单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.3 Seminar,世界及中国能源分布特点,中国煤炭资源储量、分布及特点：河南及平顶山,中国煤化工及存在问题分析：煤化工及煤液化的属性,煤液化技术历史沿革,2,2,国内外煤炭液化的技术现状,3,3,1.,煤炭液化研究背景,2.,煤炭直接、间接液化技术现状,3.,两种液化技术比较,4.,煤炭液化的,SWOT,分析,目录,4,4,1.,煤炭液化的研究背景,中国是一个富煤贫油少气的国家，而煤炭液化技术也将成为新型煤化工产业的重要方向,之一,研究背景,在应对当今石油供需矛盾和贯彻节能减排政策中，煤炭液化不仅具有重大的环保意义，而且具有保障能源安全的战略意义煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以及矿物质脱除,产品为洁净燃料6,6,二、,煤炭直接、间接液化技术现状,2-1,煤炭的直接液化技术,煤炭的直接,液化技术,2,5,3,4,1,反应机理,煤质要求,催化剂,工艺,供氢溶剂,煤在热解过程中，生成的游离基从供氢溶剂中取得氢而稳定下来，生成分子量较小的产物煤在加氢液化过程中，在一定的温度下（,300C,）时，煤的化学结构中键能最弱的部分开始断裂成自由基碎片：,R-CH2-CH2-Rv R CH2+R-CH2,煤中的有机质中的杂原子如,O,、,N,、,S,在加氢的条件下能与氢反应，分别生成,H2O,、,H2 S,、,NH3,等，对提高煤加氢液化产品的质量和保护环境很重要,2-1-1,煤炭直接液化的反应机理,热裂解,反应,供氢反应,脱杂原子,反应,2-1-2,煤质要求,煤化,程度,煤化程度越深，加氢液化越难；,高等挥发烟煤（长焰煤、气煤）和年轻褐煤是最适宜的液化原料，中等变质程度以上的很难液化,煤岩组成,镜质组和壳质组是活性组分，易加氢液化，而惰质组难液化或根本不能液化,矿物质组成,及含量,矿物质的含量越低越好，,5%,左右最好，最大不超过,10%,如,ZnCl2,、,SnCl2,等，属酸性催化剂，裂解能力强，但是对煤液化装置设备有较强的腐蚀作用,催化活性较高。
但是这类金属催化剂的价格比较昂贵而且丢弃对污染比较严重，因此用后要回收,包括含铁的天然矿石、含铁的工业残渣和各种纯态铁的化合物（如铁的氧化物、硫化物和氢氧化物）钴,(Co),钼（,Mo,）,镍（,Ni,）,金属,卤化物,铁系催化剂,2-1-3,催化剂,2-1-4,供,氢,氢,溶,溶,剂,剂,供氢溶剂的作用,2,5,3,4,1,提供和传递转移活性氢作用,溶胀分散作用,对煤粒热裂解生成的自由基起稳定保护作用,稀释,液化产物,作用,溶解作用,主,要,要,是,是,煤,煤,焦,焦,油,油,和,和,石,石,油,油,渣,渣,油,油,这,种,种,煤,煤,直,直,接,接,液,液,化,化,工,工,艺,艺,与,与,石,石,油,油,渣,渣,油,油,或,或,煤,煤,焦,焦,油,油,高,高,温,温,裂,裂,解,解,加,加,氢,氢,工,工,艺,艺,的,的,结,结,合,合,与,与,发,发,展,展,是,一,一,种,种,高,高,效,效,合,合,理,理,利,利,用,用,煤,煤,炭,炭,资,资,源,源,生,生,产,产,液,液,体,体,燃,燃,料,料,的,的,新,新,方,方,法,法,常,见,见,的,的,溶,溶,剂,剂,有,有,:,四,氢,氢,萘,萘,、,、,萘,萘,、,、,蒽,蒽,、,、,菲,菲,、,、,甲,甲,酚,酚,、,、,萘,萘,酚,酚,使,这,这,些,些,废,废,物,物,质,质,得,得,到,到,循,循,环,环,利,利,用,用,同,时,时,减,减,少,少,污,污,染,染,这,一,一,技,技,术,术,对,对,环,环,境,境,保,保,护,护,、,、,节,节,约,约,资,资,源,源,很,很,有,有,意,意,义,义,2-1-4,供,氢,氢,溶,溶,剂,剂,分,分,类,类,普,通,通,溶,溶,剂,剂,重,质,质,油,油,废,塑,塑,料,料,、,、,废,废,橡,橡,胶,胶,、,、,废,油,油,脂,脂,13,该,工,工,艺,艺,以,以,炼,炼,铝,铝,赤,赤,泥,泥,为,为,催,催,化,化,剂,剂,，,，,催,催,化,化,剂,剂,加,加,入,入,量,量,为,为,4,，,，,不,不,进,进,行,行,催,催,化,化,剂,剂,回,回,收,收,。
