1-3 煤液化技术综合评价

煤液化技术综合评价煤/液/化/概/述煤的液化工艺直接液化间接液化工艺选择受以下因素影响：原料煤质量压力温度催化剂目标产品加工提质要求投资规模

1.煤液化工艺的选择根据煤质选择液化工艺是一条必须遵守的原则，只有这样才能获得好的经济效益。根据市场需求确定煤液化目标产品，根据目标产品选择煤液化工艺是第二条必须遵守的原则。1.煤液化工艺的选择煤直接液化的目标产品：柴油汽油石脑油间接液化的目标产品：1.煤液化工艺的选择固定床液化汽油重质柴油循环流化床液化汽油烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）乙烯、丙烯：最有价值的基本有机化工原料，为综合加工利用，建大型煤化工、石油化工厂创造了条件。间接液化的目标产品：1.煤液化工艺的选择浆态床液化工艺柴油蜡SMDS中间馏分固定床汽油石脑油粗油不裂解可得到柴油和蜡1.煤液化工艺的选择项目名称直接液化间接液化（均为未提质加工的油）IGORHTI固定床循环流化床浆态床SMDSMTGCH415.95.292103.23.91.4C2H61.84

C2H40.141.60.2C3H67.62.322.7122.72.50.2C3H82.823.11.85.5C4H81.841.792.93.01-C4H118.6C4H1032.91821.31.5n-C4H103.3C5～C11汽油19.9814401817.5C4H161.1C11～C18柴油43.9171-343℃36.1652719.221.7C+5汽油79.9C18～C100重质油和蜡

343-454℃8.21454-524℃1.43.2445.147.9

含氧化合物

62.9

1.煤液化工艺的选择项目名称直接液化间接液化（均为未提质加工的油）IGORHTI固定床循环流化床浆态床SMDSMTGCH415.95.292103.23.91.4C2H61.84

C2H40.141.60.2C3H67.62.322.7122.72.50.2C3H82.823.11.85.5C4H81.841.792.93.01-C4H118.6C4H1032.91821.31.5n-C4H103.3C5～C11汽油19.9814401817.5C4H161.1C11～C18柴油43.9171-343℃36.1652719.221.7C+5汽油79.9C18～C100重质油和蜡

343-454℃8.21454-524℃1.43.2445.147.9

含氧化合物

62.9

1.煤液化工艺的选择生成物直接液化馏分油间接液化馏分油（浆态床）汽油柴油汽油柴油烷烃16.216065烯烃5.53125环烷烃55.5711芳烃18.66000极性化合物4.22487沥青烯80合计100100100100辛烷值(无铅)80.335~40十六烷值<2065~70

1.煤液化工艺的选择生成物直接液化馏分油间接液化馏分油（浆态床）汽油柴油汽油柴油烷烃16.216065烯烃5.53125环烷烃55.5711芳烃18.66000极性化合物4.22487沥青烯80合计100100100100辛烷值(无铅)80.335~40十六烷值<2065~70

