神华煤直接液化项目
神华煤直接液化工艺及PU情况介绍-神华舒歌平
• 停留时间：0.37t/m3h Residence time: 0.37t/m3h • 油收率：37% Oil Yield Rate: 37%
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
油收率 45% 44% 51% 58% 54% 58%
日本 日本
BCL NEDOL
50 150
煤直接液化工艺发展概况
Development of DCL Process
煤直接液化工艺发展经历了三个阶段的 革命性进步。
DCL Process has reached 3 milestones
主要特征表现在循环溶剂制备工艺上， 即固液分离工艺和溶剂加工技术。
煤炭直接液化工艺发展概况
Development of Direct Coal Liquefaction (DCL) Process
煤炭直接液化工艺 DCL Process
煤炭直接液化技术1913年德国人发明，二战期间，德 国的煤直接液化工厂生产能力达到年产423万吨成品油。 DCL technology was invented in 1913 in Germany, during World WarⅡ, the country’s DCL capacity reached 4.23 million ton oil per year 目标是破坏煤的有机结构，并进行加氢，使其成为液 体产物。虽然开发了多种不同种类的煤炭直接液化工 艺，但就基本化学反应而言，它们非常接近。 There are several DCL technologies, but the basic chemical reactions are similar that destroy the to Coal’s organic structure and then hydrogenation
一图读懂神华煤直接液化之工艺机理
一图读懂神华煤直接液化之工艺机理
煤化工知库 CTX
神华煤直接液化工程是世界上第一套大型煤直接液化示范装置，具有自主知识产权，包括煤粉制备、催化剂制备、煤直接液化、加氢稳定、加氢改质、煤制氢、轻烃回收、气体脱硫、硫磺回收、酚回收等。
煤直接液化工艺机理如下：
煤直接液化工艺机理图
煤直接液化是将预先制备的煤粉分散溶解在以稠环芳烃为主的循环供氢溶剂中，在高温高压和自主知识产权的新型“863”催化剂作用下发生热解和加氢裂化反应，使煤中大分子缩合芳香环桥键断裂并加氢为低分子的液化油烃，并经常、减压蒸馏所得液化粗油中，主要是含氧、氮杂原子及固体颗粒物高的富芳烃宽馏分的重质油，进入加氢稳定工序处理。
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神华煤直接液化工艺及PU情况介绍-神华舒歌平
德国新IG工艺
Coal slurry: 40%
煤浆，40%浓度 R
Germany’s new IG Process
H S
溶剂，不含沥青
Solvent (non-bitumen)
减 压 闪 蒸
Flash Vaporization
残渣
Residue
• 操作条件：压力300bar，催化剂：赤泥
Operation condition: pressure 300bar Catalysts: Red Mud
分离单元 Separation unit
水
Water
液化油 Oil 残渣 Residue
煤炭直接液化工艺
煤炭直接液化是目前由煤生产液体产品 方法中最有效的路线。液体产率超过 70%（以无水无灰基煤计算），工艺的 总热效率通常在60-70%。
DCL is the most efficient way of Coal Liquefaction so far, through this way the Liquids yield rate over 70% (based on waterless and ashless coal) and the total thermal efficiency at 60-70%
神华煤直接液化工艺 及PDU情况介绍
Shenhua Direct Coal Liquefaction Process and PDU Introduction 舒歌平 Shu Geping 神华煤制油研究中心有限公司
Shenhua Coal Liquefaction R&D Co., Ltd
2007.6
• 停留时间：0.5t/m3h Residence time: 0.5t/m3h • 油收率：50% Oil Yield Rate: 50% • 由于溶剂中没有了沥青，处理能力增加，压力降低， 油收率增加 The pressure decreased, capacity increased and Oil Yield Rate increased, as the solvent without bitumen
