煤炭直接液化、间接液化等化技术的比较
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煤制油的工艺原理及比较所谓“煤制油”本质上是煤炭液化技术。
煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化为液体燃料、化工原料和产品的洁净煤技术。
煤制油技术是以煤炭为原料,通过一系列的化学加工过程中生产油品以及石油化工产品的一项技术,煤制油技术的应用在一定程度上缓解了我国对石油的需求。
但是在煤制油生产过程中,在费托反应器中生成气体中含有大量CO2。
为了不影响后续工序的使用,必须对煤制油合成尾气进行脱除CO2处理。
是针对某煤制油企业废水处理不能达标回用的现状,对其中的预处理和生物处理工艺进行改进研究,目的是提高整个废水处理工艺的处理效率,使废水可以达标回用。
煤制油间接液化工艺主要包括:备煤—煤气化—净化费脱反—应油品加工—油品合成几步标签:煤制油、工艺原理所谓“煤制油”本质上是煤炭液化技术。
煤炭液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化为液体燃料、化工原料和产品的洁净煤技术。
即通过化学反应将煤所含的碳氢化合物转换成其他碳氢化合物,如汽油、柴油、甲醇等。
煤的化学成分中氢含量为5%,碳含量比较高,而成品油中氢含量为12%~15%,碳含量较低,且油品为不含氧的液体燃料。
煤制油就是通过煤炭直接加氢转换和间接加氢转换制取混合烃液体燃料油和甲醇。
在煤制油过程中需要外来补充氢而补充氢源。
一般1000kg煤炭需加入140kg氢气,可制得约600kg油品。
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。
1 煤直接液化技术煤直接液化技术也称为加氢液化技术,是将粉状煤加温加压到适当条件后,之间催化加氢理化,使其降解并加氢转化为液体油品。
该技术最早源于德国,目前国内较为典型的有神华煤直接液化工艺。
将煤炭加热超过300℃时,其中大分子结构较弱的桥键开始断裂,煤分子结构被破坏,产生大量的自由基或以结构单元为基体的自由基碎片,这些受热的自由基相对分子质量在数百范围,在高压条件下加氢溶剂,以自由基形式构成的煤就会进一步转化为油分子、沥青稀,继续加氢可促使油分子、沥青稀进一步裂化为更小分子,最终合成液态烃类燃料并脱除硫、氧等原子。
煤炭液化技术概论引言:我国是一个典型的富煤贫油国家,煤炭资源探明储量远远大于石油储量。
面对国际市场油价不断攀升、世界石油储量逐渐枯竭的情况,我们应该扬长避短——充分利用中国采储量相对较大的煤炭资源,大力推进煤液化产业的成熟与发展。
所谓煤炭液化,是将煤中的有机质转化为液态产品,其目的就是活的和利用液态的碳氢化合物替代石油及其制品,来生产发动机用液体燃料和化学品。
根据加工路线的不同,通常把煤液化分为直接液化和间接液化两大类[]1。
一:煤炭直接液化技术煤炭直接液化是指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液态燃料,转化过程是在含煤粉、溶剂和催化剂的浆液系统中进行加氢、解聚,需要较高的压力和温度。
直接液化的优点是热效率较高、液体产品收率较高;主要缺点是煤浆加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。
煤直接液化技术按照过程工艺特点可分为:①煤直接催化加氢液化工艺,②煤加氢抽提液化工艺,③煤热解和氢解液化工艺,④煤油混合共加氢液化工艺。
(一):煤直接催化加氢液化工艺一般分为几段来进行,即:液相加氢段、气相加氢段和产品精制段。
在第一阶段,所谓液化加氢段中进行裂解加氢,使煤有机大分子热解生成中等奋战死的自由基碎片,随之与氢结合,获得沸点为324℃~340℃以下的产品(合成原油),同时还有O、N、S化合物的初步脱除,生成水、氨及硫化氢。
第二阶段、第三阶段,是在气相及有催化剂的固定床反应器中进行,通过预加氢装置、裂化重整装置,最后获得商品汽油和柴油为主要成分的精制产物。
在第一阶段之前通常还有一个煤浆制备阶段,目的是将细磨的煤粉和催化剂及焦油或循环油共同研磨制成煤糊,供液相加氢。
