《國內(nèi)外煤炭液化的技術(shù)現(xiàn)狀》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《國內(nèi)外煤炭液化的技術(shù)現(xiàn)狀（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,1.3 Seminar,世界及中國能源分布特點,中國煤炭資源儲量、分布及特點：河南及平頂山,中國煤化工及存在問題分析：煤化工及煤液化的屬性,煤液化技術(shù)歷史沿革,2,2,國內(nèi)外煤炭液化的技術(shù)現(xiàn)狀,3,3,1.,煤炭液化研究背景,2.,煤炭直接、間接液化技術(shù)現(xiàn)狀,3.,兩種液化技術(shù)比較,4.,煤炭液化的,SWOT,分析,目錄,4,4,1.,煤炭液化的研究背景,中國是一個富煤貧油少氣的國家，而煤炭液化技術(shù)也將成為新型煤化工產(chǎn)業(yè)的重要方向,之一,研究背景,在應對當今石油供需矛盾和貫徹節(jié)能減排政策中，煤炭液化

2、不僅具有重大的環(huán)保意義，而且具有保障能源安全的戰(zhàn)略意義。,煤炭通過液化將其中的硫等有害元素以及礦物質(zhì)脫除,產(chǎn)品為潔凈燃料。,6,6,二、,煤炭直接、間接液化技術(shù)現(xiàn)狀,2-1,煤炭的直接液化技術(shù),煤炭的直接,液化技術(shù),2,5,3,4,1,反應機理,煤質(zhì)要求,催化劑,工藝,供氫溶劑,煤在熱解過程中，生成的游離基從供氫溶劑中取得氫而穩(wěn)定下來，生成分子量較小的產(chǎn)物。,煤在加氫液化過程中，在一定的溫度下（,300C,）時，煤的化學結(jié)構(gòu)中鍵能最弱的部分開始斷裂成自由基碎片：,R-CH2-CH2-Rv R CH2+R-CH2,煤中的有機質(zhì)中的雜原子如,O,、,N,、,S,在加氫的條件下能與氫反應，分別生成,

3、H2O,、,H2 S,、,NH3,等，對提高煤加氫液化產(chǎn)品的質(zhì)量和保護環(huán)境很重要,2-1-1,煤炭直接液化的反應機理,熱裂解,反應,供氫反應,脫雜原子,反應,2-1-2,煤質(zhì)要求,煤化,程度,煤化程度越深，加氫液化越難；,高等揮發(fā)煙煤（長焰煤、氣煤）和年輕褐煤是最適宜的液化原料，中等變質(zhì)程度以上的很難液化,煤巖組成,鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組是活性組分，易加氫液化，而惰質(zhì)組難液化或根本不能液化,礦物質(zhì)組成,及含量,礦物質(zhì)的含量越低越好，,5%,左右最好，最大不超過,10%,如,ZnCl2,、,SnCl2,等，屬酸性催化劑，裂解能力強，但是對煤液化裝置設備有較強的腐蝕作用,催化活性較高。但是這類金屬催化劑的

4、價格比較昂貴而且丟棄對污染比較嚴重，因此用后要回收,包括含鐵的天然礦石、含鐵的工業(yè)殘渣和各種純態(tài)鐵的化合物（如鐵的氧化物、硫化物和氫氧化物）。,鈷,(Co),鉬（,Mo,）,鎳（,Ni,）,金屬,鹵化物,鐵系催化劑,2-1-3,催化劑,2-1-4,供,氫,氫,溶,溶,劑,劑,供氫溶劑的作用,2,5,3,4,1,提供和傳遞轉(zhuǎn)移活性氫作用,溶脹分散作用,對煤粒熱裂解生成的自由基起穩(wěn)定保護作用,稀釋,液化產(chǎn)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,。,。,這,種,種,煤,煤,直,直,接,接,液,液,化,化,工,工,藝,藝,與,與,石,石,

