毕业论文--煤液化技术研究.doc

煤液化技术研究班级 姓名 日期煤液化技术研究摘要：煤炭液化技术在解决能源危机上具冇重要意义因此，对煤炭间接液化技术进 行介绍，着重论述国内外煤炭液化工艺情况，捉岀未来煤炭液化技术相关的研究、发展方向关键词：煤炭间接液化；能源安全；研究方向目录一、 煤炭液化在我国有很大的发展空间 3（一） 我国的煤炭资源丰富 3（二） 我国能源消耗量FI趋增大 3（三） 传统煤炭能源的使用有很多弊端 3二、 煤炭的液化技术 4（一） 煤炭直接液化技术 4（二） 煤的间接液化技术 5三、 煤液化技术的发展趋势 6（一） 新型催化剂的开发使用 6（二） 新型溶剂的开发使用 7（三） 液化工艺、设备的革新 7（四） 配煤技术的发展 7（五） 煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势 7四、 研究方向 8参考文献 8我国是当今世界上能源结构以煤炭为基础的少数国家之一，煤炭是我国的绝对 优势资源但是2002年我国成为世界第二大石油消费国，为缓解石油供需矛盾，将 煤炭转化为石油替代品和一系列的化工产品，有很大的现实意义和深远的战略意 义一、煤炭液化在我国有很大的发展空间（一）我国的煤炭资源丰富从世界范围看，煤炭是一种储量丰富的化石能源，在一次能源中占31%。

众 所周知，我国是一个富煤、少油、有气的国家据报道，我国煤炭的预测资源量达 到5万亿t,探明资源储量约1万亿t,可采储量2000多亿t煤炭在中国一次能 源结构中所占比例曾高达90%,目前为66%左右相比之下，我国油气资源贫乏, 每平方公里国土面积的资源量、累计探明可采储量、剩余可采储量，都明显低于世 界平均水平，石油剩余可采储量仅占世界剩余可采储量的1.8%二）我国能源消耗量日趋增大随着我国国民经济的高速发展，能源消费将持续增长目前，我国已是世界 第二大石油消耗国这就使我国在能源结构上对国外有很强的依赖性，据报道，我 国的石油进口量己超过消费总量的40%而且对国外进口能源的依存度有逐年上升 的趋势，这很不利于我国的进一步发展20世纪70年代后发生过两次石油危机， 使各国普遍开始重新认识未来能源中煤炭的战略地位，制定了相应法规和政策，并 明显加大了煤炭作为原料和燃料利用技术的开发力度这在我国更是有着特殊的意 义和价值三）传统煤炭能源的使用有很多弊端虽然我国的煤炭资源丰富但也有着一些不利因素的存在首先，就是环境 污染问题烟煤型污染己经给生态环境带来严重问题大部分煤直接燃烧生成C02、 S02、N02、烟雾等，在许多地区形成“酸南”和“温室效应”,严重污染环境，造 成的经济损失毎年达100亿元以上，使我国成为世界上因大气污染排放造成损失最 大的国家之一。

其次，传统的工艺对煤炭能源的利用率不高，造成资源的严重浪费 另外，我国能源分布不均，重心偏西偏北而经济发达区域偏南偏东常规能源需 要长途运输才能满足需求煤炭的运输从某种意义上说没有液体燃料方便二、煤炭的液化技术（一）煤炭直接液化技术该技术是把煤先磨成粉，再和口身产牛的液化重油（循环溶剂）配成煤浆，在 高温（430C〜465C）和高压fl7MPa〜30NPa）下直接加氢，将煤转化成汽油、柴油等 石油产品It无水无灰煤可产500〜600kg油，加上制氢用煤，约3~4t原煤产It 成品油煤炭直接液化技术的发展始于20世纪初的德国1913年，德国的柏吉乌 斯首先研究了煤的高压加氢，并获得了世界上笫一个煤炭液化专利1927年德国 在莱那（Leuna）建立了世界上第一个煤炭直接液化厂，规模为10力t /年1936〜 1943年德国乂先后有11套煤炭直接液化装置建成投产到1944年，德国煤炭直接 液化工厂的油品生产能力已达到423力• t /年，为徳国在二战中提供了 2 / 3的航空 燃料和50%的汽车和装甲车用油二战前后，美国、日本、法国、意大利、原苏联 等国也相继进行了煤的直接液化技术研究20世纪50年代以后，随着中东地区大 量廉价石油的开发，煤炭直接液化逐渐失去了竞争力和继续存在的必要，1973年后, 由于中东战争，在世界范围内发生了一场石油危机，煤炭液化技术乂开始活跃起来。