世界上现有或曾经有过的煤直接催化加氢液化工艺主要有:德国煤直接加氢液化老工艺;德国直接液化新工艺——IGOR工艺;煤氢法(H-Coal);催化两端加氢液化(CTSL)工艺;HTI工艺。
(二):煤加氢抽提液化工艺这类方法是在Pott-Broche溶剂抽提液化法基础上发展的,代表性的工艺有美国的溶剂精炼煤法、埃克森供氢溶剂法和日本NEDOL工艺。
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。
煤质烯烃的工艺技术煤质烯烃是指从煤炭中提取出来的烯烃类化合物,具有重要的工业应用价值。
煤质烯烃的工艺技术主要包括煤液化和煤气化两种方法。
1. 煤液化技术煤液化是将煤炭在高温高压下通过催化剂或溶剂作用,将煤中的有机物质转化为液体产品的过程。
煤液化技术可分为直接液化和间接液化两种方法。
直接液化是指将煤炭与溶剂和催化剂混合后,在高温高压下进行反应,通过催化剂的作用将煤转化为液体产品。
在直接液化过程中,溶剂可起到催化剂的作用,帮助提高反应速率和产物收率。
间接液化是指先将煤炭气化生成合成气,再通过催化剂的作用进行反应生成液体产品。
煤液化技术的关键步骤包括煤炭粉碎、石油溶剂提取和催化剂添加等。
煤炭粉碎可以增加煤与溶剂催化剂的接触面积,有利于反应进行。
溶剂的选择对于反应速率和产物性质有重要影响,通常选择具有较高活性和选择性的溶剂。
催化剂的选择和添加方式也会影响反应的进行和产物的性质。
2. 煤气化技术煤气化是指将煤炭在高温下与气化剂(通常为氧气和水蒸气)反应,生成合成气的过程。
合成气主要包括一氧化碳和氢气,可以用作燃料或化工原料。
煤气化技术可分为固定床气化、流化床气化和床层气化等方法。
固定床气化是最传统的煤气化技术,将煤炭放置在反应器中,通过控制气化剂的供气量和反应条件,使煤炭与气化剂反应生成合成气。
流化床气化是指将煤炭破碎成较小的颗粒,通过气流作用使其悬浮在反应器中,与气化剂反应生成合成气。
床层气化是将煤炭放置在床层中,通过控制气化剂的上下供气或其他传质方式使煤炭与气化剂充分接触反应,生成合成气。
煤气化技术的关键步骤包括煤炭预处理、气化剂准备和气化反应等。
煤炭预处理主要包括煤炭粉碎和煤炭干燥,以提高煤与气化剂的接触面积和反应速率。
气化剂的准备包括氧气和水蒸气的供应和净化。
气化反应的温度和压力及气化剂的供气量等条件对反应进行和产物分布有重要影响。
总之,煤质烯烃的工艺技术主要包括煤液化和煤气化两种方法。
煤液化通过催化剂或溶剂作用,将煤中的有机物质转化为液体产品。
煤的气化与液化技术及应用前景煤炭作为一种重要的能源资源,一直以来都在人类社会中扮演着重要角色。
然而,煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成严重影响。
为了减少煤炭燃烧带来的环境问题,煤的气化与液化技术应运而生。
本文将探讨煤的气化与液化技术的原理、应用前景以及对环境的影响。
煤的气化技术是将煤炭在高温和高压下与氧气或水蒸气反应,产生合成气体的过程。
合成气体主要由一氧化碳和氢气组成,可以用作燃料或化工原料。
煤的气化技术有多种方法,包括固定床气化、流化床气化和煤浆气化等。
其中,固定床气化是最常用的方法之一。
通过控制气化反应的温度、压力和气体组成,可以调节合成气体的产率和组成。
煤的液化技术是将煤炭在高温和高压下与溶剂(如煤油或重质油)反应,将煤转化为液体燃料的过程。
煤的液化技术主要分为直接液化和间接液化两种方法。
直接液化是将煤炭与溶剂直接反应,生成液体燃料。
间接液化是先将煤炭气化生成合成气体,然后通过催化反应将合成气体转化为液体燃料。
煤的液化技术可以生产出高品质的液体燃料,如柴油和航空煤油,具有广泛的应用前景。
煤的气化与液化技术在能源领域有着广泛的应用前景。
首先,合成气体可以用作燃料,替代传统的煤炭燃烧。
由于合成气体中含有较高的氢气,燃烧时产生的二氧化碳排放量较少,对环境的影响较小。
其次,液化煤可以用作替代石油的液体燃料,满足汽车和航空领域对燃料的需求。
煤的液化技术可以有效地利用煤炭资源,减少对石油的依赖。
此外,煤的气化与液化技术还可以生产出多种化工产品,如合成氨、合成甲醇等,为化工行业提供了新的原料来源。
