煤化工概念
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煤化工简介1. 煤化工的定义煤化工,简称为煤化学工程,是利用煤作为原料进行加工转化的一种化学工程领域。
煤化工是煤炭资源综合利用的重要部分,利用煤来生产煤焦油、煤气、煤焦等煤化工产品,被广泛应用于石化、冶金、化肥、医药等行业。
2. 煤化工的发展历程煤化工的发展可以追溯到18世纪末的工业革命时期,当时英国的煤炭资源充沛,但燃煤带来的环境问题日益凸显。
于是人们开始探索将煤炭转化为煤焦油等有价值化学品的方法。
随着科学技术的进步,煤化工工艺逐渐成熟,应用领域也不断扩大。
20世纪70年代以来,中国的煤化工工业得到了迅猛发展。
中国的煤炭资源丰富,煤化工工业的发展不仅可以提高煤炭资源的综合利用率,还能减少对石油等化石能源的依赖。
3. 煤化工的主要产品3.1 煤焦油煤焦油是煤化工的主要产品之一,它是在焦炉中通过干馏煤炭获得的,具有较高的经济和应用价值。
煤焦油可用于生产染料、农药、涂料、橡胶、塑料等多种化工产品,也可以作为燃料使用。
3.2 煤气煤气是煤焦油干馏的副产物,主要由一氧化碳、氢气和少量的甲烷等组成。
煤气可以用作燃料,也可以经过净化处理后用于合成甲醇、乙烯等化工产品。
3.3 煤焦煤焦是在焦炉中将煤炭加热脱除挥发分后得到的固体产物。
煤焦具有较高的热值和机械强度,广泛用于冶金、化肥、铝电解等工业领域。
3.4 其他产品除了煤焦油、煤气和煤焦外,煤化工还可以生产其他化工产品,如苯酚、酚醛树脂、煤脱硫剂等。
这些产品在冶金、化肥、医药等行业有着广泛的应用。
4. 煤化工的发展前景随着能源结构的调整和环境保护意识的增强,煤化工作为煤炭资源的高效利用方式,具有重要的发展前景。
首先,煤化工可以减少对石油等有限资源的依赖,提高能源供给的可持续性。
其次,煤化工产品的应用领域广泛,可以满足不同行业的需求,推动工业的发展。
最后,煤焦油等产品在低碳环保领域有着巨大的潜力,可以替代某些传统的化工产品,减少二氧化碳等温室气体的排放。
5. 煤化工的挑战与问题尽管煤化工具有广阔的发展前景,但也存在一些挑战与问题。
1煤化工问题的焦点:资源,能源,环保,投资。
标米:为标准立方米,是气体折合到一个大气压下0度时的体积。
2煤化工是以煤为原料经过化学加工,实现煤的转化并进行综合利用的工业。
3煤化工包括炼焦工业,煤炭气化工业,煤炭液化工业,煤质化学品工业以及其他煤的加工制品工业。
4甲醇,二甲醚产业是国内发展规模最大的煤化工产业。
传统的煤化工技术:焦化,干馏。
新型的煤化工技术气化,液化。
催化剂和分离技术是传统和新型的区别。
5新型煤化工的特点:1 清洁能源是新型煤化工的主要产品2 煤炭能源化工一体化3 高新技术及优化集成4 环境污染得到有效的治理 5 碳一化学充分发展6煤化工发展方向1 气化压力向高压发展2 气化炉能力向大型化3 气化温度向高温发展4 技术不断进步5 现代煤气化技术与其他先进技术联合应用6 环保效果好7煤炭气化是煤或煤焦与气化剂在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机质转变为煤气的过程。
煤气是指气化剂通过炽热的固体燃料层,所含的游离氧或结合氧将燃料中的碳转变为可燃气体。
8 煤气的有效成分为一氧化碳,氢气,甲烷。
9 气化剂水蒸气,氢气,空气,氧气,二氧化碳10煤炭气化的工艺分类:按煤气的热值分类,低热值煤气热值低于8374,中热值煤气煤气热值16747-33494,高热值煤气热值高于33494.按供热方式分类,外热式,内热式,加氢气化。
按固体燃料的运动方式分类,移动床气化法(固定床),流化床(沸腾床),气流床,熔融床气化法。
按气体介质分类,空气煤气,水煤气,半水煤气,混合煤气。