2.煤直接液化工艺比较成熟、深受人们关注、能提供工业化、尤其是中国倾向于采用具有代表性的直接液化工艺主要是：日本NEDOL工艺德国IGOR工艺美国HTI工艺神华煤直接液化工艺2.煤直接液化工艺①德国IGOR工艺德国鲁尔煤炭公司液化和加氢精制联合VEBA石油公司DMT矿冶及检测技术公司IGOR工艺2.煤直接液化工艺①德国IGOR工艺其主要特点：反应条件较苛刻（温度470℃，压力30MPa）；催化剂使用炼铝工业的废渣（赤泥）+硫；液化反应和液化油加氢精制在一个高压系统内进行，可一次得到杂原子含量极低的液化精制油；循环溶剂是加氢油，供氢性能好，煤液化转化率高。2.煤直接液化工艺①德国IGOR工艺自1976年以来，该工艺在DMT的0.2t/d试验装置上进行了长期运转试验，并设计建设了200t/d的大型中试厂，经过五年半的试验运转，取得了工程放大的设计数据，开展了大型商业化厂的基础设计。2.煤直接液化工艺①德国IGOR工艺与HTI，NEDOL工艺相比投资要增加些，但投资增加有限；液化强度（空速）IGOR比HTI大一倍；生产同样的油，液化反应设备可缩小一倍。2.煤直接液化工艺①德国IGOR工艺工艺过程大大简化；单位液体产品可降低投资5%～10%左右；IGOR工艺选用赤泥为催化剂、价廉，但油损失大，降低了工厂的经济效益。从提质加H2产出合格油品来评价：NEDOL工艺——1t/dPDU装置1996年——150t/d规模的中试厂1998年——取得了工程放大设计参数2.煤直接液化工艺➁日本NEDOL工艺日本在20世纪80年代初专门成立了日本新能源产业技术综合开发机构NEDO，负责阳光计划的实施。在NEDO的组织下，经过十几家大公司的合作，开发出了称为NEDOL的烟煤直接液化工艺。中国黑龙江依兰煤采用日本NEDOL工艺进行了煤炭直接液化试验研究。2.煤直接液化工艺③美国HTI工艺H-Coal工艺是HRI的前身HRI公司从沸腾床重油加氢裂化工艺（H-Oil）演变而来。HTI在H-Coal工艺的基础上，改进成两段催化液化工艺，又采用了近十年未开发的悬浮床反应器以及HRI的专利铁基催化剂（CelCatTM），形成了HTI工艺（新工艺名称为HTICoalProcessTM）。在美国早期H-Coal工艺的基础上发展而来美国HTI工艺2.煤直接液化工艺③美国HTI工艺HTI工艺外循环全返混悬浮床反应器克服了催化剂沉淀的难题，为使用高活性催化剂，防止催化剂沉淀，反应器大型化提供了条件。IGOR、HTI反应器已很大，对于中国远离海岸江河的产煤山区，这个优点并不突出。溶剂脱灰增加了油回收率，这是HTI的一大优点，特别对含灰稍大，催化剂选用赤泥的工艺尤其重要。美国HTI工艺2.煤直接液化工艺③美国HTI工艺HTI、NEDOL技术由于没有工业性生产装置运行经验，特别是HTI全循环返混反应器仅仅是试验室成果，放大约1000倍到生产装置，其成熟可靠性需实践来证明。美国HTI工艺2.煤直接液化工艺④神华煤直接液化工艺1998年，神华集团公司柠条塔煤和上湾煤采用美国HTI工艺完成了煤直接液化HTI连续小试装置的试验研究。中国神华工艺是在HTI的基础上结合其他新工艺的优点，优化的一种适合神华煤的一种先进煤直接液化工艺2.煤直接液化工艺④神华煤直接液化工艺0.1t/d装置从2002年底开始，在0.1t/d装置上试验9次，运行了207d，表现出良好的结果。6t/d中试装置2004年8月开车，在从引进国外核心煤液化技术改变为运用神华自主开发的煤直接液化工艺技术期间，我国的煤液化技术科技研发工作者们进行了大量的技术开发工作，使我国煤直接液化技术开发取得了突破性进展。2.煤直接液化工艺④神华煤直接液化工艺2012年3月30日世界首套百万吨级煤直接液化示范工程成功建成并投入运行标志着我国煤直接液化技术发展已进入到工业化阶段工艺名称HTITGORNEDOL中国神华工艺反应器类型悬浮床鼓泡床鼓泡床悬浮床操作温度/℃440-450470465455操作压力/MPa173018190.240.60.360.702催化剂及用量GelCatTM0.5%炼铝赤泥3-5%天然黄铁矿3-4%人工合成(Fe)1.0%固液分离方法临界容积萃取减压蒸馏减压蒸馏减压蒸馏在线加氢有或无有无部分循环溶液加氢部分在线离线部分试验煤神华煤先锋褐煤神华煤神华煤转化率M(daf煤)93.597.589.791.7生成水所(daf煤)13.828.67.311.7C6+油/%(daf煤)67.258.652.861.4残渣/(daf煤)13.411.728.114.7氢耗M(daf煤)8.711.26.15.6

