煤炭直接液化技术及其发展趋势
煤直接液化概述
4.煤直接液化工业化
21世纪
神华煤直接液化项目
4.煤直接液化工业化
中国
神华煤直接 液化工艺
500万
2018~至今
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>60
5.煤直接液化前景
[1]韩来喜.煤直接液化工业示范装置运行情况及前景 分析[J].石油炼制与化工,2011,42(08):47-51.
5.煤直接液化前景
谢 谢
煤直接液化（DCL）
汇报人：xie
化工学院
主要内容
1.煤-石油化学基础 2.煤直接液化基本原理
3.煤直接液化工艺 4.煤直接液化工业化 5.煤直接液化前景
1.煤-石油化学基础
原因：①我国总的能源特征是“富煤、贫油、少气”，
煤炭在我国石化能源总储量中居于首位，高达90%， 而石油和天然气储量总共不到10%。②促进煤炭产业 转型，实现煤炭清洁高效利用。
3.煤直接液化工艺
4 个主要工艺单元:
① 煤浆制备单元。将煤破碎至 0. 15 mm 以下，与溶剂、催
化剂制备成均匀的油煤浆。
② 反应单元。高温高压条件下在反应器内进行煤直接加氢反 应生成液体物。 ③ 分离单元。分离出加氢液化反应生成的气体、液化油和固 体残渣。
④ 提质加工单元。对液化油进行加氢精制，进行芳环饱和和
煤：高等植物在泥炭沼泽中持续生长和死亡，其残
骸不断堆积，经过长期而复杂的生物化学和物理化
学作用，逐步演化成泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。 由植物转化为煤要经历复杂而漫长的过程。一般需 要几千万年到几亿年的时间，整个成煤作用过程可 分为两个阶段，即由植物残骸转变为泥炭的泥炭化 作用阶段和泥炭转变为褐煤，烟煤，无烟煤的煤化 作用阶段。
2.煤直接液化基本原理
煤直接液化工业示范装置运行情况及前景分析
大 庆油 田的发现 而 中断 。我 国煤 炭 科 学 研 究 总 院 北京 煤 化所 （ 以下简 称北 京煤 化所 ） １ ８ 年 重新 自 ９０
燃 料和 其 它化工 产 品 的过程 Ｌ 。 １ ］ １１ ９ ３年 ， 国 的柏 吉 乌 斯 首 先 研 究 了煤 的 高 德
化 油 的提 质加 工研 究 ， 加 氢 精 制 、 氢 裂化 和 重 经 加 整 等 工艺 的组 合 ， 功 地 将 液 化 粗 油加 工 成 合 格 成 的汽 油 、 油 和 喷 气 燃 料［ 。神 华 集 团有 限 责 任 柴 ２ ］ 公 司在 与北 京煤 化 所 合作 的基 础 上 开 发 了神 华 煤 直 接液 化 工 艺 ， 成 百万 吨 级 煤 直 接 液 化 工 艺 示 建 范 装置 。本 课 题 主要 介 绍 该 装 置 的 运 行 情 况 ， 对
示 意见 图 １ 。煤 浆 制 备 单 元 是 将 溶 剂 油 与 煤 粉 混
合 并按 比例 制 成 煤 浆 ， 浆 经 高 压 煤 浆 泵 升 压 后 煤
与氢气混 合 被送 入 ２台 串联 的 全 返混 沸 腾 床 反 应 器， 反应 器 内径 ４ ８ｍ， 线 高度 ３ ． ． 切 ４ ５ｍ。２台反 应 器加 权 平 均 反 应温 度 控 制 在 ４ ５℃ ， 一 反 应 ５ 第
石
加 工 工 艺
油
炼
制
与
化
工
２ １ 年 ８月 ０１
Ｐ ＥＴＲＯＬＥＵＭ ＲＯＣＥＳ Ｉ Ｐ Ｓ ＮＧ ＡＮＤ ＰＥＴＲ０ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
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。
煤直接液化法和煤液化的基础知识
煤直接液化煤直接液化，煤液化方法之一。
将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程。
因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。
沿革煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。
1869年，M.贝特洛用碘化氢在温度270℃下与煤作用,得到烃类油和沥青状物质。
1914年德国化学家F.柏吉斯研究氢压下煤的液化，同年与J.比尔维勒共同取得此项试验的专利权。
1926年，德国法本公司研究出高效加氢催化剂，用柏吉斯法建成一座由褐煤高压加氢液化制取液体燃料(汽油、柴油等)的工厂。