、11 煤炭气化的评价指标:气化强度:即单位时间,单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或产生的煤气量。
单炉生产能力:单位时间内一台炉子能生产的煤气量。
气化效率:煤气热值和所使用的燃料热值之比。
热效率,水蒸气的消耗量和水蒸气的分解率。
一、煤化工的基本概念1. 煤化工:利用煤炭作为原料,通过化学加工方法,生产出各种化工产品的一种工业过程。
2. 煤化工的特点:原料丰富、成本低廉、应用广泛。
二、煤化工的分类1. 煤炭直接转化:包括煤炭气化、液化、干馏等。
2. 煤炭间接转化:包括煤炭与水蒸气反应生成合成气、合成气转化为甲醇、合成氨等。
三、煤炭气化1. 气化反应原理:煤炭与水蒸气在高温、高压下反应生成一氧化碳和氢气。
2. 气化方法:固定床气化、流化床气化、移动床气化等。
3. 气化产品:合成气、焦炭、煤焦油等。
四、煤炭液化1. 液化反应原理:在催化剂的作用下,将煤炭转化为液态烃类物质。
2. 液化方法:直接液化、间接液化等。
3. 液化产品:汽油、柴油、煤油等。
五、合成气制备1. 合成气原料:煤炭、天然气、生物质等。
2. 合成气制备方法:部分氧化、整体氧化、水蒸气变换等。
3. 合成气用途:合成甲醇、合成氨、合成汽油等。
六、合成甲醇1. 甲醇合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成甲醇。
2. 甲醇合成工艺:固定床合成、流化床合成等。
3. 甲醇用途:燃料、化工原料、医药等。
七、合成氨1. 氨合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成氨。
2. 氨合成工艺:合成氨装置、合成氨催化剂等。
3. 氨用途:化肥、合成氨水溶液、硝酸等。
八、煤化工的环保与安全1. 环保:减少污染物排放、提高资源利用率、降低能源消耗等。
2. 安全:加强安全管理、防止事故发生、提高应急处理能力等。
九、煤化工发展趋势1. 提高煤炭资源利用率,降低能源消耗。
2. 发展清洁煤化工技术,减少污染物排放。
3. 推广新型煤化工工艺,提高产业竞争力。
通过以上总结,可以看出煤化工考试的重点主要集中在煤炭的转化、合成气制备、合成产品、环保与安全以及发展趋势等方面。
考生在复习时应重点关注这些内容,并结合实际案例进行分析,提高自己的解题能力。
祝广大考生在煤化工考试中取得优异成绩!。
通俗易懂讲解煤化工煤化工是利用煤炭作为原料,通过一系列化学和物理过程转化为化工产品的行业。
煤炭是一种重要的化石能源,而煤化工则是将煤炭转化为更高附加值的产品,实现能源的利用和化学品的生产。
煤化工的主要过程包括煤气化、煤炭液化和煤炭气化。
煤气化是将煤炭在高温和压力下与氧气或水蒸气反应,生成合成气体的过程。
合成气体主要由一氧化碳和氢气组成,可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。
煤炭液化是将煤炭在溶剂或催化剂的作用下,在高温和高压条件下转化为液体燃料的过程。
液化煤主要用于生产燃料油和化工原料。
煤炭气化是将煤炭在高温和高压下与水蒸气反应,生成合成气体的过程。
合成气体可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。
煤化工的产品广泛应用于能源、化工、医药、农药、染料等行业。
其中,煤制油和煤制天然气是煤化工的重要应用领域。
煤制油是将合成气体通过催化剂转化为液体燃料的过程,可以生产出汽油、柴油和航空煤油等燃料。
煤制天然气是将合成气体通过一系列物理和化学处理,去除杂质和硫化物,得到高纯度的天然气。
煤制天然气可以替代传统天然气,用于供暖、发电和工业用途。
