神华煤直接液化工艺技术特点和优势
神华煤直接液化示范工程采用的煤直接液化工
艺技术是在充分消化吸收国外现有煤直接液化工艺
的基础上，利用先进工程技术，经过工艺开发创新，依靠自身技术力量，形成了具有自主知识产权的神
华煤直接液化工艺
神华煤直接液化工艺技术特点
1) 采用超细水合氧化铁(FeOOH)作为液化催
化剂。

以Fe 2 + 为原料，以部分液化原料煤为载体，制成的超细水合氧化铁，粒径小、催化活性高。

2) 过程溶剂采用催化预加氢的供氢溶剂。

煤
液化过程溶剂采用催化预加氢，可以制备45% ～50%流动性好的高浓度油煤浆;较强供氢性能的过
程溶剂防止煤浆在预热器加热过程中结焦，供氢溶
剂还可以提高煤液化过程的转化率和油收率。

3)强制循环悬浮床反应器。

该类型反应器使
得煤液化反应器轴向温度分布均匀，反应温度控制
容易;由于强制循环悬浮床反应器气体滞留系数低，
反应器液相利用率高;煤液化物料在反应器中有较
高的液速，可以有效阻止煤中矿物质和外加催化剂4)减压蒸馏固液分离。

减压蒸馏是一种成熟
有效的脱除沥青和固体的分离方法，减压蒸馏的馏
出物中几乎不含沥青，是循环溶剂的催化加氢的合
格原料，减压蒸馏的残渣含固体50%左右。

5) 循环溶剂和煤液化初级产品采用强制循环
悬浮床加氢。

悬浮床反应器较灵活地催化，延长了
稳定加氢的操作周期，避免了固定床反应由于催化
剂积炭压差增大的风险;经稳定加氢的煤液化初级
产品性质稳定，便于加工;与固定床相比，悬浮床操作性更加稳定、操作周期更长、原料适应性更广。

神华示范装置运行结果表明，神华煤直接液化
工艺技术先进，是唯一经过工业化规模和长周期运
行验证的煤直接液化工艺。

神华煤直接液化工艺技术优势
1)单系列处理量大。

由于采用高效煤液化催
化剂、全部供氢性循环溶剂以及强制循环的悬浮床
反应器，神华煤直接液化工艺单系列处理液化煤量
为6000 t/d。

国外大部分煤直接液化采用鼓泡床反
应器的煤直接液化工艺，单系列最大处理液化煤量
为每天2500 ～3000 t。

2)油收率高。

神华煤直接液化工艺由于采用
高活性的液化催化剂，添加量少，蒸馏油收率高。

3)稳定性好。

神华煤直接液化工艺采用经过
加氢的供氢性循环溶剂，溶剂性质稳定，煤浆具有较
好的输送性和较高的稳定性。

同时神华煤直接液化
工艺采用悬浮床加氢反应器，实现循环溶剂和液化
初级产品的稳定加氢，提高神华煤直接液化工艺的
整体稳定性。

4)反应条件缓和。

神华煤直接液化工艺中溶
剂采用全部加氢的供氢性能好的循环溶剂以及高活
性、高分散性合成铁煤液化催化剂，降低煤液化反应
的苛刻条件，同时可以保证煤的液化转化率，反应温
度455 ℃，反应压力19 MPa。

神华煤直接液化工程化技术的创新点
神华煤直接液化示范工程全部流程包括自备热
电厂、备煤、催化剂制备、煤直接液化、加氢稳定(溶剂加氢)、加氢改质、轻烃回收、含硫污水汽提、脱硫、硫磺回收、酚回收、残渣成型、两套煤制氢和两套空分等装置。

神华煤直接液化示范工程流程如图 2
所示。

神华集团在全世界范围内首次采用新一代煤直
接液化技术建设百万吨级煤直接液化示范工程，克
服了许多世界性工程难题
克服煤中矿物质在反应器中的沉积
防止煤中矿物质在反应器内沉积需要煤浆及其
反应器有足够的空塔液速。

在设定的反应时间内，
虽然矿物质的聚合不可避免，但反应器内有足够的
空速能将聚合长大的矿物质悬浮起来，利于排出反
应器;反应器主体部分物料实现单向流动，不能出现
混乱流。

运行的煤液化示范装置反应器拆检结果表
明，反应器内无沉积物。

4. 2 实现高温、高差压减压阀长周期运行
煤液化反应后，含固物料首先要经过减压阀进
入减压蒸馏系统进行固液分离。

减压阀要在高温、
高差压和含固物料高速冲刷的环境下正常工作，所
以减压阀是煤直接液化最关键的设备之一。

神华采
用一开三备的五通减压阀，实现完全线性控制，即使
在异常情况下也能有较大的流量弹性。

阀内部结构
采用合适孔径并增加限流孔板通道长度等措施，让
介质在孔道尾部气化，实现了相变前(液相)控制流
量，同时增加阀座磨损面积。

在阀座、阀芯采用复合材料替代单一的碳化钨材料，克服了全部碳化钨材
料阀座、阀芯易碎的缺点。

长周期运行结果表明，神华减压阀单阀最长运行时间达到2519 h。

4. 3 成功解决反应器和热高分器结焦难题
防止反应器结焦是煤液化的世界性难题。

神华
采取预加氢的供氢性溶剂作为过程循环溶剂，提高
溶剂供氢性能;采用纳米催化剂不但可以提高活性，
而且反应热也可以及时扩散，防止以催化剂为焦核
的结焦现象产生;优化操作方法，防止反应器底部循
环泵抽空导致的床层塌陷，使反应器温度突然升高。

热高分器与反应器不同的是液相贫氢。

神华采
用降低热高分温度，小于420 ℃，降低液相在高温的停留时间，小于5 min，采用切线螺旋进料，使液相起到搅拌作用，防止静止沉积;采用高压冲洗油，在气
液交界面喷淋，防止由于气液交界面波动而产生沉
积和结焦。

煤液化示范装置运行实践表明，这些措
施有效解决了反应器和热高分器的结焦问题。

5 煤直接液化技术展望
神华煤直接液化经过近 5 a 的示范运行表现出
良好势头，装置能够在短时间达到长周期稳定运行
并实现盈利。

中国煤直接液化技术代表了世界煤液
化技术领先水平，国家发改委授予神华集团“煤炭
直接液化国家工程实验室”称号。

神华集团2009—2011 年在神华煤制油化工有
限公司上海研究院内建成了“煤炭直接液化国家工
程实验室”，包括煤直接液化工艺技术开发平台在
内的7 个研发平台已投入使用，为中国继续在煤直
接液化技术领域保持领先地位奠定了基础。

根据多
年煤直接液化技术开发、工程化建设与工业化运行
的实践，笔者认为未来煤直接液化技术应在以下方
面进行探索和实践。

1)煤直接液化工程高度集成创新。

煤直接液
化工程包括煤直接液化核心单元、煤液化油品提质
加工单元、煤制氢与氢气压缩单元、空分单元、自备电站、工艺废水处理单元和公用工程等单元。

每一
个单元都是规模庞大且相对独立的生产单元。

这些。