5、油,油,渣,渣,油,油,或,或,煤,煤,焦,焦,油,油,高,高,溫,溫,裂,裂,解,解,加,加,氫,氫,工,工,藝,藝,的,的,結(jié),結(jié),合,合,與,與,發(fā),發(fā),展,展,是,一,一,種,種,高,高,效,效,合,合,理,理,利,利,用,用,煤,煤,炭,炭,資,資,源,源,生,生,產(chǎn),產(chǎn),液,液,體,體,燃,燃,料,料,的,的,新,新,方,方,法,法,。,。,常,見,見,的,的,溶,溶,劑,劑,有,有,:,四,氫,氫,萘,萘,、,、,萘,萘,、,、,蒽,蒽,、,、,菲,菲,、,、,甲,甲,酚,酚,、,、,萘,萘,酚,酚,使,這,這,些,些,廢,廢,物,物,質(zhì),質(zhì),得,得,到,到,循,循,環(huán),環(huán),利,

6、利,用,用,同,時,時,減,減,少,少,污,污,染,染,這,一,一,技,技,術(shù),術(shù),對,對,環(huán),環(huán),境,境,保,保,護,護,、,、,節(jié),節(jié),約,約,資,資,源,源,很,很,有,有,意,意,義,義,2-1-4,供,氫,氫,溶,溶,劑,劑,分,分,類,類,普,通,通,溶,溶,劑,劑,重,質(zhì),質(zhì),油,油,廢,塑,塑,料,料,、,、,廢,廢,橡,橡,膠,膠,、,、,廢,油,油,脂,脂,13,該,工,工,藝,藝,以,以,煉,煉,鋁,鋁,赤,赤,泥,泥,為,為,催,催,化,化,劑,劑,，,，,催,催,化,化,劑,劑,加,加,入,入,量,量,為,為,4,，,，,不,不,進,進,行,行,催,催,化,化,劑,劑

7、,回,回,收,收,。,。,反,反,應,應,壓,壓,力,力,為,為,30MPa,，,反,反,應,應,溫,溫,度,度,為,為,465,o,C,。,現(xiàn),已,已,完,完,成,成,0,2t,d,和,200t,d,規(guī),模,模,的,的,試,試,驗,驗,研,研,究,究,。,。,采,采,用,用,減,減,壓,壓,蒸,蒸,餾,餾,(,即,閃,閃,蒸,蒸,),方,法,法,進,進,行,行,固,固,一,一,液,液,分,分,離,離,，,，,液,液,化,化,粗,粗,油,油,不,不,經(jīng),經(jīng),降,降,溫,溫,而,而,直,直,接,接,進,進,行,行,提,提,質(zhì),質(zhì),加,加,工,工,，,，,將,將,難,難,以,以,加,加,氫,氫,的

8、,的,瀝,瀝,青,青,質(zhì),質(zhì),留,留,在,在,殘,殘,渣,渣,中,中,用,用,作,作,氣,氣,化,化,制,制,氫,氫,的,的,原,原,料,料,。,。,2-1-5,直,接,接,液,液,化,化,工,工,藝,藝,-,德,國,國,IGOR,工,藝,藝,14,該,工,工,藝,藝,以,以,黃,黃,鐵,鐵,礦,礦,為,為,催,催,化,化,劑,劑,，,，,催,催,化,化,劑,劑,加,加,人,人,量,量,為,為,4,，,，,也,也,不,不,進,進,行,行,催,催,化,化,劑,劑,回,回,收,收,。,。,反,反,應,應,壓,壓,力,力,為,為,19MPa,，,反,反,應,應,溫,溫,度,度,為,為,460,。,其

