煤液化技术的重要性
煤液化技术的重要性
1.1 中国的能源现状
随着我国经济的快速发展,能源消费急剧增加,20世纪90年代我国已成为石油净进口国。2003年,我国已是全球仅次于美国的第二大石油进口国和消耗国，2008年我国石油净进口量超过19985万t，进口原由占国内消费比重达53.1%。石油资源匮乏和国内石油供应不足已成为中国能源发展的一个严峻现实, 随着国民经济的发展,石油供需矛盾将呈持续性扩大趋势。经济高速增长、石油资源缺乏的中国已经把石油安全置于能源战略的核心位置。
我国“多煤炭、少石油、缺天然气”的能源资源特点决定了我国能源在较长时期内以煤为主的格局不会改变，确立我国的能源安全战略，必须从这一基本条件出发。充分利用我国丰富的煤炭资源解决石油短缺问题并保证能源安全供给，是我国能源安全战略的一条有效而又可行的途径。
1.2 煤液化技术在我国应用前景
在替代石油的化石资源中，只有煤炭可以在近中期内满足与千万吨数量级的油品缺口相匹配的需要。在这样的背景下，合理利用中国丰富的煤炭资源, 开发“煤制油”技术, 作为石油资源的补充, 解决目前燃油短缺、环境污染两大难题, 对中国具有十分重要的战略意义[1]。
若以目前已查证的煤炭资源量的2 0 %作为直接液化原料，则相当于为中国增加了约4 5 0亿吨的原油资源量。有专家预计，到2 0 2 0 年中国的“煤制油”项目将形成年产5 0 0 0万吨油品的生产能力，加上届时将有年产2 0 0 0万吨的生物质油品投入使用，中国原油对外依赖程度有望从6 0 %以上下降到45%以下。到2030 年，在全球替代能源中非石油替代能源将达到日产1 0 0 0万桶，其中煤制油将占2 9%。就中国来说，煤炭储量丰富，政府有意愿发展这一产业，煤制油工业有着光明的前景。
1.3 煤液化技术在我国中战略地位
中国将长期坚持能源供应基本立足国内的方针, 把煤炭作为主体能源, 这是中国能源安全的基石。长期以来, 中国政府坚持能源生产、消费与环境保护并重的方针, 把支持清洁煤技术的开发应用作为一项重要的战略任务。煤炭直接液化是中国能源战略的组成部分, 对充分利用国内资源, 解决石油安全具有重要的战略和现实意义。
2 煤液化的发展状况
2.1 煤液化技术简介
煤液化工艺大致可分为两大部分，即在高温高压条件下把粉煤催化加氢生产液化粗油的液化工艺和把液化粗油加氢裂解的提质加工精制工艺。其中煤液化技术又包括直接液化技术和间接液化技术。
2.1.1 煤直接液化技术
煤的直接液化法，就是以煤为原料，在高温高压条件下，通过催化加氢直接
液化成烃类化合物，再通过精馏制取汽油、柴油、燃料油等成品油[ 1 ]。典型的煤直接液化技术是在400 ℃、150 个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级[ 2 ]。
煤直接液化工艺单元主要包括：①煤浆配制、输送和预热过程的煤浆制备单元；②煤在高温高压条件下进行加氢反应,生成液体产物的反应单元；③将反应生成的残渣、液化油、气态产物分离的分离单元；④稳定加氢提质单元。
2.1.2 煤间接液化技术
煤间接液化就是将煤通过气化炉生成的气化气转化成合成气，并以合成气为基础原料，采用合成工艺路线费托( F-T ) 法转化为烃类化合物，并通过精馏生产出液体燃料和各种化学品。其中，以煤为原料先经气化制合成气（CO + H
），
2
再以合成气为原料的催化剂作用下合成液态烃类产品，称为费托（F-T）合成。煤间接液化的操作条件温和，几乎不依赖于煤种。典型的煤间接液化的合成过程在250 ℃、15 -4 个大气压下操作，合成的产品不含硫氮等污染物，合成的汽油的辛烷值不低于90号，合成柴油的十六烷值高达75，且不含芳烃，质量高于第四代洁净油品[ 2 ]。
煤炭间接液化工艺单元主要包括：①大型加压煤气化、备煤和脱硫、除尘净化系统的造气单元；②在固定床、循环流化床、固定流化床和浆态床等合成反应器中进行合成反应的F- T 合成单元；③将反应产物进行分离的分离单元；④后加工提质单元。
2.1.3 液化粗油提质加工技术
从液化工艺得到的液化粗油中含有较多的芳烃和氧、氮、硫等杂原子。虽然液化粗油可以作为锅炉燃料直接使用,但硫和氮在燃烧时会严重地污染大气。如果要把液化油制成符合质量标准的汽、柴油等产品,就必须进行深度加氢处理以便降低其芳香度和脱除氮、氧、硫等杂原子，得到可以接受的液体燃料，这个过程就是液化粗油提质加工过程。
2.2 煤液化技术的发展状况
2.2.1 直接液化的典型工艺
煤直接液化是在高温高压下，在溶剂和催化剂存在下对煤加氢裂解直接转化为液化油的工艺过程。煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。20世纪70年代以后，美国、德国、日本和前苏联等主要工业发达国家相继开发出多种工艺，试验规模也从试验室小试到每天数百吨级的大型中试应有尽有。表1.1列出具有代表性的几种工艺开发情况，分述如下：
表 1.1 煤直接液化的典型工艺开发情况
国别装置或工艺试验规模地点开发机构
美国EDS 250 Baytown EXXON
美国H-COAL 600 Catlettsburg HRI
美国HTI-Process 3 Lawrenceville HTI
德国IGOR 200 Bottrop RAG/VEBA
日本NEDOL 150 日本鹿岛NEDO 2.2.1.1 美国HIT工艺
HIT工艺是在H-COAL工艺和CTSL工艺的基础上发展起来的，而H-COAL工艺已进行600t/h大型中试，其前身是已经普遍得到工业应用的沸腾床重油加氢裂化H-OIL工艺，CTSL工艺是在H-COAL单段液化工艺的基础上研制而成的两段液化工艺。HIT工艺的主要特点是：采用特殊的液体循环沸腾床（悬沸床）反应器，达到全返混反应器模式；采用超细、高分散铁系催化剂，用量少；在高温分离器后面增加了一个液化油加氢提质固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中最大限度地回收重质油，从而大幅提高了液化油收率。
