《煤化工工艺学》煤的直接液化

1文献综述引言煤炭液化作为洁净煤技术重要组成部分正在我国实现产业化。

综述介绍了我国能源的供需形势和今后的发展的趋势，阐明了煤炭液化的战略意义；从煤炭的化学结构以及与石油结构的区别出发，论述直接加氢液化的基本原理、化学反应、催化剂、工艺过程、产物的结构表征和重点的工程问题。

因煤炭的直接液化需要氢气，也介绍了合成氢气的技术。

1．1 我国的能源结构及煤液化的必要性1．1．1我国的石化能源结构1）煤炭资源我国的能源就目前来说主要是依靠石化能源，其中以煤炭、石油、天然气为主。

根据资料[1]对有关储量/资源数据的归类统计结果表明：全国垂深2000m以浅的煤炭资源的总量为55697.49亿t；垂深1000-2000m预测资源为27080.56亿，t占48%；全国已经发现的垂深1000m以浅的煤炭资源为28167亿t；其中可开采为7300多亿吨[2]。

而且中国的煤炭资源丰富，分布较广，资源潜力大；煤种齐全，特别是低变质、中变质的煤占有较大的比例，这对煤炭的液化、特别是直接液化是非常重要的资源保障[3]。

2）石油资源[1]根据全国第二次油气资源评价对我国150多个盆地或地区的油气资源评价结果，1994年公布的石油总量为940亿吨。

其中陆地资源量694亿吨，占总资源的73.8%；海域资源246亿吨。

陆地资源主要分布在东部和西部，分别占陆上资源的53.0%和37.3%；海域资源主要在南海和东海，分别占海域资源的26.2%和54.6%。

由上可知我国的石油资源相对的短缺，已成为近年来石油产量徘徊不上的主要原因，因此以煤或其它资源代替石油是立足国内资源、解决石油供需矛盾的重要途径。

3）天然气根据“八五”期间开展的全国第二次油气资源评价提供的数据，天然气资源的总量为38000亿立方米，其中陆地资源占78.4%，主要分布在中部和西部[4]。

而且我国的天然气资源探明和开发比较低，天然气在能源提供中还有一定的潜力，天然气在未来改变一次能源结构、实现能源多元化供应方面具有发展前景。

煤直接液化工艺流程煤直接液化是一种将煤转化为液态燃料的工艺，它可以将煤储量丰富的国家利用起来，减少对传统石油资源的依赖。

下面我将介绍一下煤直接液化的工艺流程。

首先，原料煤经过预处理后进入气化炉。

预处理主要包括煤的破碎、干燥和脱硫等工序，以确保煤的质量和适应气化反应的要求。

在气化炉中，煤与氧气或气化剂在高温和高压的条件下进行反应，产生一氧化碳和氢气等合成气体。

气化反应一般使用固定床气化炉或流化床气化炉。

接下来，合成气通过除尘和净化设备去除其中的灰分、硫化物等杂质，以保证后续反应的正常进行。

然后，合成气进入催化剂床层，在催化剂的作用下，气体中的一氧化碳和氢气进行合成反应，生成一系列的液态燃料。

在液化工艺中，通常采用多段式催化反应器，以提高反应的效率和产物的品质。

每个催化反应器都有自己的催化剂床层，通过恰当的控制温度、压力和催化剂的投料速度等参数，可以使合成气充分转化为液态燃料。

生成的液态燃料主要包括石脑油、汽车汽油、柴油和重油等。

在液化的过程中，会产生一些气态副产品，如氮气、二氧化碳等，这些副产品可以进行回收利用，降低环境污染。

最后，通过分离和精制，把液态燃料中的杂质、重油等分离出来，得到纯净的燃料产品。

精制过程中，常用的方法包括蒸馏、萃取和脱硫等，以提高燃料的质量和满足市场需求。

总结一下，煤直接液化工艺流程主要包括煤的预处理、气化反应、合成气净化、催化反应、分离和精制等环节。

通过合理的操作参数和催化剂的选择，可以高效地将煤转化为液态燃料，为国家能源发展提供了一种可行且可持续的路径。

同时，煤直接液化工艺也需要进一步的研究和改进，以提高工艺的经济性和环境友好性。

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+H 2）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 C以上），高压（10MPa以上），氢气（或CO+H 2,C0+H20）、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。

煤直接液化工艺流程煤直接液化，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。

详情如下：一、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。

气态烃和油品中C1～C4约占22%,石脑油约占37%，中油(180～340℃)约占37%。

石脑油可用作催化重整原料，或加氢处理后作为汽油调合组分。

中油可作为燃料油使用，用于车用柴油机时需进行加氢处理以减少芳烃含量。

减压残油通过加氢裂化可得到中油和轻油。

埃克森供氢溶剂法流程图二、溶剂精炼煤法简称SRC法,是将煤用溶剂制成浆液送入反应器，在高温和氢压下，裂解或解聚成较小的分子。

此法首先由美国斯潘塞化学公司于60年代开发，继而由海湾石油公司的子公司匹兹堡－米德韦煤矿公司进行研究试验，建有日处理煤50t的半工业试验装置。

按加氢深度的不同，分为SRC－Ⅰ和SRC－Ⅱ两种。

SRC-Ⅰ法（图2）以生产固体、低硫、无灰的溶剂精炼煤为主，用作锅炉燃料，也可作为炼焦配煤的黏合剂、炼铝工业的阳极焦、生产碳素材料的原料或进一步加氢裂化生产液体燃料。

