煤直接液化PPT演示课件

2020/5/19,1,直接液化：将煤在较高温度和压力下与氢反应使其降解和加氢，从而转化为液体油类的工艺。又称加氢液化。,7.1煤直接液化的意义和发展概况,7.1.1煤直接液化的意义,7煤直接液化,2020/5/19,2,7.1.2煤直接液化的发展概况,耐硫的钨钼催化剂,加氢过程分为糊相和气相两段,（）溶解热解液化法,（）溶剂加氢抽提液化法,（）高压催化加氢法,（）煤和渣油联合加工法,（）干馏液化法,（）地下液化法,2020/5/19,3,7.2煤加氢液化原理,7.2.1煤与石油的比较,2020/5/19,4,2020/5/19,5,7.2.2煤加氢液化的主要反应,热解反应,自由基碎片,供氢,加氢产物,高分子不溶物,缩聚,2020/5/19,6,7.2.2.1煤的热解,加氢的先决条件,7.2.2.2对自由基“碎片”的供氢,或,2020/5/19,7,氢源：,溶解于溶剂油中的,溶剂油中的,煤,化学反应,40%,2020/5/19,8,对供氢有利的措施,使用供氢性能的溶剂,提高系统氢气压力,提高催化剂活性,保持一定的H2S浓度,2020/5/19,9,7.2.2.3脱杂原子的反应,（1）脱氧反应,氧存在形式：,含氧官能团,醚键和杂环,2020/5/19,10,（2）脱硫反应,硫醚键,巯基,杂环,（3）脱氮反应,杂环,胺基,2020/5/19,11,7.2.2.4脱杂原子的反应,防止结焦措施：,提高系统的氢分压,提高供氢溶剂的浓度,反应温度不要太高,降低循环油中沥青烯含量,缩短反应时间,2020/5/19,12,300,7.2.3煤加氢液化的反应产物,气、液、固三相混合物,1000,500,2020/5/19,13,7.2.2.1煤加氢液化的反应历程,（）煤不是组成均一的反应物,（）反应以顺序进行为主,（）前沥青烯和沥青烯是中间产物,（）逆反应（即结焦反应）也可能发生,2020/5/19,14,7.3德国煤直接液化工艺的发展,7.3.1德国煤直接液化老工艺,7.3.1.1战前的煤直接液化工厂,7.3.1.2工艺流程,IG工艺,糊相加氢,粗汽油和中油,气相加氢,商品油,2020/5/19,15,2020/5/19,16,2020/5/19,17,7.3.1.3主要工艺条件和产品收率,（1）催化剂,2020/5/19,18,（2）温度和压力,热交换器煤糊预热至300350,预热器比预定反应温度低2060,反应器470左右，容积913m3/个,热分离器325,反应系统压力70MPa,（3）固液分离,（4）产品收率,2020/5/19,19,7.3.2德国煤直接液化新工艺,7.3.2.1新老工艺的比较,2020/5/19,20,7.3.2.2原料煤和主要工艺条件,2020/5/19,21,7.3.2.3反应物料平衡,延长停留时间,反应深度增加,2020/5/19,22,7.3.2.4煤加氢制取化工原料,2020/5/19,23,7.4美国煤加氢液化的中间试验,2020/5/19,24,2020/5/19,25,7.4.1溶剂精炼煤法,前加氢抽提液化工艺,SRCI,SRCII,加氢程度,低,高,7.4.1.1溶剂精炼煤法I,（1）工艺流程,2020/5/19,26,2020/5/19,27,7.4.1.2溶剂精炼煤法II,与SRC-I相似,淤浆部分循环,减压蒸馏,氢耗高,2020/5/19,28,7.4.2氢煤法,氢油法,7.4.2.1工艺流程,2020/5/19,29,7.4.2.2原料煤、操作条件和试验结果,（1）原料煤,伊利诺斯6号煤、怀俄达克次烟煤,澳大利亚褐煤,（2）主要操作条件,反应温度450,反应压力1619MPa,制浆油：煤1.52.0（质量比）,空速：0.52kg煤/kg催化剂h,反应器内料浆性质,2020/5/19,30,（3）试验结果,2020/5/19,31,7.4.2.3工艺放大和中试情况,流化床,2020/5/19,32,7.4.3供氢溶剂法,7.4.3.1工艺流程,2020/5/19,33,7.4.3.2原料煤、操作条件和试验结果,（1）原料煤,伊利诺斯煤、怀俄明煤,得克萨斯褐煤,（2）操作条件,另氢抽提反应器450、14MPa、36min,灵活焦化器3MPa485650815890,气化炉36MPa、13701540,2020/5/19,34,（3）试验结果,煤浆一次通过加氢反应器，C3540,烟煤3946%次烟煤38%褐煤36%,真空残渣部分循环，C3540,烟煤5560%次烟煤4450%褐煤47%,2020/5/19,35,7.4.3.3循环溶剂油质量的控制,溶剂油质量指数,供氢溶剂法,操作可靠性好、煤种适应性强,转化率、油产率低,2020/5/19,36,7.5煤直接液化技术开发中的若干重要问题,7.5.1煤直接液化中的氢耗量,7.5.1.1氢耗量对煤液化的影响,2020/5/19,37,产品重，氢耗低,产