2.2.1.2 德国IGOR工艺
IGOR工艺是在40年代德国商业化规模IG工艺的基础上改进而成的，原料煤经磨碎、干燥后与催化剂、循环油一起制成煤浆，加压至30MPa并与氢气混合，进入反应器进行加氢液化反应。此工艺在德国的Bottrop 建造有200t/d中试厂，设备运转了2.2万小时，处理了17万t煤，生产了8.5万t馏出产品。其工艺主要特点是：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失；催化剂采用
和CO甲烷化，使碳的损炼铝工业的废渣（赤泥）；在固定床催化剂上还能把CO
2
失量降到最低限度；循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化转化率高。
2.2.1.3 日本NEDOL工艺
NEDOL液化工艺是在美国EXXON石油公司1977-1984年开发的EDS工艺基础上的改进型，在1t/d装置试验成功的基础上，设计建设了150t/d的大型中试厂，主要对次烟煤和低阶烟煤进行液化。该工艺特点是：主反应器是一个简单的液体向上流动的管束反应器，操作温度为430℃-465℃，操作压力17Mpa-19MPa；催化剂采用合成的铁系催化剂或天然黄铁矿；大部分的中质油和全部的重质油馏分经加氢后被循环作为供氢溶剂，供氢性能优于EDS工艺；固液分离采用减压蒸馏的方法；该液化工艺的液体产品中含有较多的杂原子，液化油的质量较低，还须加氢提质才能获得合格产品。
2.2.1.4 HRI煤油共炼工艺
该工艺是介于石油加氢裂化和煤直接液化之间的工艺，将煤和石油渣油同时加氢裂解，转化成轻、中质馏分油，生产各种运输燃料的工艺技术，溶剂不进行循环使用。在HRI煤油共炼中，煤油浆一次通过两段反应器，固液分离只用常减压蒸馏，在加氢液化反应过程中，渣油作煤液化供氢溶剂，煤和煤中矿物质促进渣油转变成轻油、中质油馏分，防止渣油结焦。由于煤、油之间呈现一种协同作用，使该工艺不但具有较高的油收率，而且共炼的油品比煤直接液化油更易加工成汽油、柴油，整个工艺过程氢耗低、氢利用率高、重金属脱除率高，还可处理
劣质渣油。在经济上，煤油共炼要比直接液化更具竞争性。
2.2.1.5 中国煤直接液化技术的开发研究
我国自1980年重新开展煤炭直接液化技术研究，主要由煤炭科学研究总院北京煤化学研究所承担。该所建成具有先进水平的煤炭直接液化、油品提质加工、催化剂开发和分析检验实验室，通过国际合作引进了三套煤直接液化小型连续试验装置，开展了“煤种评价与选择”、“工艺条件与催化剂的研究”、“液化油的提质加工”等基础研究和技术开发，取得了一批科研成果。例如，对我国十几个省、自治区的上百个煤种进行了液化特性试验研究，优选出14种液化特性较好的煤种；分别与日本、美国、德国有关政府部门和公司合作完成了在中国建设3个煤液化商业化示范工厂的可行性究。目前我过神华集团正在建设二战后第一个煤直接液化示范厂，2008年12月神华煤直接液化百万吨级示范工程一次试车成功。截止2009年1月7日14时，工程已连续运转逾190小时，生产出合格的石脑油和柴油。
尽管国际上已进行大型中试的各种煤直接液化工艺至今均未商业化，但围绕改进这些工艺的应用基础研究却始终不断，主要集中在反应器的改善、反应机理的探讨、煤的组成对煤浆流变特性的影响、溶剂作用及其性质、催化作用和新的催化剂、逆反应对液化的影响和抑制、降低液化过程中的氢耗等方面。
2.2.2 间接液化的典型工艺
煤的间接液化是以煤基合成气为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，典型的工艺是F-T合成法。南非Sasol的
F-T合成工艺是目前世界上唯一以煤为原料制取液体燃料并实现商业化的公司，据1996年报导，该公司年耗煤4200万t，生产汽油、柴油、蜡、氨、聚合物等130多种产品，总产量达170万t，其中油品约占75%[3]。世界上首例浆态床反应器工业化F-T合成技术于1993年在Sasol投产，用于生产蜡和重质燃料油，每天生产液体燃料2500桶。80年代初，中科院山西煤炭化学研究所开始进行F-T 合成的研究，对传统F-T合成进行了很大改进，提出将传统的F-T合成与沸石分子筛相结合的固定床两段合成（简称SMFT法），SMFT合成于1990年完成模试，MFT合成油厂于1994年11月完成了70余天的2000t/ a工业性试验[4]，为进一步商业化生产奠定了基础。此外，大连化学物理研究所等科研单位也对F-T合成进行了多方面的研究与探索。
近年来，国内外对F - T 合成烃类液体燃料技术的研究开发工作都集中于如何提高产品的选择性和降低成本方面。造气单元中，煤气化技术的发展趋势主要为：增大气化炉的断面，以提高产量；提高气化炉温度和压力，以增加空收率；采用粉煤气化，以降低对煤质的要求；研制气化新工艺和气化炉新结构，以减少基本建设投资和操作费用。以粉煤添加催化剂的水煤浆为原料的德士古气化炉和两段陶氏气化炉、以干粉煤为原料的GSP 炉和Shell 公司开发的SCQP 炉均适合用于生产合成气，国内自行开发的多喷嘴水煤浆气化炉也具有较好的发展前景[5] 。
2.2.3 煤液化粗油提质加工工艺