德国、美国、日本等发达国家，在原有基础上相继研究开发了一些煤炭直接液化新 工艺其中大部分研究工作重点是降低反应条件，从而达到降低煤液化油生产成本 的目的不少国家已完成了中间放大试验，为建立大规模工业生产厂打下了基础 目前，有代表意义的是德国的200t /天新的二段液化（IGOR）工艺，美国的600t / 天氢煤法法（Hcoal）工艺和日本的150t /天NEDOL工艺二）煤的间接液化技术该技术是先将煤全部气化成合成气，然后在催化剂作用下合成为油品和其他化 学品，约5〜7t煤产It油煤的间接液化技术是一种非常成熟的技术，南非SASOL 公司运用该技术生产油品已有50多年的历史该公司成立于20世纪50年代初， 1955年建成第一座由煤生产燃料油的SASOL-E厂1980年和1982年乂相继建成了 SASOL-E厂和SASOL-E厂，当时SASOL-E厂和SASOL-E厂投资达70亿美元，相当于 现在的140亿美元3个厂年用煤总计达4590万t,主要生产汽油、柴油、蜡、氨、 乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等113种产品，总产量达768万t,其中油品458 万t,占60% ：化丁.产品310万t,占加% o（1）煤炭间接液化原理煤的间接液化是将煤气化、净化制得H2/C0比符合合成油要求的原料气。

然后 在一定压力、温度、催化剂条件下来合成汽油、柴油等疑类燃料或含氧燃料等液态 产品当前，煤炭间接液化的最主要产品有三个:疑类染料、甲醇和二甲瞇桂类燃料:费托合成工艺是将气化产生的小分子聚集成大的碳氢化合物分子甲醇和二甲瞇:将固体的煤气化后转化为成CO和H2为主的合成气，然后在一定 温度和催化剂作用下合成甲醇，甲醇脱水生成DMEo甲醇和二甲瞇都是洁净煤技术的 重要组成部分2）煤炭间接液化工艺1）国外液化工艺1、 南非Sasol公司的F-T合成技术Sasol公司的F-T合成技术围绕反应器 和催化剂两个关键环节，合成气采用低温F-T合成工艺（LTFT）和高温F-T合成 （HTFT）其中LTFT合成工艺采用沉淀铁催化剂，反应温度（220〜270C）,反应压力 3.0〜5. OMpao产品以煤油、柴油和石蜡为主;HTFT合成工艺以采用粒状铁催化，反 应压力为2. 0〜3. OMpa,产品主要以汽油和轻烯疑为主2、 美国Mobil公司的MTG合成技术Mobil公司的甲醇-汽油间接液化合成技 术利用两个阶段以煤或天然气生产汽油第一阶段利用煤气化合成气，在铜的催化 剂作用下,生产产率将近100%的甲醇。

第二阶段是在高活性铝催化剂的作用下，在 300C的温度下，甲醇经过部分脱水形成二甲瞇，然后在固定床中ZSM-5分子筛催化 剂的作用下反应,转化为汽油3、 荷兰Shell公司开发的SMDS合成技术Shell公司的SMDAS技术是以天然 气为原料制取合成气，然后加氢、异构化和加氢裂化生产出以中质谓分为主产品的 过程整个工艺可分为两个阶段第一阶段采用管式固定床反应器，使用口己开发 的热稳定性较好的钻系催化剂高选择性合成氏链石蜡坯;第二阶段采用滴流床反应 器，反应温度为300〜350C,反应压力为3〜5MPa,将重质坯类转化为中质徭分油，如 石脑油、煤油、瓦斯油等4、 丹麦的Topose公司其最大的优点在于既可以利用H2/C0值为2. 0的天然 气基合成气，也可以利用H2/C0值为0. 5〜0. 7的煤基合成气其技术关键是开发了 含氧化合物的双功能复合催化剂，使用这种催化剂能同时使C0变换反应和合成反 应在同一反应器内进行2)国内液化工艺国内液化工艺有两种，固定床合成(MFT)和浆态床-固定床两段合成(SMFT)工 艺MFT合成工艺中，合成气经净化后，首先在一段反应器中经F-T合成铁基催化剂 作用生成C1〜C40宽徭分坯类，此徭分进入装有择型分子筛催化剂的二段反应器进 行坯类催化转化反应，改质C5〜C11汽油馆分。