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。
神华煤直接液化项目减压炉结焦分析
ห้องสมุดไป่ตู้减压炉炉管
一
３ ７ ９ ． ８ ４ ７ ３ ６ ７ ． ３ ９ ５
４ ２ ３ ． ４ １ ０ ４ ３ １ ． ９ ７ ８
常 底 泵 出 口流 量
６ ８ ４
３ １ ３
２ 结焦原因及其对策
２ ． １ 结焦 原因 减 压 炉 炉 管 内物 料 呈气 液 固三 相 共 存 加 热 的 特 性 ，极 易 造成 含 固物 料 在 炉 管 内堵 塞 结焦 。造 成 减压 塔炉 管结焦 的主 要原 因 ：
０ ． ８ ４ ２ Ｏ ． ８ １ ２
４ １ ５ ． ５ ３ ５ ３ ９ ５ ． ７ ７ ０
４ ０ ４ ． ９ １ ４ ３ ９ ５ ． １ １ ０
减压炉炉管
一
壁温
壁温
℃ ℃
℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ｔ ／ ｈ
３ ９ ５ ． ６ １ ０ ３ ６ ６ ． ５ ８ ３
６ ０ 一 ● 腐蚀防护
一
石 ２ 油 和 化 工 设 备
０ １ ３ 年第 １ ６ 卷
表３ 常压塔降压操作前后数据
项目
塔 顶 压 力
单位
Ｍ Ｐ ａ
原设计值
０ ． ８
原实际值
流速
单位
℃ ｔ ／ ｈ
ｍ ／ ｓ
Ｍ Ｐ ａ
高 负荷
３ ３ ３ ４ ６ １
１ ． ５ ７ ６ １
０ ． ０ ５ ２
低 负荷
３ １ Ｏ １ ７ ５
０ ． ５ ９ ８ ３
０ ． ０ ３ ０
减压 炉 炉 管 差 压
Ｍ Ｐ ａ
Ｍ Ｐ ａ Ｍ Ｐ ａ
从表１ 可 以看 出 ：装置 最低 负 荷 时的入 口流 量 比最高 负荷 降低 了２ ８ ６ ｔ ／ ｈ ；各 炉 管 的压 差 也相 应 降 低 了０ ． ０ ３ ＭＰ ａ 左 右 ；流 速 下 降 了０ ． ９ ８ ｍ／ ｓ ，仅 为最 高 负 荷 的３ ７ ． ９ ６ ％。 为避 免炉 管局 部 结焦 ，不 得不 降低减底 进料 温度 。 （ ２ ）含 固物 料进 入 炉管 前后 压差 较 大 ，容 易
中国神华煤直接液化工艺的工艺流程
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提高直螺纹钢筋套筒连接一次性合格率
序 号
姓名
性别 年龄 组内职务
组内分工
职称
文化程度
1 马跃军 男
38
组长
小组活动组 织管理
助理工程师
大学专科
2 薛颖悟 男
31
副组长
技术指导
工程师
大学本科
3 王春华 男
26
技术主管
现场施工全 面管理
助理工程师
大学本科
4 左媛媛 女 5 常仁存 男 6 靳红超 男 7 王静 女 8 陈学斌 男 9 马钢强 男 10 郭振东 男
目录
一、工程概况 二、小组概况 三、选题理由 四、现状调查 五、设定目标 六、原因分析 七、要因确认 八、制定对策 九、对策实施 十、效果检查 十一、巩固措施 十二、遗留问题及今后打算
一、工程概况
神华煤直接液化项目位于内蒙古自治区.鄂尔多斯市.马家塔 镇。该项目为现今世界上最大也是首套煤直接液化项目，国家重 点工程。经过多年筹备，国务院于2001年3月批准了项目建议书， 2002年8月批准了可行性研究报告。2004年8月国务院主管部门批 准项目开工建设。
四、现状调查
调查一： 中心化验楼及环保监测站、联合车间办公楼、全厂浴室等三 个单元建筑物为先期工程，下面为该三个单元刚开始3天内 4个 施工班组每连接100个接头，一次性合格率的二次跟踪调查结 果：
合格率(%)
图表１直螺纹钢筋套筒连接一次性合格率调查
100
98
86
87 90
93
100 87
90
80
60
40
20
一组 二组 三组 四组
0
第一次检查
制图人：王春华
第二次检查
日 期：2006-6-10
神华煤直接液化装置膜分离系统优化方案
设 计值 （ １ １ ０ ％ ） 运 行 值
８ ６ ． ２ ５
６． ８ ５
运 行 值
９ ３ ． ０１
２． ９３ ８
运 行 值
８ ３ ． ９ ８
７． ９ ４
运 行 值
５ １ ． ８ ｌ
２３ ．３ ４
８ ３ ． ９ ５
７ ．６ ６
Ｃ ２
Ｃ３ Ｉ Ｃａ
液 滴 ，再 经 加 热 器进 入 第 一 级 膜 分 离 器 ，渗 透 侧 氢 气 作 为煤 液 化 装 置循 环 氢 进 入 膜 分 离氢 压缩 机 升 压 ， 与新 氢 混 合 进 入 系 统参 与 煤 液 化 反 应 ，第 级 膜 的 非渗 透 气 再 经膜 间加 热 器 进 入 第 二级 膜
一 ７ ７ 一