煤液化粗油提质加工的工艺与石油产品的加氢精制工艺十分相似。主要由催化加氢、蒸馏和改质等设备组成,此外还包括排水、排气处理设备和各种贮罐等设施。由于液化粗油中芳香组分含量高,杂原子多,所以操作条件要比普通的石油精制工艺苛刻。图1.1 为日本NEDO 委托日本石油会社主持建设的精制煤液化粗油的PDU 工艺示意图。反应器设计压力为200 kg/ cm2 ,温度为415 ℃，设备生产能力为40 桶/ d (约6. 4 kL/ d) 。该装置定于1998年建成,是与1996 年在鹿岛建成的150 t/ d 煤液化中试厂平行的工艺开发装置[6]
图1.1 NEDO 工艺提质加工流程示意
图1.2 IGOR 工艺流程示意
由此可见，像日本这样开发建设2 套完全独立平行的煤液化/ 液化粗油精制装置的场合,必然会带来一系列产品的贮存、运输等附加设备和物料升温降温等额外的能耗。为了克服这些浪费,在德国鲁尔环保原材料回收公司和VEBA 石油公司联合开发的200 t/ d IGOR 煤液化工艺中,把煤液化装置与液化粗油的二次加氢反应器联合为一个整体。仅在一套装置上即可直接从煤生产出汽、柴油,产品中的杂原子含量仅在10-6 数量级。与其它工艺相比,IGOR 工艺的投资和液化油产品的成本均可降低20 %左右。因此可以说IGOR 是目前世界上最先进的煤液化工艺。图1.2 为IGOR 工艺流程示意图。在美国,由碳氢化合物技术公司(HTI) 开发的改进CTSL 煤直接液化工艺中,在高、低温分离器之间也增加了固定床催化加氢反应器,使液化油产品的性质大大改善,是一项重大的技术进步。
中国煤炭科学研究总院北京煤化学研究所也开发了具有自己特色的提质加工工艺, 此工艺具有以下特点: 第一, 加氢精制前, 用低氮加氢裂化产物进行混合, 降低原料氮含量;第二, 为防止反应器结焦和中毒, 采用预加氢反应器, 并在精制催化剂中添加脱铁催化剂, 同时控制反应器进口温度在180 ℃, 避免结焦温度区;第三, 对柴油以上馏分进行加氢裂化, 增加汽油柴油含量和提高十六烷值。
[1] H. Topsoe, B.S. Clausen, N.Y. Topsoe, E. Pedersen, Ind. Eng. Chem. Fundam. 25
(1986) 25.
[2] G.C.A. Schuit, B.C. Gates, AIChE J. 19 (1973) 417.[3] R. Thomas, E.M. van Oers, V.H.J. de Beer, J.A. Moulijn, J.Catal. 76 (1982) 241.
[4] M. Breysse, J.L. Portefaix, M. Vrinat, Catal. Today 10 (1991)489.
[5] Y.W. Chen, W.C. Hsu, C.S. Lin, B.C. Kang, S.T. Wu, L.J.Leu, J.C. Wu, Ind. Eng. Chem. Res. 29 (1990) 1830.
[6] M.C. Tsai, Y.W. Chen, B.C. Kang, J.C. Wu, L.J. Leu, Ind.Eng. Chem. Res. 30 (1991) 1801.
我国煤炭直接液化技术的发展
我国从20世纪50年代开始探索煤炭液化技术,但到了60年代初,由于石油供应得到改善而停止。到70年代,中东战争引发了全球性的石油危机,石油价格飞涨。为了解决能源安全问题,我国在70年代末80年代初开始大力发展煤液化技术,并且以国际合作的方式起步。北京煤炭科学研究总院煤化所引进建成了0.1t/a、0.12t/a的煤炭直接液化试验装置和1套油提质加工装置，可用于全流程的连续实验工艺研究，进行了广泛的煤种评价和催化剂评价等工作[6]。通过对我国十几个省、自治区的上百个煤种进行液化特性试验研究,优选出14种液化特性较好的煤种[8]；分别与日本、美国、德国有关政府部门和公司合作，完成了在中国建设3个煤液化商业化示范工厂的可行性研究。
由于煤炭直接液化对平衡能源结构、解决石油供需矛盾,具有重大战略意义,得到了国家领导人的高度重视。2002年8月,国家批准了神华集团在内蒙古自治区鄂尔多斯马家塔建设煤炭直接液化项目。2003年初,国家计委与神华集团公司、美国HTI公司签订了意向性协议,美国HTI公司同意进行技术转让,并开始初步设计工作[6]。
我国发展煤炭直接液化技术的意义
我国化石能源资源的特点是富煤少油缺气，截至2004年底，我国煤炭剩余可采储量1145亿t，仅次于美国和俄罗斯，位居世界第三，可开采近百年，而石油剩余可采储量23亿t，仅可供开采14年，天然气剩余可采储量2.23万亿m3[9]。然而，1993年我国从石油出口国变为进口国，2004年我国原油、成品油、液化石油气（LPG）和其他石油产品的净进口量高达1.5亿t，同比增长43%，在约3.1亿t的石油总消费量中，已有将近一半依赖进口[10]。作为最大的发展中国家,我国能源依赖于大规模地、长期地从国际市场上购进原油是危险的；我国能源的发展应建立在安全、多样性和可持续性的基础上。煤直接液化是缓解一次能源资源结构与消费结构矛盾和实现能源可持续发展一项有效的技术途径[11]。
同时，我国煤炭的利用主要是通过直接燃烧，平均热能利用率仅为30%左右，并且导致了大气污染、酸雨以及温室效应等，造成了严重的能源浪费和环境污染。把煤炭转化为高效、清洁和使用方便的新型燃料势在必行。因此，为促进能源与环境协调发展,摆脱对石油的依赖和减少煤炭利用造成的环境污染，为了提高煤炭热能利用率,发挥煤炭资源优势，发展煤炭液化技术，实现煤炭液化工业化生产，已成为保障我国能源供应安全、促进经济可持续发展的战略举措[12]。
[6] 徐爱彬. 煤炭转化中的煤炭液化技术[J]. 煤，2004，13(1)：44～55
[7] 薛贤贞，高仲峰. 煤直接液化的技术及经济性评述[J]. 上海化工，2001，(15)：32～35
[8] 朱晓苏. 中国煤炭直接液化优选煤种的研究[J]. 煤化工，1997，3：32～39
