煤炭直接加氢液化解读

煤直接液化和煤间接液化综述摘要：煤的直接液化和间接液化技术经过长期发展，已形成了各自的工艺特征和典型工艺。

我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”，以煤制油已成为我国能源战略的一个重要趋势。

经过长期不断努力，我国初步形成了“煤制油”产业化的雏形，在未来将迎来更多机遇和挑战。

关键字：煤直接液化煤间接液化发展历程现状前景1.煤直接液化煤直接液化又称煤加氢液化, 是将固体煤制成煤浆, 在高温高压下, 通过催化加氢裂化, 同时包括热解、溶剂萃取、非催化液化, 将煤降解和加氢从而转化为液体烃类, 进而通过稳定加氢及加氢提质等过程, 脱除煤中氮、氧、硫等杂原子并提高油品质量的技术。

煤直接液化过程包括煤浆制备、反应、分离和加氢提质等单元。

煤的杂质含量越低, 氢含量越高, 越适合于直接液化。

1.1发展历程煤直接液化技术始于二十世纪初, 1913年德国科学家Bergius首先研究了煤高压加氢, 并获得了世界上第一个煤液化专利, 在此基础上开发了著名的I G Farben工艺。

该工艺反应条件较为苛刻, 反应温度为470℃, 反应压力为70MPa。

1927年德国在Leuna建立了世界上第一个规模为0.1Mt/a的煤直接液化厂, 到第二次世界大战结束时,德国的18个煤直接液化工厂总油品生产能力已达约4.23Mt/a , 其汽油产量占当时德国汽油消耗量的50%。

第二次世界大战前后, 英国、美国、日本、法国、意大利、苏联等国也相继进行了煤直接液化技术的研究。

以后由于廉价石油的大量发现, 从煤生产燃料油变得无利可图, 煤直接液化工厂停工, 煤直接液化技术的研究处于停顿状态。

20世纪70年代,石油危机发生后, 各发达国家投人大量人力物力进行煤直接液化技术的研发, 相继开发出多种煤直接液化工艺, 但由于从20世纪80年代后期起原油价格在高位维持的时间不长,从煤生产燃料油获利的可能性较低, 这些工艺都没有实现工业化。

1.2煤直接液化技术的工艺特征典型的煤直接加氢液化工艺包括: ①氢气制备;②煤糊相(油煤浆)制备; ③加氢液化反应;④油品加工等“先并后串”四个步骤。

煤直接液化机理与动力学汇报人：日期:•煤直接液化的基本概念•煤直接液化的机理•煤直接液化的动力学模型目录•煤直接液化的工艺流程与技术•煤直接液化的经济性与环境影响•煤直接液化的研究展望01煤直接液化的基本概念煤直接液化的定义煤直接液化是指将煤在氢气和催化剂的作用下，通过加氢裂化转化为液体燃料的过程。

该过程模拟了天然石油的形成过程，将固态的煤转化为液态的烃类物质。

煤直接液化的历史与发展煤直接液化的研究始于20世纪初，经历了实验室研究、中试和工业化试验等阶段。

随着技术的不断进步和环保要求的提高，煤直接液化技术逐渐成为研究的热点。

目前，我国已经建成了多套煤直接液化装置，并实现了商业化运行，为煤炭资源的清洁利用提供了新的途径。

煤直接液化能够将煤炭资源转化为清洁的液体燃料，降低对石油资源的依赖。

通过煤直接液化，可以生产出与石油产品相媲美的燃料和化工原料，满足市场需求。

煤直接液化有助于实现煤炭资源的清洁利用，减少环境污染，符合可持续发展的要求。

煤直接液化的重要性02煤直接液化的机理煤的化学结构包括芳香环、脂肪链和含氧官能团等，这些结构决定了煤的性质和反应活性。

不同煤阶的煤具有不同的化学结构和性质，对直接液化的反应性和产物特性产生影响。

煤是一种复杂的有机无机混合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。

煤的化学结构与性质煤在高温高压条件下与氢气发生反应，通过加氢催化作用将煤中的碳氢化合物转化成液态烃类物质。

液化过程中会发生一系列的化学反应，包括加氢、加氧、脱氢、脱氧等反应类型。

反应过程中需要控制温度、压力和氢气浓度等工艺条件，以实现高效、低耗的液化过程。

液化过程中的化学反应液化产物主要包括液体烃类、气体烃类和少量未转化的残煤等。

液化产物的性质和结构取决于煤的化学结构、反应条件和催化剂等因素。

液化产物中的液体烃类物质可以作为燃料油、润滑油和化学品等使用，具有较高的经济价值。

液化产物的性质与结构03煤直接液化的动力学模型描述化学反应快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或产物浓度的增加来表示。