9、,主,主,要,要,特,特,點,點,是,是,循,循,環(huán),環(huán),溶,溶,劑,劑,全,全,部,部,在,在,一,一,個,個,單,單,獨,獨,的,的,固,固,定,定,床,床,反,反,應,應,器,器,中,中,，,，,用,用,高,高,活,活,性,性,催,催,化,化,劑,劑,預,預,先,先,加,加,氫,氫,，,，,使,使,之,之,變,變,為,為,供,供,氫,氫,溶,溶,劑,劑,。,。,液,液,化,化,粗,粗,油,油,經(jīng),經(jīng),過,過,冷,冷,卻,卻,后,后,再,再,去,去,進,進,行,行,提,提,質(zhì),質(zhì),加,加,工,工,。,。,液,液,化,化,殘,殘,渣,渣,連,連,同,同,其,其,中,中,所,所,含,含,的,的

10、,重,重,質(zhì),質(zhì),油,油,即,即,可,可,進,進,一,一,步,步,進,進,行,行,油,油,回,回,收,收,，,，,也,也,可,可,直,直,接,接,用,用,作,作,氣,氣,化,化,制,制,氫,氫,的,的,原,原,料,料,。,。,現(xiàn),現(xiàn),已,已,完,完,成,成,0,01t,d,、,0,1t,d,、,lt,d,以及,150t,d,規(guī)模的試驗,研,研究。,2-1-5,直接液化工,藝,藝,-,日本,NEDOL,工藝,15,該工藝使用,人,人工合成的,高,高分散催化,劑,劑，加人量,為,為,0,5,，不進行,催,催化劑回收,。,。反應壓力,為,為,17MPa,，反應溫度,為,為,450,0,C,。,其主要

11、特點,是,是對液化殘,渣,渣進行油回,收,收，故液化,油,油收率較高,。,?，F(xiàn)已完成,0,025t,d,和,3t,d,規(guī)模的試驗,研,研究。,2-1-5,直接液化工,藝,藝,-,美國,HTI,工藝,16,該工藝使用,高,高活性的乳,化,化鉬催化劑,，,，加人量為,0,1,，在,1600-1650,高溫下采用,焚,焚燒法進行,催,催化劑回收,，,，回收率達,95,97,。反應壓,力,力為,6,10MPa,，反應溫度,為,為,425,435,。,其主要特點,是,是原料煤在,一,一個特殊的,渦,渦流艙內(nèi)被,惰,惰性氣體快,速,速加熱,(,升溫速率為,1000,min,以上,),，并發(fā)生爆,炸,炸式的

12、脫水,干,干燥、氣孔,爆,爆裂、熱粉,碎,碎以及熱裂,解,解。該工藝,對,對原料煤種,的,的要求比較,高,高，高活性,、,、未氧化原,料,料煤，而且,對,對煤灰成分,也,也有較高的,要,要求。現(xiàn)已,建,建立起,5,6t,d,規(guī)模的連續(xù),試,試驗裝置。,2-1-5,直接液化工,藝,藝,-,俄羅斯,FFI,工藝,17,2-1-5,直接液化工,藝,藝,-,神華煤直接,液,液化工藝,神華煤炭液,化,化項目采用,美,美國碳氫技,術(shù),術(shù)公司,(HTI),的生產(chǎn)工藝,，,，是目前世,界,界上首條煤,直,直接液化制,油,油的工業(yè)化,生,生產(chǎn)線，分,為,為煤液化、,液,液化油提質(zhì),和,和制氫三大,部,部分。,優(yōu)

13、點：,（,1,）煤漿制備,全,全部采用供,氫,氫性循環(huán)溶,劑,劑,使得液化反,應,應條件溫和,，,，系統(tǒng)操作,穩(wěn),穩(wěn)定性提高,；,；,（,2,）采用兩個,強,強制循環(huán)懸,浮,浮床反應器,。,。這樣使得,反,反應器溫度,分,分布均勻，,產(chǎn),產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn),定,定；,（,3,）采用減壓,蒸,蒸餾的方法,進,進行液化油,和,和固體物的,分,分離。殘渣,中,中含油量少,，,，產(chǎn)品產(chǎn)率,提,提高；,（,4,）循環(huán)溶劑,和,和產(chǎn)品采用,強,強制循環(huán)懸,浮,浮床加氫反,應,應器。,該工藝,PDU,裝置的蒸餾,油,油收率達到,56,58,，轉(zhuǎn)化率,90,92,，氣產(chǎn)率,約,約,12,14,水產(chǎn)率,11,13,，氫

