第八章煤炭液化转化技术产技术
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概述煤液化技术精酚四班王小轮煤液化技术就是把固体煤通过洗系列的化学加工,转化成液体燃料及其他化工原料的技术(俗称煤制油)。
煤液化技术是煤炭转化的高技术产业,是一种能彻底的高级洁净煤技术,是我国的能源战略储备技术。
煤的液化的方法有煤直接液化,煤间接液化和煤的部分液化三大类。
煤的直接液化也称加氢液化,是在高温,高压。
催化剂和溶剂作用下,煤进行裂解,加氢反应。
从而直接转化为相对分子质量较小的液态烃和化工原料的过程。
由于供氢方法和加氢深度的不同,又有不同的直接液化方法。
其代表工艺有以下七种工艺。
煤直接催化加氢液化工艺:该工艺包括氢气制备,煤浆相制备,加氢液化反应,油品加工等“先并后串”四个步骤。
液化过程中,将煤,催化剂和循环油制成煤浆,与制得的氢气混合进入反应器,在液化反应器内,煤受热分解成自由基,不稳定的自由基在氢气和催化剂存在下,形成相对分子质量较小的初级产物,经过三相分离器,得到气,液,固三相。
气相主要成分是氢,分离后循环返回反应器重新参加反应,液相为轻油,中油等馏分即重油。
液相馏分经提质加工,得到合格的液体产品。
固体为未反应的煤,矿物质和催化剂。
溶剂萃取法:该工艺是将干燥的粉煤与循环油以1:2比例混合,煤浆在10-15MPa压力下,进入高温(430℃)循环烟道气加热炉进行萃取。
萃取器后,反应物压力降至0.8MPa,在150℃下用陶质过滤器过滤,滤后进行干馏,滤液经蒸馏分离分到中油和高沸点萃取物,60%中有作为循环油(循环前须加氢处理),其余的中油送汽油裂解加氢制取汽油。
煤炭溶剂萃取加氢液化:该法将原料煤破碎、干燥后与供氢溶剂混合制成煤浆,煤浆与氢气混合后预热,然后送到液化反应器中,在器内由下向上活塞式流动,进行萃取加氢液化反应。
产物送入气液分离器,气体经过洗涤,分离获得富氢气循环利用,气态烃通过水蒸气重整制氢气,供反应系统应用,液相产物进入常压蒸馏塔,蒸出的轻油,塔底产物进入减压蒸馏塔分离出轻质燃料油、石脑油燃料油和重质燃料油。
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产品的先进洁净煤技术。
根据不同的加工,使其转化成为液体燃料路线,煤炭液化可分为直接、化工原料和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。
第一部分,是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子,形成不溶性的刚性网络结构,它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。
煤炭液化的原理和工艺方法王浩1143084087(四川大学化学工程学院四川成都610225)摘要:我国煤炭资源丰富,煤种齐全,煤炭资源占能源储量的92%,这就决定了我国的能源生产和消费在相当长的时期仍以煤炭为主,目前占70%左右[1]。
随着能源消费总量的增加,煤炭需求总量将增加,大幅度减少煤炭消费是较难办到的。
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,而且烟煤型污染已经给生态环境带来严重问题。
因此煤炭液化技术在减少环境污染,提高煤炭利用效率,减少消费,降低CO2排放量,生产便于运输的燃料和工业原料等方面发挥着越来越重要的作用。
关键词:煤炭; 煤炭液化技术; 油料; 化工产品;工业原料; 燃料; 煤化学The Principle and Process of Coal LiquefactionWang Hao 1143084087(College of chemical engineering and technology,Sichuan University,Chengdu,Sichuan 610225)Abstrac t:China is rich in coal resources, which reserves 92% in total energy ,and the kinds of coal is in a complete range.The fact causes that the cost of coal is our main energy production and consumption ,at present about 70%,which will last for a fairly long period of time.With the increase in the total energy consumption, the demand of total coal still keep increasing, thus have made it difficult to reduce the coal consumption .In addition, China's energy distribution is uneven, the major of it distributing in the North and the West.While the East and the South are the economically developed regions .So the conventional energy need long-distance transport to meet the demand of the East and the South. Bituminous coal-based pollution has caused serious problems for ecological environment. Therefore the coal liquefaction technology plays a more and more important role in reducing environmental pollution, improving coal utilization efficiency, reducing consumption, reducing the emissions of CO2, and the production of the convenient-transported fuel and industrial raw materials。