煤化工还可以生产出一系列化工原料和化学品。
比如,通过合成气体可以生产甲醇、乙醇、丙醇等醇类化合物,用于制造溶剂、塑料和涂料等化学品。
通过液化煤可以生产苯、甲苯、二甲苯等芳香烃化合物,用于制造染料、合成纤维和橡胶等化学品。
煤化工在能源转化和化学品生产方面具有重要意义。
通过煤化工技术,可以充分利用煤炭这一丰富的资源,实现能源的高效利用和化学品的多样化生产。
与此同时,煤化工也可以减少对传统石油和天然气资源的依赖,提高能源安全和化工原料的供应稳定性。
此外,煤化工还可以减少煤炭的排放和污染,实现煤炭清洁利用和环境保护的双重目标。
煤化工是将煤炭转化为化工产品的重要技术领域。
通过煤气化、煤炭液化和煤炭气化等过程,可以生产出合成气体、液体燃料和化学品等产品。
现代煤化工知识点总结煤化工是利用煤炭资源进行化学加工,生产燃料、化工产品和材料等的一种工业。
随着化工技术的发展和煤炭资源的丰富,煤化工技术在全球范围内得到了广泛应用。
现代煤化工已经取得了一系列重要的成就,为社会经济发展做出了重要贡献。
在这篇文章中,我们将对现代煤化工的一些重要知识点进行总结和分析。
一、煤化工的基本概念和工艺流程1. 煤化工的基本概念煤化工是利用煤炭资源进行化学加工的一种工业。
它主要包括煤气化、煤制油、煤制天然气、煤液化等技术。
通过煤化工技术,可以有效地利用煤炭资源,生产出各种化工产品,如甲醇、乙烯、丙烯、苯、合成氨等。
煤化工技术对于提高能源利用率、降低能源消耗、减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
2. 煤气化工艺流程煤气化是煤化工的重要工艺之一,它是通过在高温、高压的条件下,将煤炭转化为一氧化碳和氢气的混合气体。
煤气化工艺可以分为干煤气化和湿煤气化两种类型。
在干煤气化过程中,煤炭通过加热和氧化反应,生成一氧化碳和氢气。
湿煤气化是在干燥的煤炭中混入水蒸气,通过煤与气化剂(空气、氧气或蒸汽)在高温条件下反应,成为颗粒状含可燃气体的气化气冶炼,这是煤气化的一种。
3. 煤制油工艺流程煤制油是通过加热和催化反应,将煤炭转化为液体燃料的工艺。
煤制油工艺主要包括煤直接液化(IDL)、煤间接液化(IDL)和煤基乙醇三种。
其中,煤直接液化是通过在高温、高压的条件下,将煤炭转化为石油产品。
煤间接液化是先将煤炭转化为合成气,然后再通过费雪-特罗普什法或贝尔法等加氢技术将合成气转化为液体燃料。
煤基乙醇是通过将煤制的气体转化为乙醇。
4. 煤制天然气工艺流程煤制天然气是通过在高温高压条件下,将煤炭转化为天然气的工艺。
煤制天然气工艺过程中主要包括煤气化、变换、净化和液化等步骤。
在煤制天然气工艺中,煤气化是将煤转化为一氧化碳和氢气的混合气体,在变换反应中,将一氧化碳和氢气转化为甲烷和其他烃类。
在净化阶段,通过物理吸附和化学吸附将废气中的杂质和有害物质去除。
对煤化工的认识
煤化工是指利用煤炭作为原料进行化学加工和转化的过程。
煤炭是一种重要的化石能源,而煤化工则是将煤炭转化为各种有用的化学产品的过程。
煤化工产业在国民经济中具有重要地位,不仅可以提高煤炭资源的综合利用率,还可以为国家经济的发展做出贡献。
煤化工的发展历史悠久,早在19世纪就已经开始。
煤化工的主要产品包括煤焦油、苯、酚、苯酚、甲醇、乙烯等。
这些产品广泛应用于化工、医药、农药、合成纤维、涂料、塑料等行业,对国民经济的发展起着至关重要的作用。
煤化工的优势在于煤炭资源丰富,成本低廉。
与石油和天然气相比,煤炭资源更加广泛,而且价格相对较低。
因此,煤化工可以有效地解决我国在能源资源方面的短缺问题,推动能源结构的多元化发展。
然而,煤化工也面临着一些困难和挑战。