[9] 周庆凡，朱又红. 从世界能源统计数据看中国能源现状[J]. 中国能源，2005，27(11)：
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[10] 田荣春. 2004年中国石油进出口状况分析[J]. 国际石油经济，2005，13(3)：10～17
[11] 李好管. 煤直接液化技术进展及前景分析[J]. 煤化工，2006，(3)：8～12
[12] 任润厚，四季春. 煤炭液化技术及其发展现状[J]. 煤炭科学技术，2005，33(12)：67～
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煤的焦化、液化、气化
一、煤的焦化 一、煤的焦化 （一）煤炭焦化的定义 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。 （二）烟煤炼焦技术 煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。最终形成焦炭。实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。 1、开燥脱吸阶段：120℃以前放出外在水分和内在水分，200℃以前析出吸附于煤孔隙中的气体。 2、热解开始阶段：这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300℃发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。 3、胶质体产生和固化阶段：大部分黏结性烟煤在350-450℃大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。 4、半焦收缩和焦炭形成：500℃左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。温度继续升高，700℃之前，半焦内释放出的挥发物以H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。700-950℃半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。 二、煤的气化 （一）煤炭气化的定义 煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。 （二）气化的分类： 目前煤的气化方法已达60多种，其分类方法也是多种多样的，： 1、按入炉煤粒度划分的有粉煤（100-200目）气化，小粒度煤（0-10mm）气化、块煤（6-100mm）气化。 2、按煤在炉内状况划分界线的有固定床（或称移动床）气化、流化床（或称沸腾床）气化、气流床气化、熔渣床（或称熔盐床）气化。 3、按气化介质划分的有空气、空气-蒸汽、富氧空气-蒸汽、蒸汽和氢气等。 4、按煤气用途划分的有燃料煤气、城市煤气、高热值煤气、还原气等。 5、按煤气热值划分的有低热值气（1000-1500KCAL/m3）和高热值煤气(4000KCAL/m3)以上。 6、按排灰方式划分，有固态排渣、液态排渣、灰团聚排渣气化。 7、按操作方式划分，有常压气化和加压气化。 以下主要介绍按煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有： 1、固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。 对煤的要求：对煤种有一定要求，煤的黏结性不能太强，要求使用块煤 2、流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。 对煤的要求：对原料煤性质有一定要求，一般要求使用化学反应性好的年轻褐煤、长焰煤和不黏煤，不适用于有黏结性的煤，灰熔融性软化温度（ST）要求较高。
煤液化技术的重要性
煤液化技术的重要性 1.1 中国的能源现状 随着我国经济的快速发展,能源消费急剧增加,20世纪90年代我国已成为石油净进口国。2003年,我国已是全球仅次于美国的第二大石油进口国和消耗国，2008年我国石油净进口量超过19985万t，进口原由占国消费比重达53.1%。石油资源匮乏和国石油供应不足已成为中国能源发展的一个严峻现实, 随着国民经济的发展,石油供需矛盾将呈持续性扩大趋势。经济高速增长、石油资源缺乏的中国已经把石油安全置于能源战略的核心位置。 我国“多煤炭、少石油、缺天然气”的能源资源特点决定了我国能源在较长时期以煤为主的格局不会改变，确立我国的能源安全战略，必须从这一基本条件出发。充分利用我国丰富的煤炭资源解决石油短缺问题并保证能源安全供给，是我国能源安全战略的一条有效而又可行的途径。 1.2 煤液化技术在我国应用前景 在替代石油的化石资源中，只有煤炭可以在近中期满足与千万吨数量级的油品缺口相匹配的需要。在这样的背景下，合理利用中国丰富的煤炭资源, 开发“煤制油”技术, 作为石油资源的补充, 解决目前燃油短缺、环境污染两大难题, 对中国具有十分重要的战略意义[1]。 若以目前已查证的煤炭资源量的2 0 %作为直接液化原料，则相当于为中国增加了约4 5 0亿吨的原油资源量。有专家预计，到2 0 2 0 年中国的“煤制油”项目将形成年产5 0 0 0万吨油品的生产能力，加上届时将有年产2 0 0 0万吨的生物质油品投入使用，中国原油对外依赖程度有望从6 0 %以上下降到45%以下。到2030 年，在全球替代能源中非石油替代能源将达到日产1 0 0 0万桶，其中煤制油将占2 9%。就中国来说，煤炭储量丰富，政府有意愿发展这一产业，煤制油工业有着光明的前景。 1.3 煤液化技术在我国中战略地位 中国将长期坚持能源供应基本立足国的方针, 把煤炭作为主体能源, 这是中国能源安全的基石。长期以来, 中国政府坚持能源生产、消费与环境保护并重的方针, 把支持清洁煤技术的开发应用作为一项重要的战略任务。煤炭直接液化是中国能源战略的组成部分, 对充分利用国资源, 解决石油安全具有重要的战略和现实意义。 2 煤液化的发展状况 2.1 煤液化技术简介 煤液化工艺大致可分为两大部分，即在高温高压条件下把粉煤催化加氢生产液化粗油的液化工艺和把液化粗油加氢裂解的提质加工精制工艺。其中煤液化技术又包括直接液化技术和间接液化技术。 2.1.1 煤直接液化技术 煤的直接液化法，就是以煤为原料，在高温高压条件下，通过催化加氢直接
