煤液化技術(shù) 第十五講

1、 制制 油油 第十五講第十五講 煤直接液化傳統(tǒng)工藝（一）煤直接液化傳統(tǒng)工藝（一） 1 2 3 主要知識點：主要知識點： EDS 直接液化工藝直接液化工藝 SCR-II直接液化工藝直接液化工藝 單位：鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院單位：鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院 主講人：周鐵橋主講人：周鐵橋 煤直接液化工藝分類煤直接液化工藝分類 4H-Coal直接液化工藝直接液化工藝 20世紀(jì)世紀(jì)60年代工藝年代工藝 SRC (SRC I和SRC II)，美國，OCR EDS (供氫溶劑法)，美國，Exxon H-Coal (氫煤法)，美國，HRI (HTI) 20世紀(jì)世紀(jì)70年代工藝年代工藝 IGOR (IG新工藝)，德國，DMT

2、HTI (基于H-Coal)，美國，HTI NEDOL (基于EDS和IGOR), 日本, NEDO 20世紀(jì)世紀(jì)80年代工藝年代工藝 CT-5(低壓)，俄羅斯，前蘇聯(lián)國家科學(xué)院 CTSL(兩段液化)，美國，HRI (HTI) HRI(煤油共煉)，美國，HRI (HTI) 21世紀(jì)世紀(jì) (2004) 工藝工藝 神華工藝(基于HTI和NEDOL), 中國, 神華 1.1 煤直接液化典型工藝煤直接液化典型工藝 1. .煤直接液化工藝分類煤直接液化工藝分類 單段液化工藝單段液化工藝 通過一個主液化反應(yīng)器生產(chǎn)液體產(chǎn)品。這種工 藝可能包含一個在線加氫反應(yīng)器或離線加氫反應(yīng)器，對液體產(chǎn)品 提質(zhì)而不能直接提高

3、總轉(zhuǎn)化率。 兩段液化工藝兩段液化工藝 通過兩個液化反應(yīng)器生產(chǎn)液體產(chǎn)品。第一段的主 要功能是煤的熱解，在此段中不加催化劑或加入低活性可棄性催 化劑。第一段的反應(yīng)產(chǎn)物在第二段反應(yīng)器中在高活性催化劑存在 下加氫再生產(chǎn)出液體產(chǎn)品。 煤油共煉工藝煤油共煉工藝 煤和石油混合處理，生產(chǎn)液化產(chǎn)品。此工藝也可 以劃到上述兩種工藝中去。 1.2 煤直接液化工藝的分類煤直接液化工藝的分類 1. .煤直接液化工藝分類煤直接液化工藝分類 SRC-II，EDS，H-Coal，IGOR，NEDOL，CT-5 CTSL，HTI，神華工藝 HRI，CCLC 煤加氫液化工藝流程如下： 氫氣氫氣 反應(yīng)反應(yīng) 單元單元 分離分離 單元

4、單元 提質(zhì)加提質(zhì)加 工單元工單元 催化劑催化劑 煤漿制煤漿制 備單元備單元 煤煤 循環(huán)溶劑循環(huán)溶劑 煤：煤：0.15mm 催化劑催化劑: Fe-S系系 420-470 oC 17-30 MPa 380-390 oC 15-18 MPa 氣體氣體 汽油汽油 柴油柴油 航空燃料航空燃料 殘渣殘渣 氫循環(huán)氫循環(huán) 1.3 煤直接液化工藝流程煤直接液化工藝流程 1. .煤直接液化工藝分類煤直接液化工藝分類 SRC（溶劑精煉煤法 Solvent Refined Coal）工藝的最初目的是從 煤生產(chǎn)一種可以為環(huán)境所接受的潔凈固體燃料，即SRC- I。后來 在SRC-I 的基礎(chǔ)上，進行了改進，以生產(chǎn)全餾份低硫