首先,煤化工生产过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成污染。
其次,煤化工技术相对成熟,但仍存在一些瓶颈和难题,需要进一步的技术创新和突破。
此外,煤化工产业链条较长,涉及到多个环节,管理和协调难度较大。
为了促进煤化工产业的健康发展,政府应该加大对煤化工技术创新的支持力度,推动煤化工产业向更加清洁、高效、环保的方向发展。
同时,企业也应该加强自身的技术研发能力,提高生产效率,降低
能耗,实现可持续发展。
总的来说,煤化工作为我国重要的战略性新兴产业,具有巨大的发展潜力和市场前景。
在政府、企业和社会各界的共同努力下,煤化工产业一定能够迎来更加美好的明天。
希望未来煤化工产业能够在技术创新、环保治理、产业升级等方面取得更大的突破和进步,为我国经济社会的可持续发展做出更大的贡献。
煤化工及主要产品介绍什么是煤化工?煤化工是利用煤作为原料进行化学反应,并生产出各种化学产品的过程。
煤作为一种丰富的化石燃料,可以通过加工转化成多种有价值的化学产品。
煤化工广泛应用于能源、化学工业、材料科学等领域,为社会经济发展做出了重要贡献。
煤化工的主要产品煤炭气化产物煤炭气化是将煤在高温下与氧气和水蒸气反应产生合成气(一氧化碳和氢气)的过程。
合成气是煤化工的重要中间产品,可以用于合成化学品、燃料和能源生产。
根据不同的气化技术和煤种,合成气的组成和比例可能有所不同。
煤焦化产物煤焦化是将煤在高温下进行脱挥发的过程,产生焦炭、煤焦油和煤气。
焦炭是一种含碳高达90%以上的固体燃料,广泛用于冶金、化工、制造业等领域。
煤焦油是一种黑色油状物质,可用于制造沥青、涂料、油墨等产品。
煤气则可以用于供热或作为燃料使用。
煤基液体燃料煤基液体燃料是通过煤转化工艺将煤转化为液体燃料。
煤基液体燃料主要包括煤油、煤制柴油和煤制润滑油等。
这些液体燃料在化学性质和燃烧性能上与石油产品相似,可以用于代替石油燃料,减少对石油的依赖。
煤基化学品煤基化学品是利用煤或煤炭气化产物作为原料生产的化学品。
煤基化学品广泛应用于合成树脂、橡胶、染料、涂料、肥料等领域。
煤基化学品在石油基化学品之外提供了另一种可持续发展的化学品来源,并且可以降低对石油的依赖。
煤基新材料煤基新材料是利用煤资源生产的新型材料。
煤基新材料主要包括煤基活性炭、煤基石墨等。
煤基活性炭是一种具有高孔隙度和吸附性能的材料,可用于水处理、空气净化、脱硫等领域。
煤基石墨是一种高纯度的石墨材料,具有良好的导电性和导热性能,可用于制造电池、导电材料等。
结束语煤化工是一项重要的产业,在能源和化学品供应方面发挥着关键作用。
通过煤化工技术,煤资源可以得到有效利用,并转化为各种有价值的产品。
煤化工产品包括煤炭气化产物、煤焦化产物、煤基液体燃料、煤基化学品以及煤基新材料等,广泛应用于能源、化学工业、材料科学等领域。
对煤化工的认识煤化工是指利用煤炭作为原料进行化学加工生产的一种工业领域。
煤炭作为一种重要的能源资源,除了可以直接燃烧供能外,还可以通过化学加工转化为各种有机化学品和燃料等产品。
煤化工产业的发展不仅可以提高煤炭资源的综合利用率,还可以为国民经济的发展做出积极贡献。
在煤化工的生产过程中,主要包括煤气化、煤制油、合成氨、煤制甲醇等工艺。
其中,煤气化是将煤炭在高温、高压条件下转化为合成气的过程,合成气是一种重要的化工原料,可用于合成甲醇、合成氨等化工产品。
煤制油是将煤炭经过一系列化学反应转化为液体燃料的过程,可以生产汽油、柴油等燃料产品。
合成氨是利用合成气通过催化反应制备氨的过程,氨是化肥、农药等农业生产的重要原料。
煤制甲醇是将合成气经过一系列反应转化为甲醇的过程,甲醇是重要的化工原料,可用于制备乙烯、乙二醇等产品。
煤化工的发展不仅可以提高煤炭资源的综合利用率,还可以促进区域经济的发展。