近年来，此法较受产业界重视。

SRC-Ⅱ法用于生产液体燃料，但因当今石油价格下降以及财政困难，开发工作处于停顿状态。

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。

煤直接液化工艺
煤直接液化工艺是一种能够将煤转变为石油的革命性技术。

这项技术可以将煤以有利的经济效益转变为石油，以替代传统石油和其他替代能源，从而节省日益稀少的石油资源。

煤直接液化工艺的发展使得科学家们利用煤更加有效地开发石油，且减少了煤炭污染。

煤直接液化工艺的制备主要分为三个步骤：煤热解、石油生产和石油精制。

煤热解的过程，煤被加热高达2000℃，利用高温高压的状态下，改变煤的化学结构，从而将煤转换为气态物质。

石油生产则是将气态物质进一步合成为液态物质，最终得到原油；最后，精制工艺使原油精制得到合成汽油、柴油及其他含烃，如苯、乙烷等等，这就是煤直接液化工艺的完整过程。

煤直接液化工艺的应用，使得煤焦转换为液体燃料更容易、更快捷，从而消减了大量的碳排放量。

这种工艺可以从概念到实施的过程中，实现有效地利用煤炭资源，同时也减少了空气污染，形成一种绿色低碳的能源经济。

此外，煤直接液化工艺可以有效地利用煤炭资源，提高整体的煤焦炭液燃料性能，并且改善居民生活水平。

综上所述，煤直接液化工艺对于保护石油资源，环境保护和能源节约具有重要意义。

煤直接液化工艺可以有效地减少煤炭消耗，实现节能减排；另外，煤直接液化工艺可以分解、合成更多的石油和燃料，从而获得更多的可再生能源。

此外，在实现经济社会发展的同时，煤直接液化工艺也可以作为一种有效的能源节约技术，有助于改善能源利用结构，促进绿色低碳的发展。

随着人们日益重视环境保护，开发煤直接液化工艺也变得越来越重要。

为了促进能源节约，应提升煤直接液化工艺的社会应用水平，并倡导利用煤直接液化工艺维护环境的理念，以促进各方努力实施煤直接液化工艺，节省能源，保护环境。

煤直接液化工艺流程
《煤直接液化工艺流程》
煤直接液化是一种将煤直接转化成液体燃料的技术，被广泛应用于煤炭资源的高效利用和清洁能源的生产。

其工艺流程是一个复杂的化工过程，需要多种设备和技术的配合，下面将对其工艺流程进行说明。

首先，煤炭的预处理是整个工艺流程的第一步。

煤炭首先经过破碎、磨矿和筛分等步骤，使得煤炭颗粒的大小和形状更适合后续的反应和转化过程。

然后，煤质的选煤是非常关键的一步，通过密度分离、气浮和湿选等技术，将煤中的灰分和硫分等杂质进行分离，提高煤质的纯度。

接下来是煤的干馏。

将经过预处理的煤炭送入干馏炉中，利用高温和缺氧环境进行反应，将煤转化成气体和液体产物。

在此过程中，煤中的碳、氢、氧、氮等元素都将发生化学变化，产生气化气体和焦油等产品。

然后，气化气体进一步处理。

气化气体中含有一定量的一氧化碳和氢气，在进一步利用前，需要经过净化和变换等步骤，去除其中的杂质并转化成合成气，以便后续的加氢和合成反应。

最后是合成。

通过控制合成气的压力和温度，利用催化剂将合成气经过合成反应，生成液体燃料和化工产品。

整个煤直接液化工艺流程中，合成反应是决定产物品质的关键步骤。

总的来说，煤直接液化是一个复杂而又高效的技术，通过一系列工艺流程将煤炭转化成清洁高效的液体燃料。

随着技术的不断进步和设备的不断完善，相信煤直接液化技术将会在未来发挥更加重要的作用。

煤直接液化工艺
煤直接液化工艺是指以煤作为原料，实现煤直接液化的工艺过程，常用于煤炭液化及
后处理。

该工艺可实现对煤中的喹啉、醛、酮等有毒物质的有效去除，最终获得质优的液
体产品。

煤直接液化工艺的原理是通过液化空气（空气和氧气的混合物），将煤实现液化和加
氢催化，使煤中的烯烃和烷烃发生溶解的反应。

反应在450~550℃的高温下进行，需要催
化剂的参与，同时，也会产生大量的水蒸汽，湿气和氢气。

可以根据不同的操作参数，得
到不同质量和性能的液化产物。

煤直接液化工艺具有节约资源、减少污染、提高煤品质等优点，从而被广泛应用于煤
制热力发电等领域。

在热力发电时，煤直接液化技术可以减少煤制热力发电成本，通过改
变煤中的组成，提高发电效率，并减少产生的有害气体的排放量。

此外，煤直接液化还可以提高燃烧室、燃料比例等技术性能，从而为液化发动机技术
提供技术支持。