煤液化技术
《近代化学》课程作业 煤液化技术的研究现状 The research status of coal liquefaction technology 姓名： 专业： 时间：
煤液化技术的研究现状 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。 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。 1煤直接液化 煤的直接液化是指在适当的温度（400~500℃）和压力（20~30MPa）下，催化加氢裂化（热裂、溶剂、萃取、非催化裂化等）成液体烃类，生成少量气体烃，脱出煤中氮、氧和硫等杂原子的深度转化过程[1]。理论上讲，煤加氢液化分为轻度加氢和深度加氢。通过加氢，煤结构中某些键断开，将固态煤转变成液体产物和气态产物。 1.1煤直接液化的技术的进展 煤直接液化技术主要包括[2]：①煤浆配制、输送和预热过程的煤浆制备单元； ②煤在高温、高压条件下进行加氢反应，生成液体产物的反应单元；③将反应生成的残渣、液化油和气态产物分离的分离单元④稳定加氢提质单元。具体流程图如图1所示： 图1：煤直接液化工艺流程简图 自从1913年德国科学家F.Bergiu发明了煤炭直接液化技术后，美国、日本、英国、俄国也都独自研发出了拥有自主知识产权的液化技术。以下简单介绍几种最具代表性的煤炭直接液化工艺，如德国IGOR工艺[3]、美国H TI工艺[4]、日本NEDOL工艺[5]等。 1.1.1德国IGOR工艺 德国矿冶技术及检测公司在20世纪90年代初改进了原DT工艺，形成了先进的IGOR工艺。该工艺是将循环溶剂和加氢液化油提质加工与煤的直接液化结合成一体的新工艺技术。 该工艺与原工艺相比有如下优点：①液化残渣的固液分离改为减压蒸馏，其
煤炭液化技术
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。 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。 第二部分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中型分子，这些分子中包含较多的极性官能团，它们以各种物理力为主，或相互缔合，或与第一部分大分子中的极性基团相缔合，成为三维网络结构的一部分。
煤炭直接液化技术总结
煤炭直接液化技术总结 洁净煤技术——直接液化技术 —、德国IGOR工艺 1981 年，德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法进行了改进，建成日处理煤200 吨的半工业试验装置，操作压力由原来的70 兆帕降至30兆帕，反应温度450?480摄氏度；固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50％。 原理图： IGOR 直接液化法工艺流程 工艺流程：煤与循环溶剂、催化剂、氢气依次进入煤浆预热器和煤浆反应器，反应后的物料进入高温分流器，由高温分流器下部减压阀排出的重质物料经减压闪蒸，分出残渣和闪蒸油，闪蒸油又通过高压泵打入系统，与高温分离器分出的气体及清油一起进入第一固定床反应器，在此进一步加氢后进入分离器。中温分离器分出的重质油作为循环溶剂，气体和轻质油气进入第二固定床反应器再次加氢，通过低温分离器分离出提质后的轻质油品，气体经循环氢压机压缩后循环使用。为了使循环气体中的氢气浓度保持在所需的水平，要补充一定数量的新鲜氢气。 液化油经两步催化加氢，已完成提质加工过程。油中的氮和硫含量可降低到10－5 数量级。此产品经直接蒸馏可得到直馏汽油和柴油，再经重整就可获得高辛烷值汽油。柴油只需加少量添加剂即可得到合格产品。与其他煤的直接液化工艺相比，IGOR工艺的煤处理能力最大，煤液化反应器的空速为0. 36?0. 50 t /（ m3 ? h）。在反应器相同的条件下，IGOR 工艺的生产能力可比其他煤液化工艺高出50%?100%由于煤液化粗油的提质加工与 煤的液化集为一体，IGOR煤液化工艺产出的煤液化油不仅收率高，而且油品质量好。 工艺特点：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失，并在固定床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的损失量降到最小。投资可节约20％左右，并提高了能量效率。反应条件苛刻（温度470C,压力30MPa）;催化剂使用铝工业的废渣（赤泥）；液化反应和加氢精制在高压下进行，可一次得到杂原子含量极低的液化精制油；循环溶剂是加氢油，供 氢性能好，液化转化率高。 优点：（1）煤液化粗油的提质加工与煤的液化集为一体，IGOR煤液化工艺产出的煤 液化油不仅收率高，而且油品质量好。 （2）供氢性能好，液化转化率高 (3) 结构简单，投资少，克服了反应尺寸、能力、压力等诸多方面的局限 (4) 传热效果好，反应温度易控制.