煤炭资源广泛分布在我国各个地区,发展煤化工可以促进当地经济的发展,增加就业机会,提高居民收入。
同时,煤化工产品也可以替代部分石油化工产品,减少对进口原油的依赖,提高国家的能源安全。
然而,煤化工也面临一些挑战和问题。
首先,煤化工生产过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物,对环境造成污染。
其次,煤化工产品的生产成本较高,竞争力不足。
再者,煤炭资源的开采和利用会带来安全隐患和环境问题。
因此,在发展煤化工的过程中,需要加强环境保护,提高生产技术水平,加大科研投入,推动煤化工产业的可持续发展。
总的来说,煤化工是一种重要的工业领域,对促进资源综合利用、推动经济发展、提高能源安全具有重要意义。
在未来的发展中,需要克服各种挑战,不断提高技术水平,推动煤化工产业的健康发展,为国家经济的繁荣和社会的可持续发展做出贡献。
希望未来的煤化工产业能够在环保、安全、高效的基础上不断创新,为人类社会的发展进步贡献力量。
煤化工行业市场分析一,煤化工的概念煤化工是以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。
在我国,煤化工行业主要分为两类:1,传统煤化工:包括煤制甲醇,电石,焦化,煤制化肥等2,现代煤化工:主要包括煤制油,煤制烯烃,煤制天然气煤化工的产业结构:二,宏观环境和自然条件分析1,政策环境2005年国务院颁布了《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,其中对于洁净能源部分,要求推动洁净煤技术和产业化发展,积极开展液化、气化等用煤的资源评价,稳步实施煤炭液化、气化工程。
在2009年工信部在“抑制部分行业产能过剩引导产业健康发展的情况”发布会上表示,近几年将停止审批新建或单纯扩大产能的焦炭、电石、甲醇等传统煤化工项目,稳步开展现代煤化工示范工程建设和投产验收评价工作,近几年原则上不再安排新的试点项目。
2009年5月,国务院办公厅下发《石化产业调整和振兴规划细则》,明确要求要稳步开展煤化工示范。
针对煤化工产业的发展,要求积极引导煤化工行业健康发展。
今后重点抓炭高效清洁转化和石化原料多元化发展的新途径。
2011年3月份国家发改委公布《关于规范煤化工产业有序发展的通知》,按照产业政策,政府鼓励发展煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇五类新型煤化工项目。
但在新的核准目录出台之前,将禁止年产50万吨及以下煤经甲醇制烯烃项目,年产100万吨及以下煤制甲醇项目,年产100万吨及以下煤制二甲醚项目,年产100万吨及以下煤制油项目,年产20亿立方米及以下煤制天然气项目,年产20万吨及以下煤制乙二醇项目。
十二五规划中明确提出推进能源多元清洁发展,有序开展煤制天然气、煤制液体燃料和煤基多联产研发示范,稳步推进产业化发展。
尽管主管部门在逐渐收紧和规范煤化工项目,但主要的煤炭资源区和大型能源企业都已经制定了未来5-10年的煤化工发展和投资规划。
1 煤化工概念煤化工是以煤为原料,经过化学加工,使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品,并生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工,煤的焦化、气化、液化,煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等等。
根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化4条主要生产链。