5、燃料油為目 的，改進后的溶劑精煉煤法被稱為SRC-II工藝 。 2.1 SRC工藝概況工藝概況 2. .SRC-II直接液化工藝直接液化工藝 SRC-I工藝 SRC-I工藝由美國匹茲堡密德威煤炭礦業(yè)公司 （Pittsburg and Midway Coal Mining Company , P 無常壓蒸餾塔，無加氫精制裝置（溶劑不加氫）。 2.2 SRC-II工藝的特點工藝的特點 2. .SRC-II直接液化工藝直接液化工藝 思考：請預(yù)測SRC-II工藝液化油產(chǎn)率情況，并說明理由。 SRC-II與SRC-I不同點： 第一，反應(yīng)器操作條件要苛刻。溫度460，壓力14MPa，輕 質(zhì)產(chǎn)品的產(chǎn)率提高。

6、 第二，在蒸餾或固液分離前，部分反應(yīng)產(chǎn)物循環(huán)至煤漿制備 單元。這樣，循環(huán)溶劑中含有未反應(yīng)的固體和不可蒸餾的SRC。 第三，固體通過減壓蒸餾與液化油分離，從減壓塔排出的減 壓蒸餾殘渣作為制氫原料。塔頂餾出物為產(chǎn)品液化油。 2. .SRC-II直接液化工藝直接液化工藝 2.2 SRC-II工藝的特點工藝的特點 EDS工藝 EDS（供氫溶劑法 Exxon Donor Solvent）是美國 Exxon公司開發(fā)的一種煤炭直接液化工藝。Exxon公司從1966年開 始研究煤炭直接液化技術(shù)，對EDS工藝進行開發(fā)，并在0.5t/d的連 續(xù)試驗裝置上確認(rèn)了EDS工藝的技術(shù)可行性。1975年6月，在 Bayto

7、wn建立了250t/d的工業(yè)性試驗廠，完成了EDS工藝的研究開 發(fā)工作。 3. .EDS 直接液化工藝直接液化工藝 3.1 EDS工藝概況工藝概況 EDS 工藝工藝 原料煤原料煤 氫氣氫氣 循環(huán)溶劑循環(huán)溶劑 殘渣殘渣 ( 靈活焦化 ) 循環(huán)氫循環(huán)氫 高溫分離器 高溫分離器 液化液化 反反 應(yīng)應(yīng) 器器 常常 壓壓 塔塔 煤煤 漿漿 制制 備備 備備 煤煤 減減 壓壓 塔塔 燃料氣燃料氣 燃料油燃料油 預(yù)熱器預(yù)熱器 加氫反應(yīng)器 加氫反應(yīng)器 3. .EDS 直接液化工藝直接液化工藝 Ni/Mo 430470 1016MPa 活活 性性 焦焦 化化 3. .EDS 直接液化工藝直接液化工藝 工藝流程：

8、工藝流程：含固體的減壓塔釜底 殘渣在流化焦化裝置進行焦化，以 獲得更多的液體產(chǎn)物。流化焦化產(chǎn) 生的焦在氣化裝置中氣化制取燃料 氣。焦化和氣化被組合在一套裝置 中聯(lián)合操作，被稱為靈活焦化法。 反應(yīng)條件：反應(yīng)條件： 焦化溫度 485650 氣化溫度 800900 停留時間 0.5h1h 反應(yīng)條件 條件溫和，溫度430 470；壓力1016MPa 催 化 劑 無外加催化劑 工藝流程 循環(huán)溶劑加氫后進入反應(yīng)器，供氫性能好； 煤中礦物質(zhì)在加氫反應(yīng)器中容易沉積； 液化加氫和溶劑加氫分開，可提高催化劑使用壽命； 由于液化反應(yīng)為非催化反應(yīng)，液化油收率低； 靈活焦化可以提高液化油的產(chǎn)率。 3. .EDS 直接液

9、化工藝直接液化工藝 3.2 EDS工藝特點工藝特點 EDS工藝的產(chǎn)油率較低，有大量的前瀝青烯和瀝青烯未轉(zhuǎn)化 為油，可以通過增加煤漿中減壓蒸餾的塔底物的循環(huán)量來提高液 體收率。 3. .EDS 直接液化工藝直接液化工藝 3.2 EDS工藝特點工藝特點 H-Coal工藝 H-Coal工藝始于1963年，由美國Hydrocarbon Research Inc.（HRI）開發(fā)。H-Coal工藝的許多基本概念都來源于 HRI的用于重油提質(zhì)加工的H-Oil工藝。 4. .H-Coal 直接液化工藝直接液化工藝 4.1 H-Coal工藝概況工藝概況 1955年開始研究H-Oil工藝，1962年H-Oil工藝