反,反,应,应,压,压,力,力,为,为,30MPa,，,反,反,应,应,温,温,度,度,为,为,465,o,C,现,已,已,完,完,成,成,0,2t,d,和,200t,d,规,模,模,的,的,试,试,验,验,研,研,究,究,采,采,用,用,减,减,压,压,蒸,蒸,馏,馏,(,即,闪,闪,蒸,蒸,),方,法,法,进,进,行,行,固,固,一,一,液,液,分,分,离,离,，,，,液,液,化,化,粗,粗,油,油,不,不,经,经,降,降,温,温,而,而,直,直,接,接,进,进,行,行,提,提,质,质,加,加,工,工,，,，,将,将,难,难,以,以,加,加,氢,氢,的,的,沥,沥,青,青,质,质,留,留,在,在,残,残,渣,渣,中,中,用,用,作,作,气,气,化,化,制,制,氢,氢,的,的,原,原,料,料,2-1-5,直,接,接,液,液,化,化,工,工,艺,艺,-,德,国,国,IGOR,工,艺,艺,14,该,工,工,艺,艺,以,以,黄,黄,铁,铁,矿,矿,为,为,催,催,化,化,剂,剂,，,，,催,催,化,化,剂,剂,加,加,人,人,量,量,为,为,4,，,，,也,也,不,不,进,进,行,行,催,催,化,化,剂,剂,回,回,收,收,。
反,反,应,应,压,压,力,力,为,为,19MPa,，,反,反,应,应,温,温,度,度,为,为,460,其,主,主,要,要,特,特,点,点,是,是,循,循,环,环,溶,溶,剂,剂,全,全,部,部,在,在,一,一,个,个,单,单,独,独,的,的,固,固,定,定,床,床,反,反,应,应,器,器,中,中,，,，,用,用,高,高,活,活,性,性,催,催,化,化,剂,剂,预,预,先,先,加,加,氢,氢,，,，,使,使,之,之,变,变,为,为,供,供,氢,氢,溶,溶,剂,剂,液,液,化,化,粗,粗,油,油,经,经,过,过,冷,冷,却,却,后,后,再,再,去,去,进,进,行,行,提,提,质,质,加,加,工,工,液,液,化,化,残,残,渣,渣,连,连,同,同,其,其,中,中,所,所,含,含,的,的,重,重,质,质,油,油,即,即,可,可,进,进,一,一,步,步,进,进,行,行,油,油,回,回,收,收,，,，,也,也,可,可,直,直,接,接,用,用,作,作,气,气,化,化,制,制,氢,氢,的,的,原,原,料,料,现,现,已,已,完,完,成,成,0,01t,d,、,0,1t,d,、,lt,d,以及,150t,d,规模的试验,研,研究。
2-1-5,直接液化工,艺,艺,-,日本,NEDOL,工艺,15,该工艺使用,人,人工合成的,高,高分散催化,剂,剂，加人量,为,为,0,5,，不进行,催,催化剂回收,反应压力,为,为,17MPa,，反应温度,为,为,450,0,C,其主要特点,是,是对液化残,渣,渣进行油回,收,收，故液化,油,油收率较高,现已完成,0,025t,d,和,3t,d,规模的试验,研,研究2-1-5,直接液化工,艺,艺,-,美国,HTI,工艺,16,该工艺使用,高,高活性的乳,化,化钼催化剂,，,，加人量为,0,1,，在,1600-1650,高温下采用,焚,焚烧法进行,催,催化剂回收,，,，回收率达,95,97,反应压,力,力为,6,10MPa,，反应温度,为,为,425,435,其主要特点,是,是原料煤在,一,一个特殊的,涡,涡流舱内被,惰,惰性气体快,速,速加热,(,升温速率为,1000,min,以上,),，并发生爆,炸,炸式的脱水,干,干燥、气孔,爆,爆裂、热粉,碎,碎以及热裂,解,解该工艺,对,对原料煤种,的,的要求比较,高,高，高活性,、,、未氧化原,料,料煤，而且,对,对煤灰成分,也,也有较高的,要,要求。