第二次世界大战前，德国由煤及低温干馏煤焦油生产液体燃料，1938年已达到年产1.5Mt的水平，第二次世界大战后期,总生产能力达到4Mt；1935年,英国卜内门化学工业公司在英国比灵赫姆也建起一座由煤及煤焦油生产液体燃料的加氢厂，年产150kt。
此外,日本、法国、加拿大及美国也建过一些实验厂。
战后，由于石油价格下降，煤液化产品经济上无法与天然石油竞争，遂相继倒闭，甚至实验装置也都停止试验。
至60年代初，特别是1973年石油大幅度提价后，煤直接液化工作又受到重视，并开发了一批新的加工过程，如美国的溶剂精炼煤法、埃克森供氢溶剂法、氢煤法等。
埃克森供氢溶剂法简称EDS法,为美国埃克森研究和工程公司1976年开发的技术。
原理是借助供氢溶剂的作用，在一定温度和压力下将煤加氢液化成液体燃料。
建有日处理250t煤的半工业试验装置。
其工艺流程主要包括原料混合、加氢液化和产物分离几个部分（图1）。
首先将煤、循环溶剂和供氢溶剂（即加氢后的循环溶剂）制成煤浆，与氢气混合后进入反应器。
反应温度425～450℃，压力10～14MPa,停留时间30～100min。
反应产物经蒸馏分离后，残油一部分作为溶剂直接进入混合器，另一部分在另一个反应器进行催化加氢以提高供氢能力。
溶剂和煤浆分别在两个反应器加氢是EDS法的特点。
在上述条件下,气态烃和油品总产率为50％～70％(对原料煤),其余为釜底残油。
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——直接液化技术一、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。
煤的直接液化
第七章 煤的直接液化
7.1 煤炭液化意义 7.2 国内外煤液化技术发展 7.3 煤直接液化的原理 7.4 煤直接液化工艺 7.5 煤直接液化的反应器和催化剂 7.6 煤直接液化初级产品及提质加工 7.7 中国神华煤直接液化工艺
7.1 煤炭液化意义
煤液化—煤通过一系列化学加工过程、将煤中有机质转化 为液体燃料及其他化学品的过程，俗称“煤制油”。
• 8.按照有无退换的保留,买卖合同可以分为有退换保留的 买卖和无退还保留的买卖。后者如试用买卖。
• 9.按照是否采用竞争的方式,买卖合同可以分为自由买卖 和竞争买卖。
第二节 买卖合同的效力
一、出卖人的义务
• 出卖人基本的义务就是移转标的物所有权给买受方,并 且保证其所交付的标的物无瑕疵。
• 具体而言,包括以下方面:
一、出卖人的义务
• (二)瑕疵担保 • 2.物的瑕疵担保义务 • 物的瑕疵担保义务指出卖人就其所交付的标的物具备约
定或法定品质所负的担保义务。即出卖人须保证标的物 移转于买受人之后,不存在品质或使用价值降低、效用 减弱的瑕疵。
7.2 国内外煤液化技术发展概况
煤间接液化
南非Sasol MFT SMFT SMDS MTG
第三代煤直接
液化新工艺--德IG OR工艺、 美H-Coal工艺、 日本NEDOL 等。
7.2.1.1 国外煤液化发展
1973年之后各国煤直接液化技术开发情况
国别 工艺名称
美国
SRC1/2 EDS
H-Coal
德国
IGOR
PUROSOL
日本
英国 俄罗斯
中国
NEDOL
BCL
LSE CT-5 日本装置 德国装置 神华
煤直接液化工业示范装置运行情况及前景分析
石 油 炼 制 与 化 工２０１１年８月 收稿日期：２０１０－１１－３０；修改稿收到日期：２０１１－０３－２８。
作者简介：韩来喜（１９７０—），煤液化生产中心主任工程师，现从事煤液化生产技术管理工作。
煤直接液化工业示范装置运行情况及前景分析韩 来 喜（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，鄂尔多斯０１７２０９）摘 要：介绍煤直接液化工艺技术的发展历程及世界首套百万吨级煤直接液化工业示范装置的运行情况，讨论其产业发展前景和产业化需要考虑的问题。
结合该装置的４次开工、停工运行中出现的问题和改造情况，对影响示范装置长周期运行的因素进行分析。
示范装置经过技术改造后连续、稳定运行１ ５０１ｈ，表明装置的运行是安全可控的；产品质量对比分析结果表明，煤直接液化产品质量达到国家标准，标志着煤直接液化百万吨级装置工业化取得成功。
关键词：煤直接液化 加氢 液化石油气 石脑油 柴油１ 前 言煤直接液化（又称加氢液化）是指将煤磨碎成细粉后，与溶剂油混合制成煤浆，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化学结构分子直接转化为清洁的液体燃料和其它化工产品的过程［１］。
