二大石油消耗国。这就使我国在能源结构上对国外有很强的依赖性，据报道，我国的石油进口量已超过消费总量的40％。而且对国外进口能源的依存度有逐年上升的趋势，这很不利于我国的进一步发展。20世纪70年代后发生过两次石油危机，使各国普遍开始重新认识未来能源中煤炭的战略地位，制定了相应法规和政策，并明显加大了煤炭作为原料和燃料利用技术的开发力度。这在我国更是有着特殊的意义和价值。

(三)传统煤炭能源的使用有很多弊端

虽然我国的煤炭资源丰富。但也有着一些不利因素的存在。首先，就是环境污染问题。烟煤型污染已经给生态环境带来严重问题。大部分煤直接燃烧生成CO2、SO2、NO2、烟雾等，在许多地区形成“酸雨”和“温室效应”，严重污染环境，造成的经济损失每年达100亿元以上，使我国成为世界上因大气污染排放造成损失最大的国家之一。其次，传统的工艺对煤炭能源的利用率不高，造成资源的严重浪费。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。煤炭的运输从某种意义上说没有液体燃料方便。

二、煤炭的液化技术

(一)煤炭直接液化技术

该技术是把煤先磨成粉，再和自身产生的液化重油(循环溶剂)配成煤浆，在高温(430℃～465℃)和高压f17MPa～30NPa)下直接加氢，将煤转化成汽油、柴油等石油产品。1t无水无灰煤可产500～600kg油，加上制氢用煤，约3～4t原煤产lt 成品油。煤炭直接液化技术的发展始于20世纪初的德国。1913年，德国的柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢，并获得了世界上第一个煤炭液化专利。1927年。德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤炭直接液化厂，规模为10万t／年。1936～1943年德国又先后有11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t／年，为德国在二战中提供了2／3的航空燃料和50％的汽车和装甲车用油。二战前后，美国、日本、法国、意大利、原苏联等国也相继进行了煤的直接液化技术研究。20世纪50年代以后，随着中东地区大量廉价石油的开发，煤炭直接液化逐渐失去了竞争力和继续存在的必要，1973年后，由于中东战争，在世界范围内发生了一场石油危机，煤炭液化技术又开始活跃起来。德国、美国、日本等发达国家，在原有基础上相继研究开发了一些煤炭直接液化新工艺。其中大部分研究工作重点是降低反应条件，从而达到降低煤液化油生产成本的目的。不少国家已完成了中间放大试验，为建立大规模工业生产厂打下了基础。目前，有代表意义的是德国的200t／天新的二段液化(IGOR)工艺，美国的600t／天氢煤法法(Hcoal)工艺和日本的150t／天NEDOL工艺。

(二)煤的间接液化技术

该技术是先将煤全部气化成合成气，然后在催化剂作用下合成为油品和其他化学品，约5～7t煤产1t油。煤的间接液化技术是一种非常成熟的技术，南非SASOL 公司运用该技术生产油品已有50多年的历史。该公司成立于20世纪50年代初，1955年建成第一座由煤生产燃料油的SASOL-E厂1980年和1982年又相继建成了SASOL-E厂和SASOL-E厂，当时SASOL-E厂和SASOL-E厂投资达70亿美元，相当于现在的140亿美元。3个厂年用煤总计达4590万t，主要生产汽油、柴油、蜡、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等113种产品，总产量达768万t，其中油品458万t，占60％：化工产品310万t，占加％。

（1）煤炭间接液化原理

煤的间接液化是将煤气化、净化制得H2/CO比符合合成油要求的原料气。然后在一定压力、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三个:烃类染料、甲醇和二甲醚。

烃类燃料:费托合成工艺是将气化产生的小分子聚集成大的碳氢化合物分子。

甲醇和二甲醚:将固体的煤气化后转化为成CO和H2为主的合成气,然后在一定温度和催化剂作用下合成甲醇,甲醇脱水生成DME。甲醇和二甲醚都是洁净煤技术的重要组成部分。

（2）煤炭间接液化工艺

1）国外液化工艺

1、南非 Sasol公司的 F-T合成技术。Sasol公司的 F-T合成技术围绕反应器和催化剂两个关键环节,合成气采用低温 F-T合成工艺(LTFT)和高温 F-T合成(HTFT)。其中 LTFT合成工艺采用沉淀铁催化剂,反应温度(220～270℃),反应压力3.0～5.0Mpa。产品以煤油、柴油和石蜡为主;HTFT合成工艺以采用粒状铁催化,反应压力为2.0～3.0Mpa,产品主要以汽油和轻烯烃为主。

2、美国 Mobil公司的MTG合成技术。Mobil公司的甲醇-汽油间接液化合成技术利用两个阶段以煤或天然气生产汽油。第一阶段利用煤气化合成气,在铜的催化剂作用下,生产产率将近100%的甲醇。第二阶段是在高活性铝催化剂的作用下,在