煤炭直接液化在线视频

同学们大家好

从本节开始我们来学习煤炭液化

煤炭液化也称煤制油或煤变油

是指将煤中有机物质转化为液态产物

目的是获得液态碳氢化合物

来替代石油及其制品

从而生产发动机燃料和化学品

主要产品包括石脑油 汽柴油 液化石油气

芳烃和含氧化工原料等

煤炭液化是绿色的煤炭深加工技术

煤液化是提高煤炭资源利用率

减轻燃煤污染的有效途径之一

属于洁净能源技术

由于煤炭资源远多于石油

因此煤液化产品是石油最理想的替代能源

按照技术路线的不同

煤炭液化技术分为直接液化和间接液化

本节我们重点介绍煤炭直接液化技术相关知识

煤炭直接液化是指

将煤磨碎成细粉后

与溶剂油制成煤浆

然后在高温高压和催化剂存在的条件下

通过加氢裂化使煤中复杂的

有机高分子化学结构

直接转化为低分子的清洁液体燃料

和其他化学品的过程

又称加氢液化

包含煤的热解和加氢裂解两个过程

那煤直接液化的原理是什么呢

请看以下视频

可见煤直接液化实质

是使煤中键能较小的化学键 热断裂

形成较小分子的自由基

并被供氢溶剂稳定的过程

通过加氢液化改变了煤的分子结构

提高了煤的H/C原子比降低O/C原子比

同时部分脱除

杂原子O N S最终使煤液化为油

那么要想将煤转化为油

需要什么条件呢

根据煤直接液化的定义和原理

为了将煤分子中的弱键断开

需要加热

煤液化温度在420~470摄氏度之间

其次为了提高H比C原子比

降低O比C比以及杂原子含量

需要加氢

氢是以氢气的形式补入

但气固接触不如液固接触充分

需要引入供氢溶剂

先将氢气加到供氢溶剂上

再通过供氢溶剂将氢传递到煤中

工业上供氢溶剂一般是

液化油的减压馏分经加氢后的组分

实验室研究时多采用四氢萘作为供氢溶剂

为了提高氢传递的效率

煤直接液化系统还需要加压操作

以提高反应物的分压

液化压力在17~30MPa之间

此外由于煤的分子结构很复杂

液化反应条件苛刻

为了促进煤裂解成自由基碎片

以及自由基加氢反应进行

还需要使用催化剂

并与磨细后的煤粉制备成煤浆的形态进料

煤炭直接液化的催化剂主要有金属卤化物

过渡金属和铁系三种类型

使用催化剂后可加快液化反应速率

提高转化率油收率以及设备处理能力

降低反应压力改善油的品质

下面我们学习煤直接液化的典型工艺

煤直接液化工艺的发展受战争

和石油危机的影响巨大

第二次世界大战前后

德国因军事需要大力发展煤直接液化

是最早发明煤加氢液化技术

和实现工业化的国家

期间 英国 法国 意大利

前苏联等国也纷纷开发煤直接液化技术

20世界70年代石油危机出现

促使美国 日本 德国 英国等国家

又重新关注煤炭直接液化新技术的开发工作

该阶段属于新技术开发的活跃期

因能源禀赋特点

我国也从很早就开始不断实践煤直接液化技术

并于20世纪90年代开始大力攻关

目前我国建有世界最大规模的煤直接液化工厂

技术处于世界领先地位

概括起来

典型的煤直接液化工艺

主要有德国的IGOR工艺

美国的HTI两段催化液化工艺

日本的NEDOL工艺

以及我国煤炭科学研究总院开发的

煤炭直接液化工艺

这些工艺在原料制备 液化反应

分离净化等大的单元操作上没有显著差异

主要是在反应器结构与组织形式

催化剂种类

反应产物分离方法上有所不同

例如德国的IGOR工艺和日本的NEDOL工艺

都采用了一个上流筒型加氢反应器

而美国HTI和我国煤科院开发的工艺

采用了两段悬浮床加氢反应器

IGOR工艺是以炼铝工业的废渣赤泥为催化剂

而美国HTI工艺采用铁系胶状催化剂

催化剂活性高用量少

再比如美国的HTI工艺

将加氢反应器置于两级液固分离器之间

还采用超临界萃取方法

最大限度地提取固体残渣中的液化油

循环溶剂不再进行加氢处理

而日本的NEDOL工艺

单独设置一个加氢的反应器

对循环油进行加氢处理

加氢后的油再作为供氢溶剂

下面我们通过一段视频

来了解一下

我国的煤直接液化工艺