１９１３年，德国的柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢，从而为煤的直接液化奠定了基础。
２０世纪３０年代，第一代煤直接液化技术在德国实现工业化，但反应条件较为苛刻（反应温度４６０～４８０℃、反应压力７０ＭＰａ）；到２０世纪７０年代，相继开发了多种第二代煤直接液化工艺，如美国的氢－煤法（Ｈ－ｃｏａｌ）工艺、溶剂精炼煤法（ＳＲＣ－Ⅰ、ＳＲＣ－Ⅱ）工艺、供氢溶剂法（ＥＤＳ）工艺等，这些工艺已完成大型中试；目前正在研究的第三代煤直接液化工艺具有反应条件缓和、油收率高的特点。
典型的几种煤直接液化工艺有德国的ＩＧＯＲ工艺、美国的ＨＴＩ工艺和日本的ＮＥＤＯＬ工艺等。
２０世纪５０年代，我国在中国科学院大连化学物理研究所开展了煤炭液化的试验研究，后由于大庆油田的发现而中断。
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种重要工艺，它具有高效能、低排放、多产物利用等优势。
随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤炭气化技术在能源转型和环保领域的应用前景备受关注。
本文将从技术发展趋势和应用前景两个方面进行分析。
一、技术发展趋势1. 高效能化：随着科技的不断进步，煤炭气化技术在高效能方面取得了显著进展。
传统的煤炭气化技术存在能源浪费和低效率的问题，而现代化的气化技术可以实现煤炭的高效转化，提高能源利用率。
例如，采用先进的气化反应器和催化剂，可以提高气化效率，减少能源损耗。
2. 清洁化：环境保护意识的提高促使煤炭气化技术向清洁化方向发展。
传统的煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳、一氧化碳和硫化物等有害气体，对环境造成严重污染。
而现代化的气化技术可以通过气体净化、尾气处理等手段，有效减少有害气体的排放，实现清洁能源的生产。
3. 多产物利用：煤炭气化技术不仅可以生产合成气，还可以获得一系列有价值的副产品。
例如，合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等，副产品包括煤焦油、煤炭灰等可以用于生产沥青、水泥等。
多产物利用不仅可以提高资源利用效率，还可以降低煤炭气化过程的成本。
二、应用前景分析1. 能源转型：煤炭气化技术在能源转型中具有重要作用。
传统的煤炭燃烧方式会产生大量的二氧化碳和污染物，对空气质量和环境造成严重影响。
而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气，通过合成气发电、合成气制热等方式替代传统的煤炭燃烧，实现清洁能源的利用，减少对化石燃料的依赖。
2. 化学工业：煤炭气化技术在化学工业中有广阔的应用前景。
合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等，这些产品在能源、化工、交通等领域的需求量巨大。
同时，副产品的多产物利用也为化学工业提供了更多的原料来源，降低了生产成本，促进了化学工业的可持续发展。
3. 煤炭资源利用：煤炭气化技术可以充分利用煤炭资源。
目前，全球煤炭资源储量丰富，但传统的煤炭开采和利用方式存在浪费和环境污染问题。
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第 ３ 卷 总第 ２ ０ ７ １ 期
煤 炭 直 接 液化 技 术 及 其发 展 趋 势
盖 彩 虹 ，艾 晓 玉 （ 肇庆 市顺鑫 煤化 工科技 有 限公 司 ，广东 肇 庆 ５ ６０） ２ ００
【 ｌ］ 摘 ｇ煤炭直 接液 化技术 属于 洁净 煤技 术 的一种 。文章简 要论 述 了煤炭直 接 液化技 术 的化学反 应机 理和 化学 反应 过程 ，直接液 化对 原料煤 的 要求 以及 适合 煤直 接液 化的煤 种 ；回 顾了液 化技 术 的发展 历史 ，国外煤直 接 液化技 术 的发展 状况 ；介 绍 了我 国煤碳 直接 液化 的现 状 ；展 望今 后煤炭直 接 液化 的发展 方 向，对 有关学 者提 出的 “ 的分级 集成 利用技 术” 的概 念进行 了分析 。 煤 ［ 关键 词］ 炭 ；直接 液化 ；集 成利用 煤 ［ 中图 分类号 ］Ｑ Ｔ ［ 标识 码１ 文献 Ａ ［ 章编 号］０ ７１６ （０ｏ１一２ ２０ 文 １０—８５２ １）ｏ０４ —２
