煤間接液化與直接液化技術(shù)的比較及缺點

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1、煤間接液化與直接液化技術(shù)的比較及缺點一．煤間接液化介紹煤的間接液化技術(shù)是先將煤全部氣化成合成氣，然后以合成氣為原料，在一定溫度、壓力和催化劑存在下，通過F-T合成為烴類燃料油及化工原料和產(chǎn)品的工藝。包括煤氣化制取合成氣、催化合成烴類產(chǎn)品以及產(chǎn)品分離和改制加工等過程。煤炭間接液化技術(shù)主要有南非的薩索爾（Sasol）費托合成法、美國的Mobil（甲醇制汽油法）和荷蘭SHELL的中質(zhì)餾分合成（SMDS）間接液化工藝。F-T合成的特點是：合成條件較溫和，無論是固定床、流化床還是漿態(tài)床，反應(yīng)溫度均低于350℃，反應(yīng)壓力2.0-3.0MPa；轉(zhuǎn)化率高，如SASOL公

2、司SAS工藝采用熔鐵催化劑，合成氣的一次通過轉(zhuǎn)化率達到60％以上，循環(huán)比為2.0時，總轉(zhuǎn)化率即達90％左右。二．煤直接液化介紹煤的直接液化是煤在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο拢呋託淞鸦梢后w烴類及少量氣體烴，脫除煤中氮、氧和硫等雜原子的轉(zhuǎn)化過程。煤化工監(jiān)理目前國內(nèi)外的主要工藝有：1.美國HTI工藝該工藝是在兩段催化液化法和H－COAL工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用近十年來開發(fā)的懸浮床反應(yīng)器和HTI擁有專利的鐵基催化劑（GelCatTM）。反應(yīng)溫度420～450℃，反應(yīng)壓力17MPa；采用特殊的液體循環(huán)沸騰床反應(yīng)器，達到全返混反應(yīng)器模式；催化劑是采用HTI專利技術(shù)制

3、備的鐵系膠狀高活性催化劑。在高溫分離器后面串聯(lián)一臺加氫固定床反應(yīng)器，對液化油進行在線加氫精制。2.日本NEDOL工藝該工藝由煤前處理單元、液化反應(yīng)單元、液化油蒸餾單元及溶劑加氫單元等4個主要單元組成。反應(yīng)壓力17M～19MPa，反應(yīng)溫度為430～465℃；催化劑采用合成硫化鐵或天然硫鐵礦。離線加氫方式3.德國煤液化新工藝（IGOR工藝）1981年，德國魯爾煤礦公司和費巴石油公司對最早開發(fā)的煤加氫裂解為液體燃料的柏吉斯法進行了改進，建成日處理煤200噸的半工業(yè)試驗裝置，操作壓力由原來的70MPa降至30MPa，反應(yīng)溫度450～480℃，固液分離改過濾、離心

4、為真空閃蒸方法，將難以加氫的瀝青烯留在殘渣中氣化制氫，輕油和中油產(chǎn)率可達50％。把循環(huán)溶劑加氫和液化油提質(zhì)加工與煤的直接液化串聯(lián)在一套高壓系統(tǒng)中，避免了分立流程物料降溫降壓又升溫升壓帶來的能量損失，并且在固定床催化劑上使CO2和CO甲烷化，使碳的損失量降到最小。4.俄羅斯煤加氫液化工藝（FFI工藝）工藝特點：一是采用了自行開發(fā)的瞬間渦流倉煤粉干燥技術(shù)，使煤發(fā)生熱粉碎和氣孔破裂，水分在很短的時間內(nèi)降到1.5％～2％，并使煤的比表面積增加了數(shù)倍，有利于改善反應(yīng)活性。該技術(shù)主要適用于對含內(nèi)在水分較高的褐煤進行干燥。二是采用了先進高效的鉬催化劑，即鉬酸銨和三氧化

5、二鉬。催化劑添加量為0.02％～0.05％，而且這種催化劑中的鉬可以回收85％～95％。三是針對高活性褐煤，液化壓力低，可降低建廠投資和運行費用，設(shè)備制造難度小。由于采用了鉬催化劑，俄羅斯高活性褐煤的液化反應(yīng)壓力可降低到6～10MPa，減少投資和動力消耗，降低成本，提高可靠性和安全性。但是對煙煤液化，必須把壓力提高。煤化工監(jiān)理5.神華煤直接液化工藝.該工藝對美國HTI工藝進行了優(yōu)化。采用兩段反應(yīng)，反應(yīng)溫度455℃，壓力19MPa，采用人工合成超細鐵基催化劑，催化劑用量1.0%（質(zhì)量）（Fe/干煤）。采用較成熟的減壓蒸餾進行固液分離，循環(huán)溶劑全部加氫。C4

6、以上油收率為55％左右，油品重餾分較多，適宜于柴油產(chǎn)品的生產(chǎn)。三.煤間接液化與直接液化的比較1.間接液化工藝優(yōu)點：（1）合成條件較溫和。無論是固定床、流化床還是漿態(tài)床，反應(yīng)溫度均低于350℃，反應(yīng)壓力2.0—3.0MPa。（2）轉(zhuǎn)化率高。如SASOL公司SAS工藝采用熔鐵催化劑，合成氣的一次通過轉(zhuǎn)化率達到60％以上．循環(huán)比為2．0時，總轉(zhuǎn)化率即達90％左右。SheⅡ公司的SMDS工藝采用鈷基催化荊，轉(zhuǎn)化率甚至更高。（3）煤種適應(yīng)性強。間接液化不僅適用于年輕煤種（褐煤、煙煤等），而且特別適合中國主要煤炭資源（年老煤、高灰煤等）的轉(zhuǎn)化。（4）間接液化的產(chǎn)品非

7、常潔凈，無硫氮等污染物，可以加工成優(yōu)良的柴油（十六烷值75），航煤，汽油等多種燃料，并且可以提供優(yōu)質(zhì)的石油化工原料。（5）工藝成熟，有穩(wěn)定運行的產(chǎn)業(yè)化工廠。煤間接液化的大型工業(yè)過程在南非經(jīng)過50年的生產(chǎn)實踐。目前已經(jīng)形成了年產(chǎn)500多萬噸油品和約200萬噸化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)，是南非的支柱產(chǎn)業(yè)。缺點：（1）油收率低。煤消耗量大，一般情況下，約5—7t原煤產(chǎn)lt成品油。（2）反應(yīng)物均為氣相，設(shè)備體積龐大，投資高，運行費用高。（3）目標產(chǎn)品的選擇性較低，合成副產(chǎn)物較多。正構(gòu)鏈烴的范圍可從C1至C100；隨合成溫度的降低，重?zé)N類（如蠟油）產(chǎn)量增大。輕烴類（如CH4，C

8、2H4，C2H6等）產(chǎn)量減少。2.直接液化工藝優(yōu)點：（1）油收率高。例如采用HT