煤的液化精要.pptVIP

 煤加氢液化基本过程 ?煤加氢液化的三大步骤 ①煤受热分解，大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打 碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。 ②在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基被加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油分。 ③沥青烯及液化油分子继续加氢裂化生成更小的分子。 煤阶 溶剂 催化剂 温度和压力 ?煤阶 H、O含量高，而C含量低的煤转化为低分子产物的速率快。 除了无烟煤不适合液化外，随着煤阶的而降低，液化的难度降低。液化的难易程度：低挥发分烟煤高挥发分烟煤褐煤年轻褐煤泥炭。 ?溶剂 ①对煤进行输送和传热作用 ②供氢的重要来源 有效的供氢溶剂是具有部分加氢的多环芳烃化合物，如四氢萘等 ?催化剂 催化剂的作用主要包括：溶剂加氢反应，煤大分子热解反应，沥青稀加氢裂解及脱除杂原子反应。 Fe基催化剂如含氧化铁的矿物、铁盐及煤中硫铁矿；另一类是石油工业中常用的工业加氢催化剂，其活性成分是NiO, MoO3, CoO, WO3等，以Al2O3为载体，使用前要预硫化，也要求气相中有足够的H2S存在。这类催化剂活性明显高于铁催化剂，但价格较贵 温度和压力 反应温度高有利于沥青烯向油的转化，但温度过高会引起结焦和产生更多的气体。 氢在煤浆中的溶解度随压力增加而增加，由于煤液化温度较高，采用较高的压力才有足够的氢分压，一般压力控制在20 MPa以下是完全可行的，这对降低设备投资和操作费用有益。 （5）间接液化合成工艺--固定床合成工艺 工艺流程： 经净化得H2/CO体积比＝1.7:1的合成气，新鲜气与循环气以体积比为1：2.3的比例混合，混合气被压缩到2.45 MPa后，再被换热升温到 150～180℃进反应器进行合成反应。反应产物先经分离脱去石蜡烃，换热后再脱去软石蜡，又经冷却器冷却分离出烃类油，冷却器后的余气部分循环，其余送油吸收塔回收C3和C4烃类。冷凝油与软石蜡一起供常压蒸馏得液化石油气、汽油（C5～C12）、柴油（C13～C18）。常压残渣和石蜡送真空蒸馏，分离出各类蜡产品。Arge反应器的产物较重，含蜡较多。 直接液化和F-T合成对比 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 煤的直接液化 煤的间接液化 煤加氢液化原理煤加氢液化工艺简介煤加氢液化的影响因素 费托（F-T）合成 煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术 。 * 煤直接液化-煤在高温高压下通过加氢反应直接转化为液体油类； 煤间接液化-先使煤气化生成合成气（CO＋H2），再由合成气合成液体燃料或化学产品。 煤的直接液化 元素 无烟煤 中等挥发分烟煤 高挥发 分烟煤 褐煤 泥炭 石油 汽油 CH4 C 93.7 88.4 80.3 71.7 50-70 83-87 86 75 H 2.4 5.0 5.5 5.2 5.0-6.1 11-14 14 25 O 2.4 4.1 11.1 21.3 25-45 0.3-0.9 ? ? N 0.9 1.7 1.9 1.2 0.5-1.9 0.2 ? ? S 0.6 0.8 1.2 0.6 0.1-0.5 1.0 ? ? H/C 0.31 0.67 0.82 0.87 1.00 1.76 1.94 4 煤和石油的元素组成（%） 煤的直接液化 一、煤加氢液化原理 煤和石油在结构、组成和性质上有很大差异： ①石油的氢碳原子比高于煤，而煤氧含量显著高于石油； ②石油的主体是低分子化合物，而煤的主体是高分子聚合物； ③煤中有较多的矿物质。 因此要把煤转化为油，需加氢、裂解和脱灰。 名称 煤 石油 状态 固体 液体 分子量 5000~10000 吡啶萃取物的分子量约2000 平均值200 高沸点渣油的分子量600 结构 以烟煤的有机结构为例：2-4个环或更多的芳香环构成的芳核，环上含有氧、氮、硫等官能团及侧链，成为煤的结构单元。由非芳香结构—CH2—，—CH2—CH2—或醚键—O—，—S—连接几个结构单元（5-10个）呈现空间立体结构的高分子聚合物。 主要由直链烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。但芳香烃含量少。? 尾气 水 液化油 残渣 循环溶剂 催化剂 煤 煤浆 制备 液 化 分 离 氢气 循环氢 提 质 加 工 成品油 煤的直接液化 煤的直接液化 * 加氢液化反应机理 煤的直接液化 缩合 CO 、 CO2 CH4~C4H10 液化油 NH3、H2