煤的直接液化ppt课件

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a）将煤与溶剂制成效地分散煤粒、 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。
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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
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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。
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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
高价可再生型催化剂的催化活性一般好于廉 价可弃型催化剂，但其价格昂贵，因此在实 际工艺中往往以多孔氧化铝或分子筛为载体， 担载钼系或镍系催化剂，使之能在反应器中 停留较长时间。
总的来说，H/C比高，挥发分高，灰分低，镜质 组和壳质组含量高的煤有利于液化。
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2、直接液化的溶剂
在煤液化过程中，溶剂起着溶解煤、溶解 气相氢向煤或催化剂表面扩散、供氢或传 递氢、防止煤热解的自由基碎片缩聚等作 用。
煤的直接液化必须有溶剂存在，这也是与 加氢热解的根本区别。
通常认为在煤的直接液化过程中，溶剂能 起到如下作用：
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d）在有催化剂时，促使催化剂分散和萃取出 在催化剂表面上强吸附的毒物。 在煤液化工艺中，通常采用煤直接液化后 的重质油作为溶剂，且循环使用，因此又 称为循环溶剂。
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3、催化剂
选用合适的催化剂对煤的直接液化至关重要， 一直是技术开发的热点之一，也是控制工艺成 本的重要因素。
催化剂的作用机理，有两种观点：（1）催化剂 的作用是吸附气体中的氢分子，并将其活化成 为易被煤的自由基团接受的活性氢；（2）催化 剂是使煤中的桥键断裂和芳环加氢的活性提高， 或是使溶剂加氢生成可向煤转移氢的供氢体等。
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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。
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对压力而言，理论上压力越高对反应越有 利，但这样会增加系统的技术难度和危 险性，降低生产的经济性，因此，新的 生产工艺都在努力降低压力条件。
早期液化反应（如德国工艺）压力高 达30~70MPa，目前常用的反应压力已 经降到了17~25MPa，大大减少了设备 投资和操作费用。
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三、直接液化产物的特点
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• 一、煤的直接液化 • 二、煤直接液化关键因素
• 三、直接液化产物的特点 • 四、我国煤炭的直接液化技术
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一、煤的直接液化
煤的直接液化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。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、 柴油和航空煤油等。 在适当的温度和压力下，催化加氢裂化（热解、 溶剂萃取、非催化液化等）成液体烃类，生成少 量气体烃，脱除煤中N、O和S等杂原子的深度转 化过程。
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二、煤直接液化关键因素
1、直接液化的原料煤 煤的液化性能主要取决于煤的分子结构、组成
和岩相组分含量，并且与煤灰成分（煤中矿物 质组成）有关。 适宜液化的煤一般是：1）年轻烟煤和年老褐 煤 2）挥发分大于37%（无水无灰基），灰分 小于10%（干燥基）3）氢含量大于5%，碳含 量82%~85%，H/C比越高越好，O含量越低越 好4）芳香度小于0.7 5）活性组分大于80%； 6）矿物质中富含硫化铁。褐煤比烟煤活性高， 但氧含量高，液化过程中用氢量多。
由于煤的大分子的基本结构单元是以芳烃核 为主体，并带有环烷侧链、杂环和含氧官能 团等非主体部分。
而煤的直接液化只是一个催化加氢过程，因 此其产物液化油也主要是由芳烃和环烃构成。
与石油产品相比，其特点为富含芳烃和脂环， 碳含量较高，氢含量较低，并含有一定量的 N、O和S等杂原子。
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基于上述特点，除可直接作为锅炉燃料油外， 液化油必须经过提质加工才能作为发动机燃 料进行利用。因为煤液体中的芳环成分虽然 会增加辛烷值，但它们难以燃烧，热值低， 而且燃烧过程中会产生较多的CO2和烟尘。
同时由于煤液化燃料的经济性短时间内还无 法与石油化工相比，因此在开发液体燃料之 外，可以开发非燃料化工产品，如合成医药、 农药、工程塑料等。
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四、我国煤炭的直接液化技术
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