SMFT合成工艺利用超细粒铁基催化剂，在ZMS-5分子筛上将过程产物转化为高 辛烷值汽油，显著提高F-T过程的效率和液体燃料组分的收率该工艺的汽油憾分 中含有97. 8%C5〜C11组分，也富含芳疑和异构烷疑三、煤液化技术的发展趋势(一)新型催化剂的开发使用催化剂的使用可以使反应速度加快液化过程时间缩短，降低液化成本催化 剂的性能主要取决于金属的种类和比表面积、载体等一般认为Fe、co、Ni、Ti 等过渡金属对氢化反应具有催化性这是由于催化剂通过对某种反应物的化学吸附 形成化学吸附键致使被吸附分子的电子或儿何结构发牛变化，从而提高化学反应 活性所以在煤液化过程中，由于催化剂的作用产生了活性氢原子，乂通过溶剂为 媒介实现了氢的间接转移，使液化反应顺利进行另外，与高分子合成技术相结合, 采用低成本高活性供氢体或其他低成本还原剂如甲醇等替代氢气，配合自由基湮灭 剂、阻聚剂，是研发液化新技术的思路之一二） 新型溶剂的开发使用在煤的液化过程中，溶剂的使用具有重要的作用：可以及时分散催化剂和反应 物防止热解产生的自由基聚合：可以溶解氢气从而促进煤的加氢；可使煤与催化 剂及氢气更好地接触国内外大量文献认为，煤液化经历了两个阶段：首先是煤的 溶解阶段：第二是煤的溶解产物转化为产品油阶段。

因此在催化剂存在时，热溶解 在第一阶段中占主导地位：在第二阶段催化剂促进了沥青烯等产物的加氢因此结 合煤液化的反应机理，开发对氢溶解度高的溶剂，对改进煤液化工艺有着重要的意 义三） 液化工艺、设备的革新反应器内设置外动力循环方式来实现液化反应器的返混转动模式，提高煤、催 化剂、氢的混合程度，从而提高油收率；全徭分离线加氢，供氢溶剂配置煤浆，实 现长期稳定运转四） 配煤技术的发展研究和评价煤的液化特性，从我国丰富的煤炭资源中选择出适宜的煤种，是一 项重要的基础研究，不仅关系到煤炭直接液化和间接液化的工艺指标和经济效益， 而且直接影响到工厂的牛产年限和建设地点根据煤质分析结果，将不同的煤种采 用不同的配煤方式，从而获得最大的液化率和最小的生产成本说）煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势由于煤间接液化技术的中间产品种类多，部分中间产品生产化工产品较生产燃 料更具比较优势，从而促进了煤间接液化技术与煤化工技术的融合趋势四、研究方向（一） 在前期工作中，要充分考虑到煤炭资源的可靠性和适应性、液化技术的先 进性和合理性、液化产品的质量和特色、产品价格的竞争优势和环境与社会效益二） 在科研的角度上，继续开展基础研究如供氢溶剂、高效催化剂的选择，液 化反应的动力学探讨，和开展工程化开发。

三） 在有自主知识产权的煤炭液化技术、装备研发，注重循环经济和在节水、 节能、减排等方面加大人力物力的投入，并争取科技创新的突破四） 结论煤炭液化不仅具有重大的环保意义，而且具有保障能源安全的战略意义本文 煤炭间接液化技术进行介绍，并对未来研究方向最出展槊，煤炭能源的发展将成为 我国的长期计划参考文献：[1] 国家统计局（2005b）,中国统计年鉴2005,北京:中国统计出版社.[2] 徐振刚、陈亚飞，煤化工技术现状与发展对策,煤炭科学技术,2007年笫8期:6-12.[3] 王淑英，煤制油煤化工业的绿色技术.洁净煤技术,2005年第11卷笫3期:45-48.[4] 刘今金，煤炭液化技术及前景分析，炼油技术与工程,2005年9月笫九期：1-5.[5] 舒歌平、史士。