4.煤直接液化工业化
21世纪
神华煤直接液化项目
4.煤直接液化工业化
中国
神华煤直接 液化工艺
500万
2018~至今
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>60
5.煤直接液化前景
[1]韩来喜.煤直接液化工业示范装置运行情况及前景 分析[J].石油炼制与化工,2011,42(08):47-51.
5.煤直接液化前景
谢 谢
煤直接液化（DCL）
汇报人：xie
化工学院
主要内容
1.煤-石油化学基础 2.煤直接液化基本原理
3.煤直接液化工艺 4.煤直接液化工业化 5.煤直接液化前景
1.煤-石油化学基础
原因：①我国总的能源特征是“富煤、贫油、少气”，
煤炭在我国石化能源总储量中居于首位，高达90%， 而石油和天然气储量总共不到10%。②促进煤炭产业 转型，实现煤炭清洁高效利用。
3.煤直接液化工艺
4 个主要工艺单元:
① 煤浆制备单元。将煤破碎至 0. 15 mm 以下，与溶剂、催
化剂制备成均匀的油煤浆。
② 反应单元。高温高压条件下在反应器内进行煤直接加氢反 应生成液体物。 ③ 分离单元。分离出加氢液化反应生成的气体、液化油和固 体残渣。
④ 提质加工单元。对液化油进行加氢精制，进行芳环饱和和
煤：高等植物在泥炭沼泽中持续生长和死亡，其残
骸不断堆积，经过长期而复杂的生物化学和物理化
学作用，逐步演化成泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。 由植物转化为煤要经历复杂而漫长的过程。一般需 要几千万年到几亿年的时间，整个成煤作用过程可 分为两个阶段，即由植物残骸转变为泥炭的泥炭化 作用阶段和泥炭转变为褐煤，烟煤，无烟煤的煤化 作用阶段。
2.煤直接液化基本原理
3.缩合反应
煤自由基→ 半焦 +焦炭 （需抑制）
如果自由基碎片不能及时得到氢原子，自由基就会相互结合生成分子量更大 的物质甚至结成半焦。
2.煤直接液化基本原理
煤液化溶剂 作用：溶胀分解煤粒，提供活性氢，传递氢作用 种类：四氢萘，萘，蒽，菲，煤焦油 煤液化催化剂 作用：加快煤加氢液化速度，提高转化率，油收率，降低 反应压力。 种类：金属氧化物Sn氧化物，铁系氧化物，金属卤化物
脱硫、脱氮等过程，得到合格的汽油或其他化学等产品。
3.煤直接液化工艺
3.煤直接液化工艺
3.煤直接液化工艺
二战爆发 石油危机
[1]任相坤,房鼎业,金嘉璐,高晋生.煤直接液化技术开发 新进展[J].化工进展,2010,29(02):198-204.
3.煤直接液化工艺
60年代
SRC法：是将煤用溶剂制成浆液送入反应器，在高温和氢压下，
1.煤-石油化学基础
石油：是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。主要成分是各
种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。2012年开采的石油88%被用作燃料，其 它的12%作为化工业的原料。
环烷烃
芳香烃 颜色：由所含的胶质和沥青的 比例不同而引起； 粘稠度：由石蜡含量高低决定
1.煤-石油化学基础
适合直接液化的煤种
裂解或解聚成较小的分子，生产清洁的低硫低灰的固体燃料和液体
燃料。
3.煤直接液化工艺
60年代
H-Coal法：是将煤用溶
剂制成浆液送入反应器，在 高温和氢压下，裂解或解聚 成较小的分子，生产清洁的 低硫低灰的固体燃料和液体 燃料。
3.煤直接液化工艺
70年代
IGOR工艺：IGOR工艺采用鼓
泡床反应器，减压蒸馏分离循环溶
2001 年，神华集团联合国内研究机构，成功开发了具有自主知识 产权的神华煤直接液化工艺技术。2002—2008 年，神华集团对神华 煤直接液化工艺技术进行了实验室小试、6 t/d 工艺开发中试工艺验证 及工艺条件优化试验，形成了成熟的煤直接液化工艺技术。 2004 年 8 月，神华煤直接液化示范工程项目在内蒙古鄂尔多斯市 的神东矿区开工建设。2007 年第 1 条生产线基本建成，2008 年进入 单机和各装置的全面调试阶段，2008 年 12 月 30 日投煤试运转成功。 目前神华煤直接液化示范工程项目处于正常生产阶段，日产柴油 2 000 t，产品销售势头良好。
煤液化涉及的化学反应 1.热裂解反应
煤 → 自由基碎片∑R-
煤和溶剂、催化剂配制成油煤浆和氢气混合后经泵送进入直接液化反应器进
行煤直接液化反应。煤浆在反应器中首先进行煤的热溶解。
2.加氢反应
反应器内部温度升到 250 ℃左右时，煤中一些弱键发生断裂，产生可萃取的 物质; 反应器内部温度超过 250 ℃后，煤中一些不稳定的键开始断裂; 温度超 过 350 ℃时，煤的大分子结构发生热分解反应，较弱的桥键迅速断裂，形成 反应活性很高的自由基碎片。这些自由基从供氢溶剂、溶解氢气和煤的母体 中获得氢原子并稳定下来，形成分子量分布很宽的产物，包括前沥青烯、沥 青烯等中间产物和分子量低的油或气体分子。
煤炭
石油天然气
可行性：煤与石油在化学组成和分子结构方面有相似之处，主要都
是由C，H元素所组成，但其含量各不相同。煤与石油相比、氢含量低， 氧含量高，H/C原子比低，O/C原子比高。如果创造适宜的条件使煤 的相对分子质量变小，提高产物的H/C原子比，就有可能将煤转化为 液体燃料油。
1.代
HRI工艺：煤与石油的常压
油渣、减压油渣、催化裂化油 浆、重质原油一起进行加氢。 煤油共炼技术是介于石油加氢 裂化和煤直接液化工艺之间的 一种工艺。其实质是石油油渣 作为煤直接液化的溶剂，不仅 煤液化成油，而且油渣可以裂 化为较低沸点馏分。
4.煤直接液化工业化
21世纪
神华煤直接液化项目
剂，并采用在线固定床加氢反应器 对循环溶剂和产品进行不同深度的 加氢，液化催化剂采用赤泥。由于 全部采用加氢后的供氢性循环溶剂， 煤浆性质稳定，煤浆浓度高;预热容 易，而且可以与高温分离器气相进 行换热，热利用率高。
3.煤直接液化工艺
70年代
HTI工艺：是将煤用
溶剂制成浆液送入反应器， 在高温和氢压下，裂解或 解聚成较小的分子，生产 清洁的低硫低灰的固体燃 料和液体燃料。
年老褐煤 年轻烟煤：长烟煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤
低挥发分 褐煤
烟煤
高挥发分 烟煤
次烟煤
无烟煤
2.煤直接液化基本原理
煤炭直接液化技术：通过高温高压 和催化剂的存在下，煤加氢转化成
洁净液体燃料（汽油，柴油，航空 煤油等）或化工原料的一种先进的 洁净煤技术。
固体煤
高温高压 催化剂
液体燃料
2.煤直接液化基本原理