什么是煤炭加氢液化工艺?

煤直接液化技术研究始于德国,1927年建成第一个10万吨/年直接液化厂,1944年总生产能力达到400万吨/年。1973年石油危机后,煤炭液化技术重新活跃起来。世界上有代表性的煤直接液化工艺有IGOR工艺、HTI工艺和NEDOL工艺等。其共同特点是煤炭液化的反应条件缓和。目前,煤直接液化在经济上难以与石油竞争。2008年12月,神华集团在内蒙古鄂尔多斯建成投产了世界上第一个年产百万吨油品的煤直接液化示范项目,该项目拥有多项专利,称为“神华液化技术”。

工艺流程

煤炭直接液化工艺一直在不断进步、发展,但不同的煤炭直接液化工艺基本化学反应非常接近,共同特征都是在高温、高压下使高浓度煤浆中的煤发生热解,在催化剂作用下进行加氢和进一步分解,最终成为稳定的液体分子。煤直接液化工艺过程可分成如图4-2所示的三个主要工艺单元。

① 煤浆制备单元 将煤破碎至小于0.2mm以下,与溶剂、催化剂一起制成煤浆。

② 液化反应单元 在反应器内的高温、高压下进行加氢反应,生成液体物;实际的液化工艺中,液化过程又分为一步转化或多步转化。液化过程中同时存在溶剂对煤小分子的抽提、煤的低温热解、煤中大分子的加氢分解过程。在这些不同的阶段(或过程)中,使用不同功能的反应器,对提高煤的总转化率有利。通常液化的第一个反应器用作煤的热解,在此段中不加催化剂或加入低活性可弃性催化剂。热解产物在随后串联的反应器中在高活性催化剂存在下加氢生产出液体产品。多步转化比用一个加氢主反应器处理获得的液化产品在提质和转化率方面均具优势。

③ 分离单元 分离出液化反应生成的气体、水、液化油和固体残渣,通常需要多个分离塔,对高沸点的液固分离,比如溶剂的回收等,可采用减压蒸馏。

图4-2 直接液化工艺流程单元

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