然而,煤的气化与液化技术也存在一些问题和挑战。
首先,这些技术需要大量的能源和水资源,对环境造成一定的压力。
其次,气化和液化过程中产生的废水和废气需要进行处理和排放,否则会对环境造成污染。
此外,煤的气化与液化技术的建设和运营成本较高,需要进行进一步的技术研发和经济评估。
综上所述,煤的气化与液化技术具有重要的应用前景。
煤制油煤制油包括直接液化和间接液化两种工艺技术路线。
1.煤炭直接液化技术煤在高压和一定温度下直接与氢气反应生成液体燃料油的工艺技术称为直接液化。
煤炭直接液化主要产品为汽油、柴油、航空煤油、石脑油、LPG(液化石油气),另外还可以提取BTX(苯、甲苯、二甲苯),副产品有硫磺、氨或尿素等。
直接液化工艺的产品中,柴油的比例在60~70%,汽油和LPG占40~30%左右。
直接液化的工艺主要有Exxon供氢溶剂法(EDS)。
氢-煤法等。
EDS法是煤浆在循环的供氢溶剂中与氢混合,溶剂首先通过催化器,拾取氢原子,然后通过液化反应器,释放出氢原子,使煤分解。
氢-煤法是采用沸腾床反应器,直接加氢将煤转化成液体燃料。
直接液化过程流程现代煤炭直接液化技术提高了产品质量,特别是通过液化后的提质加工工艺,使液化油通过加氢精制、重整、加氢裂化,可得到合格的汽油、柴油或航空煤油。
尤其是柴油的凝点很低,可以在高寒地区使用,所得航空煤油的比重较大,同样容积的油箱可使飞机的续航距离增加。
2. 煤炭间接液化技术间接液化是把煤炭先气化再合成,煤在高温下与氧气和水蒸气反应生成合成反应气(CO+H2),合成反应气再经F-T合成催化反应合成液体燃料及其化学品。
煤炭间接液化主要产品为汽油、柴油、航空煤油、石脑油、LPG、以及乙烯、丙稀等重要化工原料,副产品有α烯烃、硬蜡、氨、醇、酮、焦油、硫磺、煤气等。
间接液化的产品品种是可以变通的,即可以生产油品,又可以根据市场需要加以调节,生产高附加值、价格高、市场紧缺的化工产品。
对中国的石油产品市场而言,以优质石脑油和高质量柴油、烯烃、LPG 和石蜡等产品为好。
另外烯烃的价值较高,LPG也是市场紧俏物资。
此外我国石蜡生产和销售市场上,高熔点微晶蜡缺口较大,高品位润滑油也是国内比较紧缺的。
因此,汽油、柴油与高附加值的润滑油、微晶蜡等市场紧缺的产品并举,可以作为合成油产品的主攻方向。
间接液化在可控制的条件下进行合成,获得的柴油的十六烷值达70,且低硫、无芳烃,既可直接供给环保要求高的地区使用,也可作为优质油与其它油品调配。
现代煤化工新技术随着世界能源消费量的不断增加,煤炭作为一种重要的化石能源,一直扮演着重要的角色。
然而,传统的煤炭化工过程还存在着许多问题,如排放量大、能源利用率低、资源浪费等。
为此,煤炭化工领域的科学家和工程师一直在探索和研究新的技术和方法,降低煤炭化工过程的成本和环境影响,提高能源利用效率。
以下将介绍几种现代煤化工新技术。
1.煤间接液化技术煤间接液化技术是一种将煤转化为液体燃料的方法,通过间接液化将煤转化为燃油、柴油等燃料。
这种技术可以大幅度降低煤的排放量,使得煤成为一种十分可持续的能源形式。
目前,美国、日本等国家的研究机构都在推动这一技术的发展。
2.煤直接液化技术煤直接液化技术是一种将煤转化为液态燃料的方法。
这种技术可以在较低温度和压力下将煤转化为液态燃料,比传统方法更为高效。
但是,这种技术需要大量的煤来转化为液态燃料,同时还需要大量的水和氢气。
因此,这种技术在现阶段还需要更多的研究和改进。
3.煤气化技术煤气化技术是一种将煤转化为气体燃料的方法。
它可以将煤中的碳转化为一种气体,称为合成气。
可以通过合成气来生产燃料、化学品和电力。
许多国家已经开始使用煤气化技术,因为它的产出比石油更为经济。
4.超临界水气化技术超临界水气化技术是一种将煤转化为液体燃料的方法。
超临界水是指在高温和高压下,水的状态不再是液态或气态。
这种技术可以在较短的时间内将煤转化为液体燃料,同时还可以降低污染物的排放。
目前,中国等国家的科学家正在探索和发展这种技术。
总结现代煤化工新技术的出现,不仅可以提高煤炭化工的环保性、效率,还可以促进能源行业的可持续发展。
虽然这些技术还存在一些问题和挑战,但是相信会有更多的煤化工科学家和实践者不断地探索和改进这些技术。