14、耗量,5,7,2-2-1,煤炭間接液,化,化基本原理,烴類原料,F-T,是將氣化產(chǎn)生的小分子聚集成大的碳氫化合物分子：,nCO+2nH2 nH2O+CnH2n,nCO+(2n+1)H2nH2O+CnH2n,甲醇和,二甲醚,將固體的煤氣化后轉(zhuǎn)化為成,CO,和,H2,為主的合成氣,然后在一 定溫度和催化劑作用下合成甲醇,甲醇脫水生成,DME,。,甲醇和二甲醚都是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分,煤炭間接液,化,化是將煤氣,化,化、凈化制,得,得,H,2,/CO,比符合合成,油,油要求的原,料,料，然后在,一,一定壓力、,溫,溫度、催化,劑,劑條件下來,合,合成汽油、,柴,柴油等烴類,燃,燃料或含氧,燃,燃

15、料等液態(tài),產(chǎn),產(chǎn)品。,當前,煤炭間接液,化,化的最主要,產(chǎn),產(chǎn)品有,3,個,:,烴類原料、,甲,甲醇和二甲,醚,醚,(,簡稱,DME),。,2-2-2,煤炭間接液,化,化工藝,間接液化工藝,固定床,MFT,合成,漿態(tài)床,-,固定床兩段合成,（,SMFT,）工藝,Text,荷蘭的,SMDS,合成,丹麥的,TIGAS,合成,美國的,STG,合成,美國,MTG,合成,南非,F-T,合成,國外工藝,國內(nèi)工藝,其中，,MFT,合成工藝將,傳,傳統(tǒng),F-T,合成和分子,篩,篩作用相結(jié),合,合。已先后,完,完成了小型,試,試驗、模擬,試,試驗、年百,噸,噸中型試驗,和,和,2kt/a,的工業(yè)性試,驗,驗，取

16、得油,收,收率較高、,油,油品性能較,好,好的結(jié)果。,SMFT,合成工藝利,用,用超細粒鐵,基,基催化劑，,在,在,ZMS-5,分子篩上將,過,過程產(chǎn)物轉(zhuǎn),化,化 為高辛,烷,烷值汽油。,該,該工藝的汽,油,油餾分中含,有,有,97.8%C5-C11,組分，也富,含,含芳烴和異,構(gòu),構(gòu)烷烴，辛,烷,烷值高達,90,，是高質(zhì)量,的,的優(yōu)質(zhì)汽油,。,。,21,21,三,.,兩種液化技,術(shù),術(shù)比較,22,煤炭直接液,化,化對煤種的,要,要求較高，,反,反應條件比,較,較苛刻，對,設,設備材質(zhì)較,高,高,煤炭間接液,化,化對原料的,適,適應性強，,技,技術(shù)相當成,熟,熟。設備材,質(zhì),質(zhì)要求低，,裝,裝置操作、,維,維修相對簡,單,單。國外已,有,有大規(guī)模商,業(yè),業(yè)化應用實,例,例,。,3-1,合成工藝對,比,比,項目,直接液化,間接液化,煤種適應性,差,強,反應及操作條件,苛刻,適度,溫度,/C,435-445,270-350,壓力,/MPa,12-30,2.5,油收率,較高,一般,設備材質(zhì),要求高，部分設備需進口,要求較低，設備可以全部國產(chǎn)化,技術(shù)成熟程度,小型試驗，比較成熟,工業(yè)化化，相當