自由基稳定后可生成分子量小的馏分油 ， 分子量大 的沥青 烯， 及分子量更大前沥青烯 。前沥青烯可进一 步分解为分子量 较 小 的沥 青 烯 、 分 油和 烃 类 气 体 。 馏 同样 沥青 烯通 过 加 氢 可 进 步 生 成 馏 分 油和 烃 类 气 体 。 如 果 煤 的 自由基 得 不 到 氢 而 它 的 浓 度 又 很 大 时 ， 些 自 由 这 基碎片就会互 相结合而 生成分子量 更大的化合物甚至 生成焦
Ｋ ｅ ￣ｏ ｄ ： ｏ ｌ ｄ ｒ ｃ ｑ ｅａ ｔ ｎ； ｉ ｔｇ ａｅ ｏ ｌｈ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｙ ｒ ｓ ｃ ａ ； ｉ ｔ ｉ ｕ ｆ ｃｉ ｅ ｌ ｏ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｃ ａ— ｙ ｒ ｇ ｎ ｔ ｏ
所谓煤炭直接 液化是指 ，煤炭直接 液化技术指 的是在溶 剂、催化剂、氢气 存在 的情况下 ，在一定温度、压力条件下 ， 使得煤 中复杂 的有机高分子转化 为较低 分子 的液态燃 料的一
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｃｏ ｌ ｉｅ ｔｌ ｕ ｆ ｃｉ ｎ ｗａ ｉ ｄ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｈ ｔｂ ｌｎ ｏ ｃｅ ｎｎ ｏ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗｅ ｅ ｔａ ｔ ａ ｒ ｃ ｉ ｅａ ｔ ｓｋ ｎ ｆｔ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ａ ｅ ｏ ｇ ｔ ｌａ ｉｇ ｃ ａ ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｉ ｈ ａ ｅ ， ｈ ｈ ｍｉａ ａ ｔｏ ｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｒ ｄ ｑ ｏ ｅ ｒ
种 洁 净 煤 技术 。
１ 煤炭 直接 液 化 概 述
煤与石油都是 由碳、氢、氧为主 的元素组成 的天然有机矿 物燃料。只是煤 中氢含量及 Ｈ Ｃ原子 比，较石油相比要低很 ／ 多 。要将 煤 转 化 为 液 体 产 物 ，必须 在 适 当 的温 度 、氢 压 、溶 剂 和 催 化 剂 的条 件 下 ， 煤 中的 大 分子 裂解 为 小 分 子 ， 而 加 氢 将 进
ｉｔｏ ｕ ｅ ；ｔｅ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｔ ｆｒ 、 ｃ ａ ｆ ｒｃ ａ ｄ ｒｃ ｉ ｕ ｆ ｃｉ ｎ ｉ ａｓ ｅ ｔ ｎ ｄ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｈ ｅ ｕｒ ｍ ｎ ａ、 ｏ ｌ ｏ ｏ ｌ ｉ ｔｌ ｅ ａ ｔ ｓ ｌｏ ｍ ｎ ｉ ｅ Ｒｅ ｉｗ ｉｇ ｔ ｅ ｈ ｓｏ ｆｃ ａ ｄｒ ｃ ｉ ｕ ｆ ｃｉ ｎ ｉ ｎ ｕ ｆＣｈ ｎ ． ｏ ｅ ｏ ｅ ｑ ｏ ｏ ｖ ｅ ｎ ｈ ｉ ｒ ｏ ｏ ｌ ｉｅ ｔｌ ｅａ ｔ ｎ ａ ｄ ｏ ｔｏ ｉ ａ ｓ ｍ ｔｙ ｑ ｏ
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Ｇ ａ ｉ ｎ ， ｉＸｉ ｏ ｕ ｉＣａｈｏ ｇ Ａ ａ ｙ
（ ｈ ｏ ｉｇＳ ｕ ｘｎＣ ａ Ｃ ｅ ｃｌｎ ｕｔ ｏ， ｔ． ｈ ｏ ｉｇ５ ６ ０ ， ｈｎ ） Ｚ ａ ｑｎ ｈ ｎ ｉ ｏ ｌ ｈ ｍｉ ｄ ｓｙＣ ．Ｌｄ， ａ ｑｎ ２ ０ ０ Ｃ ｉａ ａＩ ｒ Ｚ
稳定，降低 ＨＣ原子比，从而得到液体产物。 ／
１１煤 直接 液化 的化学 反应” ．
一
般 认 为 煤 直 接 液 化 的 过程 是煤 在 溶 剂 、 化 剂 和 高压 氢 催 气 存 在下 ， 着 温 度 的升 高 ， 开 始 在 溶 剂 中膨 胀 形成 胶体 体 随 煤 系 。煤 进 行 局 部 溶 解 ，并 发 生煤 有 机 质 的分 裂 、解 聚 ，同 时在 煤 有机 质 与 溶 剂 问 进行 氢分 配 ，于 ３０ ４ ０ ｃ左 右 生成 沥青 ５ － ０ Ｃ 质含量较高 的高分子物 质。 此过程 中主要发生煤的热解 、自 在 由基加氢稳定、自由基缩台 以及氮、氧 、硫元素杂 元素 的脱 除 等一 系 列 反 应 。 其 主 要 反 应 是 自由基 的 生成 和 加 氢 稳 定 。 煤（ 热裂解） 自由基碎片 Ｚ ・ Ｈ 一∑ Ｈ 一 Ｒ（ ） Ｒ 加