煤炭液化技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII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，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。

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：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。

煤直接液化的原理煤是一种非常重要的能源资源，但是其利用却面临着众多的问题，比如环保问题、安全问题等等，因此寻求一种更加高效、安全、环保的煤利用方式就成为了科研人员们努力追求的目标。

而煤直接液化技术就是其中的一种，其原理主要在于将煤中的含碳化合物通过一系列的反应转化成为液态燃料。

接下来，我们将从化学反应原理、反应过程和技术优势等多个方面，来详细阐述煤直接液化的原理。

一、化学反应原理煤直接液化的反应原理主要是在高温、高压、清氢气体的存在下，通过一系列的氢解、缩合、重排、酸碱催化等化学反应，将煤中的含碳化合物转化成为液态燃料。

其中，氢解反应主要是将煤中的大分子结构化合物，如芳香烃和萜烯等分解成为较小的分子。

缩合反应则将分解后的小分子进行加和生成大分子结构的化合物。

重排反应是将某些分子重排生成其他分子。

酸碱催化则能够加速这些反应的进行，提高反应产率。

通过这样的反应机理链式反应，一系列复杂的物质转化过程最终形成了液态燃料。

二、反应过程煤直接液化的反应过程也是非常复杂的，我们可以从以下几个方面来了解其反应机理。

首先是煤的预处理，需要利用一些化学和物理方法提高煤的反应性，增加煤的溶解度和可液化程度；其次是煤的低温热解，通过加热、残炭和气体析出等过程得到反应前体原料氢气，为后续高温反应提供所需氢源；最后是高温下的反应，主要反应环节包括聚合反应、缩合反应、重排反应等，其中还需要添加催化剂、表面活性剂、沉淀剂等辅助材料，以提高反应率和产品纯度。

三、技术优势相比其他煤气化技术，煤直接液化技术具有以下技术优势。

首先是化验条件温和，需要的反应温度不高，可以保证产物的品质和产率；其次是产物品质高，液化产物中不仅含有燃料成分，而且还含有化工原料成分，可以满足不同领域的需求；最后还可以与其他技术相互补充，如煤间接液化、煤气化、竞价等，可以形成一整套的煤转化技术链，提高能源产业可持续发展能力。