其中,煤焦化、煤电石、煤气化中的合成氨等属于传统煤化工,而煤气化制醇醚燃料,煤液化、煤气化制烯烃等则属于现代新型煤化工领域。
2 煤化工技术2.1 煤焦化将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也称做煤的干馏。
煤焦化产品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、焦炉气(氢气,甲烷、乙烯、一氧化碳等)精氨水等。
这些产品已广泛应用于化工、医药、染料、农药和炭素等行业。
有些甚至是石油化学工业无法替代的,如吡啶喹啉类化合物和许多稠环化合物等。
2.2 煤气化煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。
用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。
它们与煤中的碳发生非均相反应。
此外,煤热分解出的气态产物如CO2、H2O及烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。
依气化法、气化条件及煤的性质不同,气化气的组成也不同。
根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点,可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层,在干燥带和干馏带中,煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。
剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。
煤经过气化后得到的是粗煤气,再经过净化和加工后,可以得到各种化学品。
常用于煤气化的方式有:固定床常压气化气,鲁奇加压气化气、考伯斯—托茨气流床气化气(K—T)、德士古流床气化气(Texaco)、改良型温克勒流化床气化气等。
2.3 煤液化所谓煤液化,是将煤中有机质转化为流质产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品,包括直接液化技术和间接液化技术两部分,产品市场潜力巨大,工艺、工程技术集中度高,是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。
2.3.1 煤的直接液化煤的直接液化首先是德国科学家F.Bergius于1913年发明的。
其原理是煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的氢含量增加,最后转变为液体的过程。
1927年德国燃料公司Pier等人开发了硫化钨和硫化铜催化剂,将液化过程分为糊相加氢和气相加氢两阶段进行,解决了工程化问题,建成了世界第一座工业化规模生产的煤直接液化企业,并陆续建设了20套煤直接液化装置。
2.3.2 煤的间接液化煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所的F.Ficher和H.Tropsch 两个化学家于1923年首先提出的,所以又称为F.Ficher-H.Tropsch(简称为F-T)合成或者费托合成。
其原理是以煤为原料先经气化制合成气(CO+H2),再以合成气为原料,在催化剂的作用下合成(F-T合成)液态烃类产品。
受两次世界石油危机的影响,美国、德国、英国、日本和前苏联等国家重新重视煤炭直接液化的新技术开发工作,纷纷组织了一批科研开发机构及企业开展了大量的研究开发工作,相继开发了多种工艺,其中最具代表性的工艺有以下几种。