分 离器 进行 分 离 ，二级 膜 渗 透气 送 去 脱硫 装 置 进行 脱硫 处 理 ，二级 非 渗透 气 进 入尾 气 冷却 器 冷却 后 送 入 轻 烃 回收装 置 回收 利用 。 １ ． ２膜 分离 系统 设计 及运 行 数据
表１ 膜分离优化 前设计 数据 与运 行数 据对比
７ ６
石 油和 化 工设 备 ２ ０ ］ ３ 年第 １ ６ 卷
神华煤直接液化装置膜分离系统优化方案
王喜武
（ 神 华 鄂 尔 多斯 煤 制油 分 公司 ， 内蒙 古 鄂 尔 多 斯 Ｏ１ ７ ２ ０ ９）
［ 摘 要］ 以神华煤直接 液化 装置膜分 离系统为例 ，分析 了膜分 离系统运行现状 ，在对煤直接 液化装置膜分 离系统进行模拟 计算 的基础上 ，对改造方案进行 分析 和比较 ，最终提 出优化方案。采用该优化 方案后 ，膜分 离渗透侧氢气纯度Ａ ＆ ９ ３ ％ 提 高到 ９ ５ ． ５ ％ ，回收氢气１ ０ ８ Ｏ Ｏ Ｎ ｍ ／ ｈ ，年节约生产 费用４ ８ ２ １ 万元。 ［ 关键词］神华；煤 直接 液化 ；膜分 离；优化方案
神华煤直接液化工艺简介
神华煤直接液化工艺简介根据煤直接液化过程中溶剂的作用机理,即溶解煤并分散热解产生的自由基,和及时提供活性氢使自由基稳定,防止发生聚合反应,就要求循环溶剂具有对重质芳香物的溶解性好,同时又有能够释放出氢的化合物。
显然,合适的循环溶剂只能是含有较多稠环芳香烃并经部分加氢的物料。
一般认为,供氢溶剂中提供的氢的反应活性比气态氢要高许多,在高压催化加氢体系中,气相氢是通过与溶剂反应后再转移至煤的。
所以,对循环溶剂的加氢深度要适宜,才能保证溶剂中氢的反应活性高,数量多。
在神华煤直接液化工艺中,将常压蒸馏塔全部馏出物和减压蒸馏塔的全部馏出物进入T-Star装置,按供氢溶剂要求的深度加氢后提供供氢溶剂。
煤浆制备采用全部供氢溶剂配制。
神华煤直接液化工艺采用全部加氢溶剂后,煤浆浓度为45%时,粘度为90厘泊(60℃),煤浆浓度为48%时,粘度为240厘泊(60℃)。
采用减压蒸馏,并通过对其馏份油进行适宜深度的加氢后,作为循环溶剂是保证循环溶剂质量的可靠方法。
因为减压蒸馏分离出的重油含有大量的稠环芳烃,只含极少量的沥青和固体物,通过控制加氢深度来部分饱和稠环芳烃,是其即有溶解分散能力,又有供氢性能。
并且以此溶剂可以配制高浓度的油煤浆,而油煤浆的粘度却适中。
同时,由于溶剂性能的提高,液化条件可以大大缓和,煤在反应器的停留时间可以大大减少,反应器利用率可以提高。
煤液化反应中,除了含有液化生成油外,还含有大量的固体残渣(包括灰和未转化的煤与催化剂)以及沥青类。
因此,对煤液化反应生成物的固液分离,是构成煤液化工艺的一个重要部分。
众所周知,已有的煤液化固液分离方案包括:减压蒸馏、过滤分离和溶剂萃取等。
考虑到技术可靠性、设备的适用性和对分离出的固、液要求指标,以及这些技术在现有工业上的使用效果和成熟程度。
神华煤液化项目选择减压蒸馏技术来分离固液,原因是:1)该技术在炼油化工领域大量使用并且十分成熟;2)采用该技术所获得的油收率并不低。
为了国家的能源安全——写在神华集团百万吨级煤直接液化关键技术及示范项目通过鉴定之际
座 座 大 山 ，如 今他 们 正 以如 虹 的
气 势 向着 更高 的 目标 进 发 。
高路 入云景色新
如果 说 煤 直 接 液 化 工 程 是 化 工 行 业 的珠 穆 朗玛 峰 ，那 么神 华 就 是 那 敢 于攀 登 最 高峰 的登 山者 。
容辞 的责任。经过刻苦研发， 神华煤 制油人集成创新了降膜式多效蒸发 等多项环保技术 ， 实现污水全部回收 利用，气体达标排放 ，液化残渣、气 化和锅炉灰渣全部综合利用。 尤为值 得一提的是， 探索研究了二氧化碳捕 集和封存 （ Ｃ ）关键技术 ，并实施 Ｃ Ｓ
斯煤直接液化工程现场视察。在工 程建设期间， 吴邦国委员长、 温家宝 总理等国家领导人 陆续到工程现场
视 察 。给 了神 华 煤 直 接 液 化 工程 建
在神 华的科技攻关过程 中 ，主要有 四个技术 “ 瓶颈” “ ， 一是如何在缓和 的条件下， 提高转化效率；二是如何
防止矿物质的沉 积和煤浆的结焦 ； 三是如何减缓设备 的磨损 ，延长操
伟大的事业 ， 神华人倾尽全力。 在这 次鉴定会上 ，神华集 团总经理张玉
卓 动情 地说 ：“ 十 年 的研 究 开发 和 在
成和运行方面进行全面的技术革新 。 针对 “ 煤直接液化核心工艺放 大、 超大型设备制造和安装、 首套工 业化示范装置 的安全稳定长周期运
行 ” 大世界 性技 术难题 ， 三 神华集 团 在 工 程化 过 程 中 ，开 发 了 防止 反 应
严峻 的现实迫使神华人忧国家 之忧 ，急国家之急 ，经过反复论证、
申报 ， ０４ ， ２０ 年 国家发 改委批 复 了煤
直接 液化项 目第一条 生产线开工 。
从 此 ，鄂 尔 多斯 大 漠 边 上 多 了一 群