神华煤直接液化工艺技术特点和优势
神华煤直接液化工艺技术特点和优势 神华煤直接液化示范工程采用的煤直接液化工 艺技术是在充分消化吸收国外现有煤直接液化工艺 的基础上，利用先进工程技术，经过工艺开发创新，依靠自身技术力量，形成了具有自主知识产权的神 华煤直接液化工艺 神华煤直接液化工艺技术特点 1) 采用超细水合氧化铁(FeOOH)作为液化催 化剂。以Fe 2 + 为原料，以部分液化原料煤为载体，制成的超细水合氧化铁，粒径小、催化活性高。 2) 过程溶剂采用催化预加氢的供氢溶剂。煤 液化过程溶剂采用催化预加氢，可以制备45% ～50%流动性好的高浓度油煤浆;较强供氢性能的过 程溶剂防止煤浆在预热器加热过程中结焦，供氢溶 剂还可以提高煤液化过程的转化率和油收率。 3)强制循环悬浮床反应器。该类型反应器使 得煤液化反应器轴向温度分布均匀，反应温度控制 容易;由于强制循环悬浮床反应器气体滞留系数低， 反应器液相利用率高;煤液化物料在反应器中有较 高的液速，可以有效阻止煤中矿物质和外加催化剂4)减压蒸馏固液分离。减压蒸馏是一种成熟 有效的脱除沥青和固体的分离方法，减压蒸馏的馏 出物中几乎不含沥青，是循环溶剂的催化加氢的合 格原料，减压蒸馏的残渣含固体50%左右。 5) 循环溶剂和煤液化初级产品采用强制循环 悬浮床加氢。悬浮床反应器较灵活地催化，延长了 稳定加氢的操作周期，避免了固定床反应由于催化 剂积炭压差增大的风险;经稳定加氢的煤液化初级 产品性质稳定，便于加工;与固定床相比，悬浮床操作性更加稳定、操作周期更长、原料适应性更广。神华示范装置运行结果表明，神华煤直接液化 工艺技术先进，是唯一经过工业化规模和长周期运 行验证的煤直接液化工艺。 神华煤直接液化工艺技术优势 1)单系列处理量大。由于采用高效煤液化催 化剂、全部供氢性循环溶剂以及强制循环的悬浮床 反应器，神华煤直接液化工艺单系列处理液化煤量 为6000 t/d。国外大部分煤直接液化采用鼓泡床反 应器的煤直接液化工艺，单系列最大处理液化煤量 为每天2500 ～3000 t。 2)油收率高。神华煤直接液化工艺由于采用
煤气化技术的现状及发展趋势分析
煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。
煤气化技术及其工业应用
煤气化技术及其工业应用 摘要：我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。本文介绍了我国的煤化工行业的发展现状以及煤气化技术的工业应用。 关键词:煤化工,煤气化技术,工业应用 我国是一个以煤炭为主要能源的国家。近几十年来，煤炭在我国的一次能源消费中始终占据主要地位，以煤为主的能源格局在相当长的时间内难以改变。中国传统的煤炭燃烧技术存在综合利用效率低，能耗高、煤炭生产效率低、成本高、环境污染严重等问题，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。 以煤气化为基础的能源及化工系统，不仅能较好的提高煤转化效率和降低污染排放，而且能生产液体燃料和氢气等能源产品，有效缓解交通能源紧张。煤气化技术正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤炭的气化和液化技术、煤气化联合循环发电技术等都已得到工业应用。 煤气化技术包括:备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，其核心是气化炉。按照煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的煤气化方法。 1煤气化工艺概述 煤炭气化是煤洁净利用的关键技术之一，它可以有效的提高碳转化率、冷煤气效率，降低气化过程的氧耗及煤耗。煤气化工艺是以煤或煤焦为原料，氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为煤气的热化学加工过程。 目前世界正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉也是多种多样，最有发展前途的有10余种。所有煤气化技术都有一个共同的特征，即气化炉内煤炭在高温下与气化剂反应，使固体煤炭转化为气体燃料，剩下的含灰残渣排出炉外。气化剂为水蒸气、纯氧、空气、CO2和H2。煤气化的全过程热平衡说明总的气化反应是吸热的，因此必须给气化炉供给足够的热量，才能保持煤气化过程的连续进行。 煤气化根据供热原理大致可分为3种： （1）热分解(约500-1000℃)：加热使煤放出挥发分，再由挥发分得到焦油和燃气(CO、CO2、H2、CH4)，必须由外部供热，残留的固态炭(粉焦和焦炭等)作它用； （2）部分燃烧气化(约900-1600℃)：煤在氧气中部分燃烧产生高温，并加入气化剂(H2O、CO2等)，产生可燃气(CO、CO2、H2)和灰分；
新能源技术应用的现状及发展趋势
目录 摘要 (2) 第一章对能源的认识 (3) 1.1能源的定义 (3) 1.2能源的源头 (3) 1.3能源的种类 (4) 第二章新能源的发展趋势 (5) 2.1 多元化 (5) 2.2 清洁化 (5) 2.3 高效化 (5) 2.4 全球化 (6) 2.5 市场化 (6) 第三章启示与建议 (7)
摘要 我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：物质、能量和信息。组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。 能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子部的能量。 未来对能源的要求有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。 除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。 关键字：能源利用可持续发展环境污染
洁净煤技术的发展及意义
洁净煤技术的发展及意义 摘要：介绍了什么是洁净煤技术以及它的特点，世界上的发达国家和我国洁净煤技术的发展现状，洁净煤技术的发展意义。关键词:洁净煤技术;现状;意义；特点 传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。洁净煤技术计划是能源计划，是涉及整个国民经济中包括生产和用户等多个部门的一项庞大的系统工程。在开发、制定和执行程序上通常分为2个层次，即近期与长远相结合，发展常规技术和发展高新技术相结合，同时启动分期完成。常规的应用技术中有煤的洗选燃烧利用技术，如流化床燃烧、烟气净化等。高新应用技术中有新型发电系统、煤的气化、煤的液化新工艺，如燃料电池发电、磁流体发电、二氧化碳固化及有效利用技术等。 洁净煤技术(clean coal technology,CCT)是洁净、高效利用煤炭的先导性技术,最早由美国学者提出,主要是为了解决美国和加拿大边境的酸雨问题。洁净煤技术是指从煤炭开发到利用全过程中,旨在减少污染物排放和提高利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用而将释放的污染控制在最低水平,实现煤的高效、洁净利用的技术体系。洁净煤技术涵盖了煤炭从“摇篮”到“坟墓”———开采到使用终结的洁净生产和洁净消费的全过程。
