煤炭直接液化、间接液化等化技术的比较

10MPa，有利于降低总投资和运行费用。 （3）采用瞬间涡流藏煤干燥技术，在煤干燥的同时可以增加原煤的比表面积
和孔容积。同时可以减少煤颗粒粒度，有利于煤加氢液化反应的强化。 （4）采用半离线固定床催化反应器对液化粗油进行加氢精制，便于操作。
缺点： （1）没有大规模中试装置运行检验和验证。技术不成熟。 （2）催化剂回收经济性不确定。 （3）液化条件对煤质要求高。
离相对困难。
（4）氢耗量大，一般在6％-10％。工艺过程中不仅要补充大量新氢，还需要 循环油作供氢溶剂，使装置的生产能力降低。
（5）工艺不够成熟。目前国内只有神华一套产业化装置在运行，而且运行不 稳定。
3.工艺选择
同一煤种在既适合间接液化工艺又适合直接液化工艺的前提条件下，若间接 液化与直接液化两种工艺均以生产燃料油品为主、化学品为副，则煤直接液化的 经济效益将明显优于前者，以选择直接液化为好。如果以生产化学品（直链烃） 为主、燃料油品为副，则间接液化的经济效益将明显优于后者，故以选择间接液 化为好。
工艺特点：一是采用了自行开发的瞬间涡流仓煤粉干燥技术，使煤发生热粉 碎和气孔破裂，水分在很短的时间内降到 1.5％～2％，并使煤的比表面积增加了 数倍，有利于改善反应活性。该技术主要适用于对含内在水分较高的褐煤进行干 燥。二是采用了先进高效的钼催化剂，即钼酸铵和三氧化二钼。催化剂添加量为 0.02％～0.05％，而且这种催化剂中的钼可以回收 85％～95％。三是针对高活性 褐煤，液化压力低，可降低建厂投资和运行费用，设备制造难度小。由于采用了 钼催化剂，俄罗斯高活性褐煤的液化反应压力可降低到 6～10MPa，减少投资和 动力消耗，降低成本，提高可靠性和安全性。但是对烟煤液化，必须把压力提高。 5.神华煤直接液化工艺.
3.NEDOL的烟煤液化工艺
优点： （1）反应压力相对传统工艺较低。压力为17～19MPa，反应温度455—465℃。 （2）催化剂价格低廉。采用合成硫化铁或天然硫铁矿。 （3）固液分离方法简便。采用蒸馏的方法进行固液分离。 （4）两个加氢提质反应器采用离线的方式，操作灵活，加氢催化剂寿命得到
保障。 （5）溶剂供氢能力强。配煤浆用的循环剂单独加氧。
系统内。该液化油经过蒸馏就可以得到十六烷值大于45的柴油，汽油馏分再经重 整即可得到高辛烷值汽油。 缺点：
（1）反应条件苛刻：温度470℃，压力30MPa。 （2）投资高。 （3）单系列处理量相对神华工艺要小。
2.美国的HTI工艺
优点： （1）反应条件相对IGOR温和。反应温度440-450℃，反应压力17 MPa；
目前国内外的主要工艺有： 1.美国HTI工艺
该工艺是在两段催化液化法和H－COAL工艺基础上发展起来的，采用近十 年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂（GelCatTM）。反应温度 420～450℃，反应压力17MPa；采用特殊的液体循环沸腾床反应器，达到全返混 反应器模式；催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂。在高温 分离器后面串联一台加氢固定床反应器，对液化油进行在线加氢精制。 2.日本 NEDOL 工艺
2.直接液化工艺
优点： （1）油收率高。例如采用 HTI 工艺。神东煤的油收率可高达 63％到 68％。 （2）煤消耗量小。一般情况下．1吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油，
加上制氢用煤，约3—4吨原料产1吨液化油。 （3）馏份油以汽、柴油为主，目标产品的选择性相对较高。 （4）油煤浆进料，设备体积小，投资低，运行费用低。
缺点： （1）液化油含有较多的杂原子，还需加氢提质才能得到合格产品。 （2）单系列处理量相对神华工艺要小。 （3）相对俄罗斯FFI工艺，反应条件苛刻。 （4）工艺不适用于褐煤。
4.俄罗斯FFI工艺
优点： （1）催化剂可以回收。催化剂Mo可采用离心溶剂循环和焚烧两步回收，报
道称回收率95%以上。 （2）反应条件温和。褐煤加氢液化压力6.0MPa，烟煤次烟煤加氢液化压力
（3）煤种适应性强。间接液化不仅适用于年轻煤种（褐煤、烟煤等），而且 特别适合中国主要煤炭资源（年老煤、高灰煤等）的转化。
（4）间接液化的产品非常洁净，无硫氮等污染物，可以加工成优良的柴油（十 六烷值75），航煤，汽油等多种燃料，并且可以提供优质的石油化工原料。
（5）工艺成熟，有稳定运行的产业化工厂。煤间接液化的大型工业过程在南 非经过50年的生产实践。目前已经形成了年产500多万吨油品和约200万吨化学品 的产业，是南非的支柱产业。 缺点： （1）油收率低。煤消耗量大，一般情况下，约5—7t原煤产lt成品油。 （2）反应物均为气相，设备体积庞大，投资高，运行费用高。 （3）目标产品的选择性较低，合成副产物较多。正构链烃的范围可从C1至C100； 随合成温度的降低，重烃类（如蜡油）产量增大。轻烃类（如CH4，C2H4，C2H6 等）产量减少。
转化率/% 93.5
97.5