这种工艺也可以用于替代传统的石油液化，有效补充能源，延长等候时间，并可能有助于减少碳排放。

除了优势，煤直接液化工艺也存在一些工艺方面的挑战。

首先，煤中的污染往往会破
坏催化剂的活性，降低活性剂的利用率。

其次，煤的液化过程中需要占用高电压的设备设施，增加设备投资成本。

综上所述，煤直接液化工艺对于资源利用和环境保护仍有巨大潜力，在研究和技术改进方面仍需要充分发挥。

煤直接液化综述摘要：本文总结了煤直接液化原理。

通过实验研究，在煤油浆体制备和加氢液化反应效果上有重大突破，并提出了新的观点和看法。

在浆体制备上，选用元宝山煤和煤焦油馏分油为溶剂，制备出具有良好流动性和稳定性的煤浆，降低了生产设备因沉积，堵塞而产生的维修费用，延长了生产周期；在加氢液化方面，选用高效的催化剂，使总转化率，出油率显著提高，残渣明显减少，增加了产量，降低了残渣处理量，由于反应时间的需求小，使得生产装置空速高，生产效率大大提高。

关键字：煤直接液化；流动性；稳定性；催化剂；煤直接液化的原理煤炭直接加氢液化一般是在较高温度(>400℃)，高压(17MPa)，氢气(或CO+H2，CO+H2O)、催化剂和溶剂作用下，将煤加氢，直接转化为液体油的加工过程。

煤和石油主要都是由C、H、O等元素组成，不同的是：煤的氢含量和H／C原子比比石油低，氧含量比石油高；煤的分子量大，一般大于5000。

而石油约为200，汽油约为110；煤的化学结构复杂，一般认为煤有机质是具有不规则构造的空间聚合体，它的基本结构单元是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、氨、硫)、碱金属和微量元素。

根据其组成结构，可将煤在液化反应中的转化过程如图表示：注：上述反应历程中C1表示煤有机质的主体，C2表示存在于煤中的低分子化合物，C3表示惰性成分。

二、制浆阶段各种要求2.1煤种的选择国内外大量的煤直接液化实践证明，由于煤的结构极其复杂，煤中有机质不是以一定的分子形式存在，而是以多样复杂的高分子化合物的混合形式存在，所以，不能客观的确定其化学结构。

煤种不同，即煤的体相、表面形貌、内水含量、矿物质种类和含量等不同，直接液化难易程度也有很大差别。

其中煤的分子结构、组成、岩相组分含量及煤灰成分等对煤直接液化均有很大影响。

名词解释煤的直接液化煤的直接液化是一种将煤转化为液体燃料的技术过程。

通过在高温和高压下，将固态煤转化为液体燃料，可以有效提高煤的能源利用率和减少对环境的污染。

随着全球能源需求的不断增长和化石能源资源的日益稀缺，煤的直接液化技术受到了广泛的关注。

这项技术被认为是一种可行的替代能源发展方向，因为煤作为世界上最丰富的化石能源之一，具有丰富的储量和广泛的分布。

煤的直接液化技术主要有两个步骤：煤的气化和液化。

首先，在高温和缺氧条件下进行煤的气化，将固态煤转化为气体，主要产生一氧化碳(CO)和氢气(H2)等气体。

然后，在催化剂的作用下，将气态产物加氢反应，转化为液体燃料。

煤的直接液化技术的优势之一是可以有效降低煤的硫、氮等有害元素的含量。

在气化过程中，硫和氮等元素主要以气体的形式从煤中释放出来，而在液化过程中，通过催化剂的作用，这些有害元素可以被氢气还原，并形成硫化氢和氨等易于分离和处理的物质。

因此，煤的直接液化技术能够减少燃煤产生的大气污染和酸雨等环境问题。

此外，煤的直接液化技术还可以提高煤的能源利用效率。

相比于传统的燃煤发电和重油加工等过程，煤的直接液化技术可以将固态煤转化为液体燃料，包括柴油、液化石油气等。

这些燃料不仅具有更高的能源密度，而且燃烧效率也更高，能够充分释放煤的能量潜力。

因此，煤的直接液化技术在能源转型和能源结构调整方面具有重要意义。

然而，煤的直接液化技术也存在一些挑战和问题。

首先，该技术需要高温和高压等特殊的工艺条件，设备成本较高。

其次，液化过程中会产生大量的副产物，如焦化油、渣油等，对环境造成一定的负面影响。

此外，液化过程中所需的氢气等原料也会增加能源消耗和碳排放。

因此，如何有效处理这些副产物和减少能源消耗，是煤的直接液化技术亟待解决的问题。

总的来说，煤的直接液化技术具有可行性和重要性，可以有效提高煤的能源利用率和减少环境污染。

尽管存在一些挑战和问题，但通过技术创新和工艺改进，可以进一步提升该技术的经济性和环境友好性。