(1)溶剂精制煤工艺(SRC):是由美国煤炭研究局(OCR)于1962年与Spencev化学公司联合开发的煤直接加氢液化工艺,最初是为了洁净利用美国高硫煤而开发的一种生产以重质燃料油为目的的煤液化转化技术,不使用催化剂,反应条件比较温和,利用煤自身的黄铁矿将煤转化为低灰低硫的常温下为固体的SRC-1。
后来又改进工艺,采用增加残渍循环,减压蒸馏方法进行固液分离,获得常温下也是液体的重质燃料油,即SRC-Ⅱ。
(2)供氢溶剂法(EDS)。
是美国埃克森研究和工程公司于1966年首先开发使用供氢溶剂的煤液化工艺。
在液化反应组分中也不加催化剂,从而避免了煤中矿物质对催化剂的毒害作用,延长了高性能活性催化剂的使用寿命。
其与SRC法的区别是对循环溶剂单独进行催化加氢,从而提高了溶剂的供氧能力,液化油率提高,主要产品是轻质油和中质油。
(3)氢煤法(H-Coal):是由美国碳氢化合物公司(HRI)在氢油法(H-Oil)工艺基础上开发的与SRC法和EDS法完全不同的氢煤法(H-Coal)工艺,它采用高活性催化剂和沸腾床反应器,使得液化转化率和液体收率都有很大的提高,并且提高了液化粗油的品质,液化油中的杂原子含量也降低了。
(4))德国IGOR工艺:是由德国环保与原材料回收公司与德国矿冶技术检测有限公司(DMT)在德国老工艺的基础上开发的煤加氢液化与加氢精制一体化联合工艺,原料煤经该工艺过程液化后,可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料,从而改变了以往煤加氢液化制备合成油还需再单独进行加氢精制工艺处理的传统煤液化模式。
后来IGOR工艺又将煤糊相加氢和液化粗油加氢精制串联,既简化工艺,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。
(5)俄罗斯低压加氢液体工艺:是由前苏联国家科学院、国家可燃物研究所和图拉煤业公司共同开发的工艺,利用黄煤和煤焦油加氢液化的生产经验和丰富的褐煤煤资源,采用煤糊相加氢应用高活性铜系催化剂的工艺,从而降低了加氢反应压力,提高了油品收率。
(6)煤催化两段液化(CTSL)工艺:是由美国碳氢化合物公司HRI于1982年开发的煤液化工艺,其特点是:煤液化的第一阶段和第二阶段都装有高活性的加氢和加氢裂解催化剂,两段反应器既分开又紧密相连,可以单独控制各自的反应条件,使煤的液化始终处于最佳操作状态,该工艺的煤液化油收率较高,达到80%左右,成本却比一段煤液化工艺降低17%,从而使煤液化工艺技术性和经济性很好地结合起来,油品质量得到了明显的改善和提高。
(7)煤的HTI工艺:是在借鉴两段催化液化法和H-Coal法的基础上发展起来的,采用了近年来开发的悬浮床反应器和用少量的HTI拥有专利的铁基催化剂,其特点是反应条件比较温和,在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器,对液化油进行加氢精制;固液分离则采用临界溶剂萃取的方法,从液化残渣中最大限度回收重质油,因此大幅度提高了液化油收率。
(8)日本NEDOL煤液化工艺:是由日本新能源技术综合开发机构(NEDO)于上世纪80年代初开发的烟煤液化工艺,它吸收了美国EDS工艺与德国新工艺的技术经验,将制备煤浆用的循环溶剂进行预加氢处理,以提高溶剂的供氢能力。
液化反应后的固-液混合物则采用真空闪蒸方法进行分离,简化了工艺过程,易于放大生产规模,煤液化反应过程中使用了价格低廉的黄铁矿等铁基催化剂,也降低了煤液化成本。
同时也可使煤液化反应在较缓和的条件下进行,所产液化油的质量高于美国EDS工艺,操作压力低于德国煤液化新工艺。