从以上分析可知,洁净煤技术具有以下几个显著特点: (1)以高硫煤为原料,以一碳化学为基础,采用多样化工艺,可以实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用; (2)涉及物理学、化学、生物学、地质学等多学科,化工、热工、环境等多技术,是一项多层次多学科、综合性很强的系统工程; (3)注重综合效益,实现了环境友好和经济发展的双重效益,即“经济”和“环境”的双赢。 随着人们对环境的意识，能源的意识增强，而洁净煤技术在减少污染和提高能源效率都有大的贡献，各国都开始发展洁净煤技术。下面是各发达国家在洁净煤技术上的发展情况； 美国是最先提出洁净煤技术计划且组织最严密、成效最大的国家。美国还开展了4项相关技术的研究：煤的直接液化、煤的气化、氢气和合成气、温和气化。欧共体的洁净煤发展计划的主旨是促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用时所造成的环境污染，提高能源转换和利用效率，减少二氧化碳和其他温室气体排放，使燃煤发电更加洁净，通过提高效率减少煤炭消耗。日本为摆脱对石油的过分依赖，开始积极实行洁净煤技术开发计划（新阳光计划），并以煤代油作为能源的基本政策之一。 而从我国情况看，中国能源结构的特点是缺油、少气、富煤，在常规能源中，煤炭储量占90%以上。加上中国属于发展中国家，这就决定了煤炭是主要能源。在新的技术取得成功之前，控制煤炭燃烧中的污染是最现实的措施。中国用煤的70%至75%用于火力发电，因此，限制发电用煤、工业
煤直接液化技术研究与发展
煤直接液化技术研究与发展 摘要：文章介绍了煤炭直接液化技术的发展状况和典型工艺，对其发展趋势和我国的发展前景进行了展望，指出发展煤炭直接液化工艺是我国缓解环境恶化、优化能源机构、解决石油短缺、保证能源安全的有效途径。 关键词：煤炭直接液化；工艺；趋势；前景 伴随着经济的不断发展，世界性的石油短缺将无法避免。因此，各国一直进行着石油代用燃料的开发。在新能源大规模应用之前，煤炭仍是石油和天然气的最佳替代品。其中，煤直接液化技术作为煤炭清洁、高效利用的代表之一，将是未来调整世界能源结构和保证经济正常高速发展的重要技术途径。 1煤炭直接液化技术的发展历程 煤炭直接液化工艺的开发大致经历以下三个阶段： ①在第二次世界大战前及二战期间，以德国为首的国家开发并建设了高温高压加氢液化工艺的生产装置，实现了煤液化技术的首次工业化。随着第二次世界大战的结束，德国的煤直接液化工厂陆续停产。 ②在1973年中东石油危机结束以后，以美国、德国为首的国家重启了煤直接液化技术的研究与开发。在德国的老工艺基础上，提高了催化剂活性，降低了反应压力，大幅度降低了成本。到20世纪80年代初，新工艺基本成熟，但由于成本依然较高，没有实现工业化。 ③20世纪90年代中后期至今。由于石油资源严重匮乏，以中国、日本为代表的亚洲国家，积极开发煤炭直接液化技术，先后完成了工业示范实验。2008 年世界上首套6000 t/d 的神华煤炭直接液化工业示范装置建成，并于年底投入第一次工业运行。 2煤炭直接液化技术 2.1反应机理 煤直接液化是在高温和高压下,借助于供氢溶剂和催化剂,使氢元素进入煤及其衍生物的分子结构,从而将煤转化为液体燃料或化工原料的过程。 2.2工艺单元 ①煤浆制备单元: 磨细原料煤, 并与溶剂、催化剂一起制成油煤浆；②反应单元: 在高温、高压条件下进行催化加氢反应, 得到液化粗产品；③分离单元: 将
煤炭液化技术
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。 第二部 分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中
煤炭科学技术发展现状与展望
煤炭科学技术发展现状 与展望 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
我国煤炭科学技术发展现状与展望随着现代科学技术的快速发展，现代化的新理念、新工艺和新技术不断渗透到煤炭科学技术领域，有力地促进了煤炭科学技术的迅猛发展。我国政府提出的以煤为主体的能源发展战略，颁布的《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，引起了全社会对煤炭工业健康发展的高度关注，也将有效地促进我国煤炭科学技术的不断发展。在“十五”期间，通过广大煤炭科技工作者的不懈努力，奋勇攻关，自主创新，我国煤炭科学技术得到了长足的发展，积极赶超国际先进水平。 一是煤田地质勘探精度不断提高，快速建井技术及巷道掘进技术水平不断提高。应用以高分辨率三维地震勘探技术为核心的精细物探技术，结合其他的高精度、数字勘探技术的推广，在物探条件适宜的矿区可以有效地控制落差5米左右的小断层和直径15米左右的陷落柱，极大地提高了井田的精细化勘探程度，为大型矿井设计提供了资源保障。我国深井、厚冲积层条件下的矿井建设水平不断提高，采用钻井法、冻结法两种凿井工艺，基本解决了近600米厚松散冲积层的矿井建设难题，使该项技术成果达到国际领先水平；我国千米深井凿井技术和工艺取得了突破性进展，使立井井筒施工速度达到每月232米以上，创造了世界纪录；煤巷、半煤岩巷掘进技术装备得到长足发展，研制成功了一系列高可靠性的半煤岩巷掘进机，配合巷道锚杆锚索支护新技术，显着地提
高了巷道掘进施工的机械化水平，为加快我国现代化矿井建设速度提供了有力的技术保障。 二是我国煤矿综采成套装备水平不断提高，高产高效矿井建设取得了巨大成就。近几年来，我国自主研究开发了具有国际先进水平的大功率电牵引采煤机，具有电液控制功能的大采高强力液压支架，大运力重型刮板运输机及转载机，大倾角、大运力胶带输送机，可为开采煤层厚度5米左右、配套能力每小时2500吨、年生产能力600万吨的综采工作面提供成套装备及开采工艺，可在比较复杂的开采条件下实现高产高效。到2005年底，全国符合高产高效矿井建设条件的煤矿共有197个，产煤6.35亿吨，人均工效达到17.5吨，百万吨死亡率为0.045，主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。 三是煤矿瓦斯、火灾灾害治理技术不断改进，煤矿安全生产的技术水平不断提高。在瓦斯防治中全面落实“先抽后采、监侧监控、以风定产”的“十二字方针”，研究成功了地面抽放、本煤层抽放、邻近煤层抽放、采空区抽放等瓦斯抽放技术与装备，目前90％以上的高瓦斯煤矿开展了瓦斯抽放工作，年抽放量达到20多亿立方米，其中40％被用于瓦斯发电或作为民用燃料。基于计算机网络系统的全矿井安全监测系统和远程集中监控系统被普遍推广应用，在煤矿瓦斯事故监控和防治中发挥了重要作用。
煤炭气化技术的进展(论文)
