煤炭直接液化技术及主要工艺流程

直接液化技术的应用

　　世界上有代表性的煤直接液化工艺是德国的新液化（IGOR）工艺，美国的HTI工艺和日本的NEDOL工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反应条件比老液化工艺大为缓和，生产成本有所降低，中间放大试验已经完成。目前还未出现工业化生产厂，主要原因是生产成本仍竞争不过廉价石油。今后的发展趋势是通过开发活性更高的[wiki]催化剂[/wiki]和对煤进行顶处理以降低煤的灰分和惰性组分，进一步降低生产成本。

(1)德国IGOR工艺

　　1981年，德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对*早开发的煤加氢裂解为液体燃料的柏吉斯法进行了改进，建成日处理煤200吨的半工业试验装置，操作压力由原来的70兆帕降至30兆帕，反应温度450～480摄氏度；固液分离改过滤、离心为真空闪蒸方法，将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢，轻油和中油产率可达50％。

　　工艺特点：把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高压系统中，避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失，并在固定床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的损失量降到*小。投资可节约20％左右，并提高了能量效率。

(2)美国HTI工艺

　　该工艺是在两段催化液化法和H－COAL工艺基础上发展起来的，采用近十年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有**的铁基催化剂。

　　工艺特点：反应条件比较缓和，反应温度420～450摄氏度，反应压力17兆帕；采用特殊的液体循环沸腾床反应器，达到全返混反应器模式；催化剂是采用HTI**技术制备的铁系胶状高活性催化剂，用量少；在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器，对液化油进行加氢精制；固液分离采用临界溶剂萃取的方法，从液化残渣中*大限度回收重质油，从而大幅度提高了液化油回收率。

(3)日本NEDOL工艺

　　由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等4个主要单元组成。

工艺特点：反应压力较低，只有17兆帕～19兆帕，反应温度为430摄氏度～465摄氏度；催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；固液分离采用减压蒸馏的方法；配煤浆用的循环溶剂单独加氢，以提高溶剂的供氢能力；液化油含有较多的杂原子，还须加氢提质才能获得合格产品。

（4）工艺对比

HIT工艺已经进行了大量试验，技术先进，工艺较成熟，与德国IGOR工艺和日本NEDOL工艺相比，有如下突出优点：

   [1]反应器类型。HIT采用全返混反应模式的悬浮床反应器，克服了反应器内煤固体颗粒的沉降问题，反应器的直径比大，因而，单系列生产装置的规模比其他两个工艺增加了近一倍。同时全返混性也使反应器内的反应温度更易控制。

   [2]催化剂。HIT采用的铁系催化剂由于催化活性高，Fe的加入量少，这不仅减少了煤浆管道及阀门的磨损，而且还减少了残渣的生成量。同时，催化剂制备简单，成本低。

[3]固液分离法。煤经液化反应后，还有少量的惰性组分不能转化，为了得到纯净的液化油，必须把他们分离出去。IGOL和NEDOL工艺采用的固液分离法是减压蒸馏，得到的固体残渣中含有50%以上的重油及沥青质。而HIT采用临界萃取的方法，能把残渣中的大部分重油及沥青质分离出来，重新用于配煤浆，再次进入液化反应器。这些重质组分的进一步转化使HIT液化油的产率比其他两种工艺高5%-10%.

[4]液化反应条件。HIT的煤液化反应条件比较缓和，反应压力和温度均较低。低的压力条件可降低高压设备及高压管道的造价，而低温也同样能降低造价，且有助于延长设备的使用寿命。

随着石油资源的日益减少，相对储量更大的煤炭资源必将代替是有的位置成为未来世界的主要能源，因而煤制油必然成为未来的发展趋势，而煤炭的直接液化技术也必将得到长远的发展，在未来的经济社会的发展中起到更大的作用。