(9)煤共处理工艺:它包括煤/油共处理和煤/废塑料共处理两种,煤/油共处理工艺是将原料煤与石油重油、油沙沥青或者石油渣油等重质油料一起进行加氢液化制油的工艺过程,这实际上是石油炼制工业中重油产品的深加工技术与煤直接液化技术的有机结合与发展;煤/废塑料共处理工艺则是将原料煤与废旧塑料和废旧橡胶等有机高分子废料一起进行加氧液化制油的工艺过程,煤共处理工艺的原理是基于重质油或者废旧塑料和橡胶中富氢组成,可以作为液化过程中的活性氢供体,并以此来稳定煤热解产生的自由基“碎片”,该工艺可明显降低氢溶剂和氢气的消耗量,不仅可以使煤和渣油或废旧塑料同时得到加工,还可以提高液化原料的转化率,液化油产率和液化油产品的质量。
因此,煤共处理工艺比煤单独加氢液化具有更大的发展前景。
(10)神华煤液化工艺:是由神华集团研制扑发的溶剂全加氢煤液化工艺,它是将美国HTI工艺的优点和日本TOP-NEDOL工艺的优点相结合,以改善煤液化装置的平衡运行,将煤浆与催化剂混合后进入到煤液化反应器中,经两级反应煤转化为轻质油品,经过高低压闪蒸处理后,经减压塔分馏出最重的组分,残渣内含50%的固体颗粒物,其余的所有煤液化全馏分油一并进入到稳定加氢装置中进行处理,产物进入分馏塔分馏到轻、中、重三个馏分,全部的重馏分和少量的中馏分混合后循环回煤液化装置配煤浆。
轻馏分和大部分的小馏分则需进一步处理。
稳定加氢装置则采用IFP公司的T-STAR工艺,其特点是可在线转换催化剂,并采用了对进料限制相对宽松的沸腾床反应器。
产品以油品(石脑汕、柴油、航空煤油)和化工产品(石蚶,聚丙烯等)相结合。
2.3.3 煤间接液化的深加工南非SASOL公司于20世纪50年代开始商业化生产,根据SASOBURY矿区煤为高挥发分、高灰分劣质煤,更适合于间接液化的实际,与鲁奇、鲁尔化学和凯洛克三家公司进行合作,不断取得煤气化(鲁奇炉),煤气净化(低温甲醇工艺)和合成(鲁尔化学固定床和凯洛克气流床)技术而陆续分别建成了三家煤间接液化工厂,成为世界上规模最大的以煤为原料生产合成油和化工产品的化工厂。
随着C1化工的发展,间接液化后的产品范畴也在不断扩大,出现了由合成气—甲醇—汽油MTG技术、由合成气直接合成二甲醚和低碳烃燃料技术等煤化工发展新趋势。
煤的间接液化通常分为三步:一是制取合成气。
将经过适当处理的煤送入反应器,在一定温度下通过气化剂(空气或氧气+蒸气),使煤不完全燃烧,这样就能以一定的流动方式将煤转化为由一氧化碳和氢气混合的合成气,将形成残渣排出;二是进行催化反应,将合成气经过净化处理,在特定的催化剂作用下,让合成气发生化合反应,合成烃类或液态的烃类的类似石油和其他化工产品,三是对产物进行进一步的提质加工。
由于经过催化反应出来的油品可能有很多指标不符合要求,如十六烷值含量、硫含量、水分以及黏度、酸度等,因此还要将产品进行进一步处理以使其达到合格标准,满足市场需要,主要技术有以下几种。
(1)采用浆态床反应器的费托合成技术:该技术转化率可达到90%,无须进行尾气循环,传热性好,反应温度均匀,C1和C2产率低,液态产物的选择性高,南非SASOL公司在改进催化剂和解决其分离困难后,已成功地将浆态床反应器放大投入了工业生产,产品主要是柴油和石蜡。
(2)改良费托法:为了提高合成产品的选择性,将传统铁催化剂F-T合成与分子筛性质相结合开发了此工艺(MFT),由原料气合成甲醇,再由甲醇合成汽油,主要是生产汽油。
(3)SMDS法:荷兰壳牌公司开发的两段法新工艺,第一阶段采用固定床反应器,使用钴催化剂,第二阶段采用常规加氢裂解技术,使第一阶段产物转变为高质量的柴油和航空煤油。
(4)TIGAS法:丹麦托普索公司开发的合成甲醇、二甲醚合成汽油的过程,第一段由合成气合成甲醇和二甲基丁烷,第二段由甲醇和二甲基丁烷转化为汽油。
(5)由合成气直接合成二甲基丁烷法:由于二甲基丁烷具有类似于液化石油气的性质,不但可替代LPG作为民用燃料,而且由于其十六烷值高,燃烧完全,污染排放少,是优质的柴油发动机燃料。