品轻，氢耗高,2020/5/19,38,7.5.1.3氢消耗去向分析,2020/5/19,39,（4）选用高活性催化剂,7.5.1.4降低气态烃产率的措施,（1）缩短糊相加氢的反应时间,（2）适当降低煤的转化率,（3）采用分段加氢法,7.5.2固液分离和残渣利用,7.5.2.1固液分离,（1）料浆的特点,固体颗粒很细,粘度很高,固体粒子与液相之间比重差很小,2020/5/19,40,（2）固液分离技术,过滤,真空闪蒸,反溶剂法,临界溶剂脱灰,7.5.2.2残渣利用,气化制氢,干馏,燃烧,7.5.3循环油,7.5.3.1溶剂的有关性能,供氢及传递氢,溶剂抽提,溶解氢,作反应介质,2020/5/19,41,7.5.3.2煤液化循环油及其改进方向,（1）IG新工艺的循环油,中油3345%,重油5567%,（2）EDS工艺的循环油,预加氢,200425,溶剂质量指数,（3）循环油改进方向,蒸馏油,2020/5/19,42,7.5.4催化剂,7.5.4.1目前常用的催化剂,（1）铁系催化剂,含氧化铁的矿物,铁盐,煤中硫铁矿,拜尔赤泥,卢特赤泥,糊相加氢,不回收,一次性催化剂,（2）常用工业加氢催化剂,担载型,载体Al2O3,主要成分NiO、MoO3、CoO、WO3,2020/5/19,43,催化剂失活原因,催化剂表面积碳,表面沉积,表面吸附,金属硫化物被还原,（3）金属卤化物,ZnCl2,SnCl2、CoCl2、FeCl2,低熔点化合物,以熔融催化剂为介质,高活性,对不锈钢腐蚀严重,2020/5/19,44,7.5.4.2硫的作用,(1-x)FeS2+(1-2x)H2Fe1-xS+(1-2x)H2S,S+H2H2S,H2SHS+H,R+HRH,HS+H2H2S+H,3H2S+Fe2O3FeS+FeS2+3H2O,R1-O-R2+H2SR1OH+R2SH,Fe1-xS,2020/5/19,45,结焦、沉积,7.5.4.3催化剂的改进,（1）提高铁系催化剂的活性,（2）对石油工业通用的加氢催化剂改性,（3）专用催化剂的研制,7.5.5其他,7.5.5.1加氢反应器,糊相加氢,圆筒式或管式反应器,流化床反应器,多层钢板焊接并设隔热保温层,通入冷空气,2020/5/19,46,7.5.5.2原料煤,影响,加氢反应活性,活性组分、惰性组分,碱性成分,含氧量,选择,预选,筛选,试验,符合,高挥发分年轻烟煤和硬质褐煤,惰质组15%,灰分10%,含硫高,2020/5/19,47,7.5.5.3反应温度压力,（1）反应温度,（2）反应压力,1520MPa,2020/5/19,48,7.6煤直接液化新技术的开发,7.6.1两段集成液化法,7.6.1.1两段集成液化法的提出,热解抽提,煤转化为前沥青烯和沥青烯,加氢裂解,重质中间产物转化为可蒸馏的油,速度快,需氢少,催化剂影响小,速度慢,需氢多,催化剂影响大,两段集成液化,热解抽提,脱灰,催化加氢,蒸馏油,2020/5/19,49,7.6.1.2工艺流程和试验结果,（1）工艺流程,5:1,煤,热解抽提,第一段,气体,蒸馏油品,脱灰,残渣,催化加氢,第二段,蒸馏,沥青,2020/5/19,50,（2）试验结果,7.6.1.3两段液化法的发展,短接触两段液化,双集成两段液化,直接衔接的两段液化,2020/5/19,51,7.6.2超临界溶剂抽提法,7.6.2.1原理,低分子,物理溶解,活化能小,高分子,裂解反应,溶解,300,2020/5/19,52,7.6.2.2溶剂的选择,溶解煤,超临界状态、高密度,来源方便、价格便宜,7.6.2.3工艺流程,2020/5/19,53,7.6.2.4试验结果,（1）煤种和溶剂对抽提率的影响,2020/5/19,54,（2）温度和压力对抽提率的影响,2020/5/19,55,（3）抽提油的蒸馏试验,2020/5/19,56,7.6.3煤和渣油的联合加工,常压渣油、减压渣油,以渣打油作为煤加氢的制浆油，在高温高压下裂解和加氢使煤和渣油同时发生转化。,7.6.3.1渣油及基现有加工方法简介,（1）减压渣油的主要性质,2020/5/19,57,（2）渣油的深度加工,延迟焦化,减粘裂化,加氢裂化,热裂化和催化裂化,2020/5/19,58,7.6.3.2联合加工的工艺、操作条件和试验结果,（1）工艺,HRI两段催化法,Canmet法,Pyrosol法,（2）主要操作条件,煤浆中煤浓度3040%,温度250450,压力1520MPa,催化剂,HIR,Co/Mo/Ni/Al2O3,Canmet法、Pyrosol法,铁系,2020/5/19,59,（3）试验结果,煤样、渣油、操作条件,2020/5/19,60,2020/5/19,61,2020/5/19,62,7.6.3.3联合加工的特点,（1）装置的加工能力提高,（2）煤和渣油之间的协同效应,煤,防结焦,吸附,促进轻质化,转化,渣油,供氢,溶剂和介质,轻质化,（3）产