现已,建,建立起,5,6t,d,规模的连续,试,试验装置2-1-5,直接液化工,艺,艺,-,俄罗斯,FFI,工艺,17,2-1-5,直接液化工,艺,艺,-,神华煤直接,液,液化工艺,神华煤炭液,化,化项目采用,美,美国碳氢技,术,术公司,(HTI),的生产工艺,，,，是目前世,界,界上首条煤,直,直接液化制,油,油的工业化,生,生产线，分,为,为煤液化、,液,液化油提质,和,和制氢三大,部,部分优点：,（,1,）煤浆制备,全,全部采用供,氢,氢性循环溶,剂,剂,使得液化反,应,应条件温和,，,，系统操作,稳,稳定性提高,；,；,（,2,）采用两个,强,强制循环悬,浮,浮床反应器,这样使得,反,反应器温度,分,分布均匀，,产,产品性质稳,定,定；,（,3,）采用减压,蒸,蒸馏的方法,进,进行液化油,和,和固体物的,分,分离残渣,中,中含油量少,，,，产品产率,提,提高；,（,4,）循环溶剂,和,和产品采用,强,强制循环悬,浮,浮床加氢反,应,应器该工艺,PDU,装置的蒸馏,油,油收率达到,56,58,，转化率,90,92,，气产率,约,约,12,14,水产率,11,13,，氢耗量,5,7,2-2-1,煤炭间接液,化,化基本原理,烃类原料,F-T,是将气化产生的小分子聚集成大的碳氢化合物分子：,nCO+2nH2 nH2O+CnH2n,nCO+(2n+1)H2nH2O+CnH2n,甲醇和,二甲醚,将固体的煤气化后转化为成,CO,和,H2,为主的合成气,然后在一 定温度和催化剂作用下合成甲醇,甲醇脱水生成,DME,。
甲醇和二甲醚都是洁净煤技术的重要组成部分,煤炭间接液,化,化是将煤气,化,化、净化制,得,得,H,2,/CO,比符合合成,油,油要求的原,料,料，然后在,一,一定压力、,温,温度、催化,剂,剂条件下来,合,合成汽油、,柴,柴油等烃类,燃,燃料或含氧,燃,燃料等液态,产,产品当前,煤炭间接液,化,化的最主要,产,产品有,3,个,:,烃类原料、,甲,甲醇和二甲,醚,醚,(,简称,DME),2-2-2,煤炭间接液,化,化工艺,间接液化工艺,固定床,MFT,合成,浆态床,-,固定床两段合成,（,SMFT,）工艺,Text,荷兰的,SMDS,合成,丹麦的,TIGAS,合成,美国的,STG,合成,美国,MTG,合成,南非,F-T,合成,国外工艺,国内工艺,其中，,MFT,合成工艺将,传,传统,F-T,合成和分子,筛,筛作用相结,合,合已先后,完,完成了小型,试,试验、模拟,试,试验、年百,吨,吨中型试验,和,和,2kt/a,的工业性试,验,验，取得油,收,收率较高、,油,油品性能较,好,好的结果SMFT,合成工艺利,用,用超细粒铁,基,基催化剂，,在,在,ZMS-5,分子筛上将,过,过程产物转,化,化 为高辛,烷,烷值汽油。
该,该工艺的汽,油,油馏分中含,有,有,97.8%C5-C11,组分，也富,含,含芳烃和异,构,构烷烃，辛,烷,烷值高达,90,，是高质量,的,的优质汽油,21,21,三,.,两种液化技,术,术比较,22,煤炭直接液,化,化对煤种的,要,要求较高，,反,反应条件比,较,较苛刻，对,设,设备材质较,高,高,煤炭间接液,化,化对原料的,适,适应性强，,技,技术相当成,熟,熟设备材,质,质要求低，,装,装置操作、,维,维修相对简,单,单国外已,有,有大规模商,业,业化应用实,例,例,3-1,合成工艺对,比,比,项目,直接液化,间接液化,煤种适应性,差,强,反应及操作条件,苛刻,适度,温度,/C,435-445,270-350,压力,/MPa,12-30,2.5,油收率,较高,一般,设备材质,要求高，部分设备需进口,要求较低，设备可以全部国产化,技术成熟程度,小型试验，比较成熟,工业化化，相当。