煤炭气化技术的进展 《摘要》：煤炭气化技术是我国煤炭高效洁净利用的关键技术，本文主要阐述了煤炭气化技术的基本原理、过程和发展概况，以及在总结我国多年来研究开发煤气化工艺技术的基础上，对该技术的发展趋势以及发展煤炭气化的必要性进行了相关介绍。 《关键词》：煤炭气化；工业应用；发展现状；发展趋势； Abstract： Coal gasification technology is the key technology of efficient and clean use of coal in our country, this paper describes the basic principle, process and development of coal gasification technology, and based on the summary of our country for many years research and development of coal gasification technology, the necessity of the development trend of the technology and development of coal gasification was introduced. Key words ： Coal gasification; Industrial application; Development Status; development trend; 引言 煤炭气化是指以煤或以煤焦为原料，以氧气(空气，富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在一定温度和压力下通过化学反应将固体煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的热化学过程。本文就煤炭气化技术及发展趋势作简要介绍。 煤炭在我国能源生产与消费结构中一直占主导地位。煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来源。因此，发展洁净煤技术、提高煤炭利用率是我国能源发展战略的必然选择。作为洁净、高效利用煤炭的先进技术之一的煤炭气化技术是我国能源领域重点发展对象，是煤炭化工合成、煤炭直接／间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。煤炭气化技术分为地面气化和地下气化2种。笔者根据自己掌握的煤化工基础理论，结合多年积累的煤气化工作实践经验，着重从工程应用角度对煤气化的发展道路作初步探讨，并提出参考性意见。 1 煤的气化原理及气化工艺 1．1 煤炭气化的基本原理及过程 在气化炉内，煤炭经历了干燥、干馏、气化和燃烧等几个过程。 干燥：原料煤进人气化炉后受热，大约在200~C煤孔中吸附态或吸藏的气体及水分首先被脱除。干馏：干馏是脱除挥发分过程，当干燥煤的温度进一步提高，煤中的挥发物从煤中逸出。 气化过程的基本反应：经干馏后得到的半焦与气流中的H2O，CO：，H2：等反应，生成可燃性气体等产物，其主要反应有碳与水蒸气的反应，碳与二氧化碳的反应，甲烷生成反应，变换反应。燃烧：经气化后残留的半焦与气化剂中的氧进行燃烧。由于碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应都是强烈的吸热反应，因此气化炉内要保持高温才能维持吸热反应的进行。 煤中硫、氮的反应：除了以上反应外，气化过程同时还有s、N等杂原子发生的反应，其反应会引起腐蚀和环境污染，因此须经净化工艺将其脱除。 1．2 煤炭气化工艺 煤炭气化工艺按照不同的分类标准有多种分类方法，本文只介绍其中两类。 按煤炭是否需要开采分类：按该标准分为地面气化和地下气化，①地面气化。煤的地面气化是指原料煤炭预先开采出来，在地面气化炉内进行气化反应生成煤气的过程，目前开发应用的绝大多数属于地面气化；②地下气化。煤炭地下气化是通过在地下煤层中直接构筑“气化炉”，通入气化剂，有控制地使煤炭在地下进行气化反应，使煤炭在原地自然状态下转化为可燃气体并输送到地面的过程。 地下气化的基本特征：①煤层不发生移动，但气化过程中各气化反应区的位置和燃空区状态时刻都在变化；②地下气化进行到一定程度后，对于较薄煤层，气化剂只能在与煤壁接触的单一表面上反应，另外三个表面为顶板，底板及反应完的灰渣和顶板塌陷物，因此没有地面气化炉金属外壳似的密闭层，气体会在空间中扩散；③由于气化反应过程和加热过程的不均匀性及加热过程范围扩大，反应过程产生的热量不仅随气流带向出口方向，同时也通过热辐射、对流、传导等过程将热量传至煤层纵向的深部，并沿煤层深度形成温度梯度，煤层温度不同，其所发生的反应也不同。因此在煤层纵深方向上可分为：燃控带，焦化带，干流带，干燥带，煤层自燃带。 与地面气化相比，地下气化最大的技术瓶颈是不可视和不可控，因受煤层赋存条件复杂、测温技
现代化煤直接液化技术进展通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD683 现代化煤直接液化技术进展通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
现代化煤直接液化技术进展通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 我国是一个富煤贫油少气的国家，煤炭资源探明剩余可采储量为1842 亿t，石油资源探明剩余经济可采储量为20.4 亿t，天然气资源探明剩余经济可采储量为23900 亿m3，这样的能源结构决定了中国煤炭价格要大大低于油气价格，煤炭价格的上涨速度也大大低于油气价格的上涨速度。近年来，我国石油进口量不断增加，对外依存度已超过40%，已经严重威胁到我国国家的能源安全问题。面对这样的现实，为了缓解我国石油严重短缺的现状，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，越来越受到了国人的重 视和青睐。 “煤制油”的科学名称为“煤液化”，实施煤液化目是事关国家能源安全的重大战略选择。煤直接液化是国家“十五”期间12 个高技术工程项目之一，受到各方关注，国外专家也积极参与[1-3]。所谓煤液化，就是指把固体的煤炭通过化学加工的方法，使其转化为液体燃料、化工原料等产品。根据加工路线的不同，通常把煤液化分为直接
我国煤化工产业概况及其发展趋势
我国煤化工产业概况及其发展趋势 煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1 煤化工产业发展概况 1．1 煤炭焦化 焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为3.2～3.4亿t/a，直接消耗原料精煤约4.5亿t/a 。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/ a。 目前，我国焦炭产量约1.2亿t/a，居世界第一，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。 全国有各类机械化焦炉约750座以上，年设计炼焦能力约9000万t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m以上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化
技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显著提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。 焦炭成为我国的主要出口产品之一，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。 从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2 煤气化及其合成技术 1.2.1 煤气化 煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm 3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。 煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。 煤气化技术的发展和作用引起国煤炭行业的关注。“九五”期间，