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第十章 煤炭液化 主要内容 煤炭液化的基本概念 煤炭直接液化 煤炭间接液化 1、煤炭液化的基本概念 煤炭液化 煤炭通过化学加工转化为液体燃料及化学品统称为煤炭液化。 煤炭直接液化 通过加氢使煤中复杂的有机化学结构直接转化为液体嬲料，转化过程是在含煤粉和溶剂的浆液系统中进行加氢，需要较高的压力和温度。直接液化的优点是热效率高、液体产品收率高：主要缺点是煤浆加氢工艺过程各步骤的总体操作条件相对苛刻。 煤炭间接液化 将煤气化制合成气(CO+H)，经过催化合成为液体燃料，其优点是煤种适应性较宽，操作条件相对温和，煤灰等三废问题主要在气化过程中解决，其缺点是因涉及到煤气化制合成气过程，总效率较低，选择性较差。 煤炭液化过程可将煤中硫等有害元素以及灰分都可以脱除，液体产品是优质较洁净的液体燃料和化学晶，因此，煤炭液是未来煤代油的重要途径之一。 2、煤炭直接液化 煤炭直接液化反应机理 煤的直接液化是在较高温度(400℃)，较高压力(10MPa)下，溶剂和催化剂存在下对煤加氢裂解，直接转化成液化油的加工的过程。 在此过程中，煤的大分子结构首先受热分解成以结构单元缩合芳烃为单个分子的独立的自由基碎片。在高压氢气和催化剂存在下，这些自由基碎片又被加氢，形成稳定的低分子物，如果对自由基的供氢量不足，或自由基之间没有溶剂分于隔开，自由基在高温下能很快缩聚成更大分子，甚至结焦，这是与液化目的背遭而驰的，所以液化反应必须有充足的氢源和溶剂。 2、煤炭直接液化 循环溶剂的作用和特点 煤在加氢液化时必须有溶剂存在，煤直接液化的溶剂通常是煤自身液化产生的重质液化油，所以，在液化装置运转时，溶剂是循环使用的，因此也称为循环溶剂。 循环溶剂的作用有二，一是把煤热解产生的自由基分开，防止它们重新聚成大分子，二是对自由基提供活性氢。 煤炭直接液化催化剂 催化剂的作用是吸附气体中的氢分子的自由基碎片接受的活性氢。并将其活化成易被煤 大量研究发现，过渡金属元素的硫化物具有较强的催化活性。根据在使用中的处理方法不同，它们可分成廉价可弃性催化剂（如含有硫化铁或氧化铁的矿物或冶金废渣）和高价可再生催化剂（如以钼和镍为活性组分）。 助催化剂 硫是煤直接液化的助催化剂，有些煤本身含有较高的硫，就可少加或不加助催化剂。所以，高硫煤对直接液化是有利的。 2、煤炭直接液化 煤炭直接液化的基本工艺过程 原料煤先经破碎和干燥，将煤中水分降至2％以下，再经细粉碎至粒度为100目(0.15mm)的煤粉，然后把煤粉、循环溶剂、催化剂按一定比例配成煤浆，煤浆中煤的浓度一般为35％～50％，催化剂用量根据其活性的高低一般为干煤的3％以下。煤浆用高压煤浆泵加入高压反应系统，加氢液化所用氢气可用煤和液化残渣气化生产，氢气经压缩机加压后经换热器升温，再与高压煤浆混合经加热炉加热至400’C左右。然后煤浆和氢气一起进入反应器，反应器温度为450‘C左右，反应压力为20MPa左右，反应停留时间为1小时左右，反应后的物料经换热器降温后进两级气液分离器，第一级分离温度较高，只分出重质液化油和固体物，第二级分离为常温，主要分出轻中质液化油，由二级分离器分出的气体经循环压缩机加压后返回氢气换热器循环使用，从第一级分离器分出的重质物经固液分离分出重质油和固体残渣，重质液化油作为循环溶剂用于配煤浆，固体残渣去气化制氢，从第二分离器分出的轻质液化油经提质加工，即可获得合格的汽油，柴油婷产品．如果液化目的是生产锅炉、窑炉等燃料油，则可省去提质加工过程。 2、煤炭直接液化 SRC溶剂精炼煤工艺 SRC工艺的特点是煤中黄铁矿就是催化剂，不另加催化剂，反应条件比较缓和，反应压力为14MPa，固液分离SRC－1利用临界溶剂脱灰技术，SRC-2利用减压蒸馏技术，产品是脱硫脱灰的液态或固态精炼煤。 2、煤炭直接液化 EDS工艺和日本NEDOL工艺 EDS工艺的特点是对循环溶剂进行预加氢，提高了溶剂的供氢性能．液化反应条件也比较缓和，不加催比剂，压力为15MPa，温度为450℃，固液分离利用减压蒸馏。 日本开发了NEDOL烟煤液化工艺，该工艺实际上是EDS工艺的改进型，改进之处是液化反应加入铁系催化剂，反应压力也提高到17～19MPa，循环溶剂是液化重油加氢后的供氢溶剂，供氢性能优于EDS工艺．通过上述改进，液化油收串有较大提高。 2、煤炭直接液化