2.煤直接液化工艺煤直接液化四种主要工艺特征3.煤间接液化工艺已工业化的煤间接液化工艺：F-T工艺(南非Sasol)浆态床工艺固定床工艺流化床工艺Shell固定床工艺F-T工艺自20世纪40年代开发至今技术不断发展与进步，原料有煤和天然气，南非有世界上最大的F-T合成油工厂，年加工煤约4000万t（包括燃料煤）。Shell公司在马来西亚利用天然气制合成气，用F-T工艺建成年产50万t油工厂。3.煤间接液化工艺

3.煤间接液化工艺名称SMDS固定床浆态床流化床(SAS)压力/MPa2.0~4.02.5~3.02.5温度/℃200~240250350H2/CO2.01.0~1.52.0循环气/原料气比(mol)2~30~22.0CO转化率/%959088床层特性气-固两相管壳式沸水移热产中压蒸汽气-固-液三相鼓泡床沸水移热产中压蒸汽气-固两相,固定床流化床结合,沸水移热产中压蒸汽催化剂钴系催化剂可再生有无目标产品汽油、煤油柴油汽油和烯烃类装置大型化难易较难工艺成熟性成熟成熟成熟SMDS固定床、浆态床、流化床间接液化技术比较

3.煤间接液化工艺①SMDS中间馏分工艺的特点SMDS采用钴催化剂催化剂价贵，但强度好，可再生，寿命长；管壳式反应器操作温度易控制传热性能好，但解决不了大型化问题；中间馏分工艺设两段反应器首先将合成气合成重质烃重质烃脱除丙烷以下（C-4）物质

3.煤间接液化工艺重质油加H2蒸馏石脑油裂化、异构化煤油汽油工艺流程简单油品全是中间馏分废水易处理①SMDS中间馏分工艺的特点适合于中型煤制汽油装置的建设②Sasol浆态床工艺的特点铁系催化剂价廉，易得，强度低、寿命短；三相（固、液、气）鼓泡悬浮床反应器内均布沸腾水管，传热传质好，易移走反应热，反应温度易控制。床层纵、径向温差小，创造了良好的生油热力学条件；粗油提质简单。3.煤间接液化工艺②Sasol浆态床工艺的特点目标产品为高质量柴油和适宜生产乙烯的石脑油；浆态床反应器单台生产能力大，适宜大型煤制油装置建设；由于催化剂很细且寿命短，催化剂在线分离难度大，且难免在排出废催化剂中混入新加入的催化剂。3.煤间接液化工艺3.煤间接液化工艺③固定流化床（SAS）工艺的特点固定流化床工艺是有限的气-固相低速流化过程。亦即催化剂限制在一径向床层中，气流速度始终控制在低速流化状态。床层孔隙率较一般流化床或循环流化床低由于催化剂处于激烈的混合状态，加强了传热与传质3.煤间接液化工艺③固定流化床（SAS）工艺的特点兼有固定床和流化床优点，克服了循环流化床催化剂利用率低，催化剂磨损等缺陷；采用融铁系催化剂。催化剂不能再生，易粉碎，因此反应器出口设过滤器。3.煤间接液化工艺③固定流化床（SAS）工艺的特点反应温度较高，选择性较差；合成的粗油产品分布不集中，气态烃、烯烃较多，目标产品为汽油、烯烃；合成粗油提质加工流程工艺复杂。3.煤间接液化工艺③固定流化床（SAS）工艺的特点烯烃回收后可得附加值高的化工产品，有利于综合利用，适宜建特大型多联产综合性工厂。化工炼油发电供热

名称SMDS固定床浆态床美国HTI工艺美国HTI工艺荷兰Shell公司SMDS工艺南非SASOL公司浆态床工艺工厂规模(液体产品)/万吨99.81247.6(不包括尿素、硫黄)1570.98主要产品/万吨汽泊35.24柴油53.04其他11.53汽油19.54柴油177.56苯、甲苯、二甲苯等50.5汽油12石脑油3柴油47.58石脑油20.4其他3原料媒(折标煤)/t原释媒1.77元化用媒1.00液化2.03制H20.283.082.80燃料煤(折标媒)/t包括在气化煤中0.260.456(已扣燃料气)0.45天然气(折