生成水/% 13.8
28.6
烯烃油/% 67.2
58.6
残渣/%
13.4
11.7
氢耗/%
8.7
11.2
注：daf 煤
可以 鼓泡床 465 18 天然黄铁矿
3-4%
未进行 平推流 425~435 6~10 乳化 Mo 0.02％～ 0.05％
已进行 强制内循环悬浮床
455 19 人工合成铁基
煤炭液化技术比较
汇编日期：2011 年 7 月 4 日
一．煤间接液化介绍
煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气，然后以合成气为原料，在一 定温度、压力和催化剂存在下，通过F-T合成为烃类燃料油及化工原料和产品的 工艺。包括煤气化制取合成气、催化合成烃类产品以及产品分离和改制加工等过 程。煤炭间接液化技术主要有南非的萨索尔（Sasol）费托合成法、美国的Mobil （甲醇制汽油法）和荷兰SHELL的中质馏分合成（SMDS）间接液化工艺。
缺点： （1）反应条件相对较苛刻。如德国老工艺液化压力甚至高达70MPa。现代工
艺如IGOR、HTI、NEDOL等液化压力也达到17-30MPa。液化温度420—470℃。 （2）煤种适应范围窄。直接液化主要适用于褐煤、长焰煤、气煤、不粘煤、
弱粘煤等年轻煤。 （3）出液化反应器的产物组成较复杂。液、固两相混合物由于粘度较高，分
工业化程度 可以
反应器类型 悬浮床
温度/℃ 压力/MPa
440-450 17
催化剂
GelCaTM
可以 鼓泡床 470 30 炼铝赤泥
用量/%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0.5
3-5%
固液分离方 法 在线加氢 循环溶剂加 氢 工业性试验 规模
临界溶剂萃取 有或无 部分
600t/d
减压蒸馏 有 在线
200t/d
试验煤
神华煤
先锋褐煤
该工艺对美国 HTI 工艺进行了优化。采用两段反应，反应温度 455℃，压力 19MPa，采用人工合成超细铁基催化剂，催化剂用量 1.0%（质量）（Fe/干煤）。 采用较成熟的减压蒸馏进行固液分离，循环溶剂全部加氢。C4 以上油收率为 55％ 左右，油品重馏分较多，适宜于柴油产品的生产。
三.煤间接液化与直接液化的比较
1.间接液化工艺
优点： （1）合成条件较温和。无论是固定床、流化床还是浆态床，反应温度均低于
350℃，反应压力2.0—3.0MPa。 （2）转化率高。如SASOL公司SAS工艺采用熔铁催化剂，合成气的一次通过
转化率达到60％以上．循环比为2．0时，总转化率即达90％左右。SheⅡ公司的 SMDS工艺采用钴基催化荆，转化率甚至更高。
（4）固液分离采用成熟可靠的减压蒸馏方式。 （5）加氢采用T-Star工艺。T-Star 工艺溶剂加氢比日本的固定床溶剂加氢和 德国的在线固定床加氢更稳定、操作周期更长 缺点： （1）减压蒸馏，液体油品和固体分离不完全，油品损失多。 （2）相对俄罗斯FFI工艺，反应条件苛刻。 （3）减压阀芯使用寿命短。 （4）不适用于褐煤。
5.神华直接液化技术
优点： （1）催化剂为自主研发，原料国内供给充足，价格便宜，制备工艺简单，操
作稳定。活性高、添加量少。油收率高。 （2）供氢溶剂预加氢，供氢能力强。 （3）强制循环悬浮床反应器具有空塔液速高，矿物质不易沉积；反应温度控
制容易，产品性质稳定；气体滞留系数低，反应器利用率高；有大的高径比，单 系列处理量大等优点
（2）催化剂活性高，用量少。催化剂为胶体铁基催化剂。 （3）液化油收率高。固液分离采用超临界溶剂萃取方法，从液化残渣中最大 限度地回收重油，从而大幅度提高了液化油收率。 （4） 氢耗低。 缺点： （1）用甲苯类溶剂萃取物做循环溶剂使用时，因沥青烯的存在和积累会导致 煤浆粘度上升，使操作出现问题。 （2）相对俄罗斯 FFI 工艺，反应条件苛刻。 （3）工艺不适用于褐煤。
F-T合成的特点是：合成条件较温和，无论是固定床、流化床还是浆态床， 反应温度均低于350℃，反应压力2.0-3.0MPa；转化率高，如SASOL公司SAS工 艺采用熔铁催化剂，合成气的一次通过转化率达到60％以上，循环比为2.0时， 总转化率即达90％左右。
二．煤直接液化介绍
煤的直接液化是煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化生成液体烃类及少 量气体烃，脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的转化过程。
该工艺由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等 4 个主要单元组成。反应压力 17M～19MPa，反应温度为 430～465℃；催化剂采 用合成硫化铁或天然硫铁矿。离线加氢方式。
3.德国煤液化新工艺（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
1.0%
减压蒸馏
减压蒸馏
减压蒸馏
无
有
无
离线
半离线
离线
150t/d
神华煤
89.5 7.3 52.8 28.1 6.1