浅析煤炭液化技术摘要:能源是一个国家工业及经济发展的基础,是国家可以发展的重要保障。
我国的煤炭资源较为丰富,但是长期以来煤炭的低利用率,使得大量的煤炭资源被浪费。
鉴于我国在未来发展的一段时间内,仍然要以煤炭资源为基础的前提下,研究提高煤炭利用率、煤炭液化技术就显得尤为重要。
关键词:煤炭液化;直接液化能源安全关系到一个国家的长期稳定发展,我国的煤炭资源相对于其他形式的资源而言较为丰富。
但是长期以来,我国的煤炭资源一直处于低利用率水平,造成了大量的资源浪费以及环境污染等问题。
随着资源的日益减少,如何提高资源利用率成为需要研究的关键问题。
本文根据当前我国煤炭资源利用存在的问题,对煤炭液化技术进行了分析,并且针对煤炭直接液化过程中煤加碱预处理进行了系统的研究,希望能够为煤炭资源的充分利用提供一些可借鉴的研究成果。
煤炭液化技术可以分为直接、间接两种。
所谓煤炭直接液化技术是指将粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在定温、定压以及催化剂条件下,进行加氢化学反应,最终生成所需要的液态和气态烃类化合物。
同时要对所生成的物体进行脱硫、脱氮处理等有害物质处理;煤炭的间接液化技术先进行的是气化处理,将煤气化后并在催化剂的作用下,通过f-t费托过程,得到相应的烃类化合物。
相对于煤炭间接液化而言,直接液化在同样原料的基础上,所能够生产出的油品率更高一些。
直接液化将煤中所包含的芳烃加氢、c-c 键断裂和c-o、c-n、c-s键氢解等在一定条件下,直接生产出高h/c 比的汽、柴、煤油等液态能源。
这样就能够在较小污染的前提下,将煤炭资源转化为其他形式的能源进行储存或者运输。
煤液化过程可以通过图1来表示:煤中所存在的能量较小的c-c、c-n、c-o和c-s等化学键,在反应的过程中发生断裂,形成了数量众多的自由基碎片。
然而大量存在的自由基碎片又可以通过化学反应,与溶剂和氢气中的活性氢相结合,形成较为稳定的化合物。
该化合物中的h/c原子比将有0.8%上升至2.0%。
煤制油关键技术:煤炭液化2014-03-01化化网煤化工煤炭液化是把固态状态的煤炭通过化学加工,使其转化为液体产品(液态烃类燃料,如汽油、柴油等产品或化工原料)的技术。
煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。
煤炭液化是将煤经化学加工转化成洁净的便于运输和使用的液体燃料、化学品或化工原料的一种先进的洁净煤技术。
煤炭液化方法包括直接液化和间接液化。
煤直接液化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称为直接液化。
裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。
因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。
比较著名的直接液化工艺有:溶剂精炼法(SRC-1、SRC-2),供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H-Coal )、前苏联可燃物研究所法(NTN)、德国液化新工艺、日澳褐煤液化、煤与渣油联合加工法、英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分离法等,它们在工艺和技术上都取得了不同程度的突破。
直接液化是目前可采用的最有效的液化方法。
在合适的条件下,液化油收率超过70%(干燥无矿物质煤)。
如果允许热量损失和其它非煤能量输入的话,现代液化工艺总热效率(即转化成最终产品的输入原料的热值比例,%)一般为60-70%。
煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
煤炭间接液化技术主要有:南非Sasol公司的F-T合成技术、荷兰Shell公司的SMDS技术、Mobil公司的MTG合成技术等。
还有一些先进的合成技术,如丹麦TopsФe公司的Tigas法和美国Mobil公司的STG法等。
煤炭液化的可行性主要决定于液化工艺的经济性。
这需要大量的品位低、价格低的煤炭,且石油和天然气缺乏或成本较高。
也就是说,未来石油价格的上涨将引起人们重新对煤炭液化技术的极大兴趣,并可能导致大规模的商业化煤炭液化生产。
【煤化工】煤的气化、液化和干馏技术【2】煤的液化和干馏小化03-20原文二.煤的液化煤液化是把煤转化为液体产物,包括直接液化和间接液化。
I.煤的直接液化:煤的直接液化是通过加氢使煤中复杂的有机化学成分直接转化为液体燃料,转化过程是在含煤粉和溶剂的浆液系统中进行加氢,需要较高的压力和温度。
直接液化的优点是热效率高,液体产品收率高;主要缺点是煤浆加氢工艺过程中,各步骤的操作条件相对苛刻,对煤种适应性差。
德国是最早研究和开发直接液化工艺的国家,其最初的工艺被称为IG 工艺。
气候不断改进,开发出被认为世界上最先进的IGOR工艺。
其后美国也在煤液化工艺的开发上做了大量的工作,开发出供氢溶剂(EDS)、氢煤(H-Coal)、催化两段液化工艺(CTSL/HTI)和煤油共炼等代表工艺。
此外日本的NEDOL工艺也有相当出色的液化性能。
此外,我国在建的神华煤直接液化所采用工艺也是在其他工艺的基础上发展的具有自身特色的液化工艺。
1.德国的IG工艺和IGOR工艺德国的IG工艺可分为两段加氢过程,第一段加氢是在高压氢气下,煤加氢生成液体油(中质油等),又称煤浆液相加氢。
第二段加氢是以第一段加氢的产物为原料,进行催化气相加氢制得成品油,又称中油气相加氢,所以IG法也常称作两段加氢法。
德国的IG工艺流程20世纪80年代,德国在IG法的基础上开发了更为先进的煤加氢液化和加氢精制一体化联合工艺(IGOR)。
其最大的特点是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油,从而改变了两段加氢的传统IG模式,简化了工艺流程,避免了由于物料进出装置而造成的能量消耗和大量的工艺设备。
IGOR直接液化法工艺流程2.美国的H-Coal、CTSL和HTI工艺H-Coal工艺是美国HRI公司在20世纪60年代,从原有的重油加氢裂化工艺(H-oil)的基础上开发出来的,它的主要特点是采用了高活性的载体催化剂和流化床反应器,属于一段催化液化工艺。