总之，煤直接液化技术的原理虽然看上去十分复杂，但却是一项十分有前途的技术，它不仅可以解决煤利用所面临的环保问题，而且还可以提高能源产业的生产效益。

煤加氢的原理煤加氢是一种利用氢气使煤分子发生结构变化，转化为液体燃料的过程。

该过程是一种重要的煤转化技术，被广泛应用于煤化工、石油化工和新能源领域。

煤是一种含碳高、含杂原子低的燃料，其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等。

在煤加氢过程中，通过在高温高压条件下，将煤与氢气反应，可以使煤分子结构发生改变，形成燃料或化工原料。

煤加氢的反应过程可以分为三个主要步骤：煤的液化、液化烃的生成和气体的生成。

首先是煤的液化过程。

在高温高压条件下，煤分子中的键能被破坏，煤的结构发生改变。

煤中的芳香环被打开，碳与氢原子结合形成饱和链烷烃，同时杂原子如氧、硫、氮也发生改变。

在液化过程中，产物液的主要成分是液化烃。

接下来是液化烃的生成过程。

液化烃是指在煤液化过程中产生的烃类化合物，包括饱和烃、不饱和烃和芳香烃等。

这些烃类化合物可以作为液体燃料或化工原料使用。

在液化烃生成过程中，一些具有催化性能的物质（如铁、镍等金属）被引入反应体系中，以加速反应速度和提高产率。

最后是气体的生成过程。

在煤加氢过程中，除了液化烃外，还会产生一部分气体。

主要的气体产物包括甲烷、乙烷、乙烯等。

这些气体可以作为燃料、制冷剂或化工原料使用。

煤加氢的原理在于通过引入氢气并改变煤的结构，使其转化为液体燃料或化工原料。

这种转化过程可以发挥煤炭资源的高效利用，减少对传统石油资源的依赖，同时还可以减少大气污染物的排放。

煤加氢技术的应用非常广泛，可以用于生产液体燃料、化工原料、润滑剂等。

其中，煤直接液化(DCL)是煤加氢的一种重要方法，广泛应用于煤化工领域。

煤间接液化(ICL)是另一种常用的煤加氢技术，其通过将煤转化为合成气，再经过催化反应生成液体燃料。

煤加氢技术的优势在于可以将煤这种传统能源转化为液体燃料，提高能源利用效率。

煤加氢还可以减少石油资源的依赖，降低石油价格的波动对经济的影响。

此外，煤加氢过程还可以减少大气污染物的排放，对环境有较好的影响。

然而，煤加氢也存在一些技术挑战。

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。

浅析煤直接液化加氢反应影响因素内蒙古鄂尔多斯017209摘要：随着科学技术的发展，煤直接液化工艺技术也在不断的进步。

煤直接液化过程是十分复杂的化学反应，影响煤加氢液化的因素很多。

本文对影响液化反应的工艺条件包括煤浆浓度、循环供氢溶剂、温度、压力、停留时间、气液比、催化剂添加量等因素进行了分析，明晰了这些因素对于煤直接液化反应的正反两方面的影响，探索煤液化最佳工艺条件，提高煤直接液化项目经济性。

关键词：煤直接液化煤液化反应原理影响因素工艺条件前言：随着世界经济的发展，石油供需矛盾将会日益加剧，未来石油和天然气的最佳替代品还是煤炭，煤炭的清洁转化和高效利用，将是未来世界能源结构调整和保证经济高速发展对能源需求的必由之路。

煤炭的液化过程可以脱除煤中硫、氮等污染大气的元素及灰分，获得的液体产品是优质洁净的液体燃料和化学品，因此煤炭液化将是我国洁净煤技术和煤代油战略的重要、有效和可行的途径之一。

神华鄂尔多斯煤制油作为国内首套煤直接液化制油工业化项目，为了达到最佳效益运行，公司自开工以来，不断总结调整工艺参数等反应条件提高油收率，探索装置最佳运行工况条件。

煤直接液化工艺条件各因素对直接液化反应及液化装置的商业化运行经济性均有正反两方面的影响，必须通过大量试验和经济性的反复比较来确定合适的工艺条件，本文就工艺条件煤浆浓度、循环供氢溶剂、温度、压力、停留时间、气液比、催化剂添加量等因素进行分析。

一、煤直接液化反应的原理以及相应的工艺流程1、煤直接液化的反应机理将煤炭处于高温、高压以及氢气的环境下，通过催化剂的反应的催化作用，会发生煤炭和氢气之间的反应，然后对反应后的产品进行液化蒸馏将其分成轻重两个部分。

煤加氢液化过程中，氢不能直接与煤分子反应使煤裂解，而是煤分子本身受热分解生成不稳定的自由基裂解“碎片”。

此时，若有足够的氢，自由基就能得到饱和而稳定下来，若氢不够，则自由基之间相互结合转变为不溶性的焦。

所以，在煤的初级液化阶段，煤有机质热解和供氢是两个十分重要的反应。

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。

1：直接加氢液化中供给自由基的氢源主要有哪几部分？从实验可知，若有足够高的氢压，在弱供氢溶剂中也能得到很高的转化率。

反应初期即使有氢气存在，溶剂中供氢体的浓度也要减小。

煤液化时，煤分子发生热裂解，生成自由基，自由基与氢气反应需要很高的活化能，因为氢键的强度很大，而良好的供氢溶剂如四氢萘的C-H键的强度相当低。

所以煤液化反应所需的氢很大部分是从溶剂传至煤分子的。

还可知，实验中释放出氢的四氢萘转化为萘：由此可知，当溶剂中四氢萘的含量40%，有足够的供氢体时，无需来自氢气中的氢；当溶剂中没有供氢体时，则氢来自氢气和煤本身；当溶剂中有一定的供氢体而又不充分时，则氢耗量来自三个方面。

供氢溶剂是能够提供活性氢的溶剂。

它的作用在于进入煤粒内部并为煤体内部热裂解产生的自由基提供氢源.因此，煤液化时所需的氢来自三个方面：氢气、供氢溶剂和煤本身的富氢部分，这三方面的氢所占的比例视情况而定。

2煤直接液化的功能。

将煤的大分子结构分解成小分子；提高煤的H/C原子比，以达到石油的H/C原子比水平；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；脱除煤中无机矿物质。

3 供给煤热解自由基碎片的氢源主要来自几个方面，提高供氢能力的主要措施。

供给自由基的氢源主要来自以下几方面：a:溶解于溶剂油中的氢在催化剂作用下变为活性氢；b:溶剂油可供给的或传递的氢;c:煤本身可供应的氢（煤分子内部重排、部分结构裂解或缩聚放出的氢）；d:化学反应生成的氢。

它们之间的相对比随液化条件的不同而不同。

提高供氢能力的主要措施有：增加溶剂的供氢性能；提高液化系统氢气压力；使用高活性催化剂；在气相中保持一定的硫化氢浓度等。

4 煤炭液化的定义及实质?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。