洁净煤技术论文.docVIP

煤炭直接液化技术及主要工艺流程 　院 系： 化学工程学院 专业班级： 08 化工(3)班 学 号： 2008301651 学生姓名： 叶 紫 青 2011 年 12 月 8 日 煤炭直接液化技术及主要工艺流程 (安徽理工大学化工学院化工08-3班 叶紫青2008301651 安徽淮南 232001) 摘要：随着一次能源的不断减少，使得如何跟家合理的使用一次能源变得原来越突出，而煤炭这种地球上储存追多的能源的合理利用就显得更加突出，而以此为基础发展起来的煤炭直接液化技术的发展将为煤炭的合理利用提供一条有效的途径。 关键词：直接液化 HIT工艺 IGOR工艺 NEDOL工艺 1引言 　　随着煤炭资源的不断减少，合理利用现有煤炭资源问题变得更加突出，如何使煤炭资源得到最划得利用成为现在研究的主要问题。洁净煤技术的开发利用就显得更加重要，而在洁净煤技术里煤炭的直接液化则是其中的重要组成部分。 2国内外直接液化技术的发展现状 （1）国内煤炭直接液化技术发展现状 　　我国的煤制油技术研究始于20世纪50年代，中国煤炭研究总院于1980年重启煤直接液化技术的研究。1997年以来，我国先后引进了德国、美国和日本的煤炭液化技术，对我国不同煤种进行了试验，进行了建设煤炭液化示范厂的可行性研究工作。目前，我国没有使用煤间接液化技术生产石油的现代工业化经验。本世纪初，中国煤炭研究总院和神华集团合作开发了具有世界先进水平的高分散铁质催化剂。目前，神华集团在上海建成了一套日加工原煤6吨的PDU试验装置，各项指标达到设计要求。神华煤在美国HTI的PDU装置试验表明，用HTI煤液化工艺对上湾煤液化可得到达到63%-68%的油收率。神华上湾煤液化厂建在马家塔，其规模为年液化用煤559万吨，气化用煤170万吨，动力用煤95万吨，合计年用煤824万吨。年产汽油、柴油、石脑油和LPG等共计300万吨，其中一期100万吨级生产线已于2005年开工。原计划2007年建成投料试车，2011年建成300万吨/年的生产线。 （2）国外煤炭直接液化技术发展现状 　　1927年德国建成世界上第一套年产10万吨的煤直接液化装置。20世纪50年代廉价石油的开采，使煤制油失去经济竞争力而被迫停产。20世纪70年代发生石油危机，给煤制油提供了新的发展机会，俄、美、德、日先后开发了不同的煤直接液化工艺技术。但是，由于资金等问题，至今没有一个国家实现煤直接液化技术生产石油的工业化生产。 3直接液化主要的技术原理 　　根据煤炭与石油化学结构和性质的区别，要把固体的煤转化成液体的油，煤炭液化必须采用以下四个步骤： a. 将煤炭的大分子机构分解成小分子; b. 提高煤炭的H/C原子比，使其达到是有的H/C原子比水平； c. 脱除煤炭中的氧、氮、硫等杂原子，是恶化有的质量达到石油产品的标准； d. 脱出煤炭中的无机矿物质。 　　在直接液化工艺中，煤炭大分子结构的分解时通过加热来实现的，没得结构单元之间的桥键在加热到300?C已上时就有一些弱键开始断裂，随着温度的进一步升高，键能较高的桥键也会断裂。桥键的断裂产生了以结构单元为基础的自由基，自由基本身不带电荷却在某一个碳原子上拥有未配对的电子。自由基非常不稳定，在高压氢气环境和有溶剂分子分隔的条件下，它被加氢而生成稳定的低密度物。加氢所需活性氢的来源有溶剂分子中键能较弱的碳-氢键、氢-氧键断裂分解产生的氢原子，或被催化剂活化后的氢分子。在没有高压氢气环境和没有溶剂分隔的条件下，自由基又会相互结合而生成较大的分子。在世纪煤炭液化的工艺中，煤炭分子结构单元之间的桥键断裂和自由基稳定的步骤是在高温、高压、氢气环境下的反应器内实现的。 　　煤炭加氢液化后剩余的无机矿物质和少量未反应的煤还是固体状态。可应用各种不同的固液分离方法把固体从液化油中分离出去。常用的有减压蒸馏、加压过滤、离心沉降、溶剂萃取等固液分离方法。 　　煤炭经加氢液化产生的油含有较多的芳香烃，并含有较多的氧氮硫等杂原子，必须在经过一次提质加工，才能得到合格的汽油、柴油等产品。液化油提质加工的工程还需要进一步加氢，通过脱出杂原子，进一步提高H/C原子比，把芳香烃转化成环烷乃至链烷烃。 4 直接液化技术的应用 　　世界上有代表性的煤直接液化工艺是德国的新液化（IGOR）工艺，美国的HTI工艺和日本的NEDOL工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反应条件比老液化工艺大为缓和，生产成本有所降低，中间放大试验已经完成。目前还未出现工业化生产厂，主要原因是生产成本仍竞争不过廉价石油。今后的发展趋势是通过开发活性更高的[wiki]催化剂[/wiki]和对煤进行顶处理以降低煤的灰分和惰性组分，进一步降低生产成本。 (1