10、實現(xiàn)工業(yè)化; 1963年在H-Oil工藝的反應(yīng)系統(tǒng)中開始了投煤試驗; 1965年在11.3kg/d的 H-Coal工藝的連續(xù)裝置上進行了實驗室規(guī)模的研究; 1966年3月開始了3t/d的裝置運轉(zhuǎn); 1974年9月開始著手設(shè)計200600t/d的工業(yè)性試驗裝置; 1980年200600t/d的工業(yè)性試驗裝置開始運轉(zhuǎn)，1983年運轉(zhuǎn)結(jié)束。 H-Coal 工藝工藝 催化劑催化劑 原料煤原料煤 氫氣氫氣 粗油循環(huán)粗油循環(huán)(催化劑催化劑) 殘渣（催化劑回收）殘渣（催化劑回收） 循環(huán)氫循環(huán)氫 高溫分離器 高溫分離器 預(yù)熱器預(yù)熱器 液化液化 反反 應(yīng)應(yīng) 器器 常常 壓壓 塔塔 煤煤 漿漿 制制 備備 備備

11、煤煤 減減 壓壓 塔塔 燃料氣燃料氣 石腦油石腦油 旋液分離器旋液分離器 溶劑循環(huán)溶劑循環(huán) 燃料油燃料油 450460 20MPa Ni/Co-Mo/Al2O3 4. .H-Coal 直接液化工藝直接液化工藝 反應(yīng)條件 溫度450460；壓力20MPa； 催 化 劑 高活性Ni/Co-Mo/Al2O3（需回收利用）； 工藝流程 最大特點是使用沸騰床三相反應(yīng)器； 液化粗油循環(huán)回反應(yīng)器，增加了油收率； 分離器底部含固液體在旋液分離器中分離。 4. .H-Coal 直接液化工藝直接液化工藝 4.2 H-Coal工藝特點工藝特點 同其它工藝相類似，H-Coal工藝的液化油產(chǎn)率也與煤種有很 大關(guān)系。利用

12、適宜煤種，可得到超過95%的總轉(zhuǎn)化率，液體收率 可超過50%（無水無灰煤）。 4. .H-Coal 直接液化工藝直接液化工藝 4.2 H-Coal工藝特點工藝特點 同其它工藝相類似，H-Coal工藝的液化油產(chǎn)率也與煤種有很 大關(guān)系。利用適宜煤種，可得到超過95%的總轉(zhuǎn)化率，液體收率 可超過50%（無水無灰煤）。 4. .H-Coal 直接液化工藝直接液化工藝 4.2 H-Coal工藝特點工藝特點 一、請簡述一、請簡述EDS工藝的工藝特點。工藝的工藝特點。 二、請畫出二、請畫出H-Coal工藝的流程簡圖。工藝的流程簡圖。 作作 業(yè)業(yè) THANK YOU 沸騰床三相反應(yīng)器 分布板上方的反應(yīng)器圓筒為

13、顆粒 催化劑床，催化劑是直徑1.6mm，在 氧化鋁載體上載有鉬、鈷活性組分的 條狀加氫催化劑。顆粒催化劑床層的 膨脹和沸騰（實際上是流動狀態(tài)象沸 騰）主要靠由反應(yīng)器底部的循環(huán)泵泵 出的向上流動的循環(huán)油。 沸騰床三相反應(yīng)器 循環(huán)油到達反應(yīng)器頂部后，部分 通過反應(yīng)器中的溢流盤回到底部的循 環(huán)泵，與進料煤漿和氫氣混合后一起 進入反應(yīng)器底部的分布室，經(jīng)過分布 板產(chǎn)生分布均勻的向上流動的液速， 使催化劑床層膨脹最后達到上下沸騰 狀態(tài)，但不至于使催化劑顆粒隨液體 流出反應(yīng)器。 沸騰床三相反應(yīng)器 之所以要采用循環(huán)油系統(tǒng)，是因 為進料煤漿和氫氣的空速不能使催化 劑層膨脹和沸騰。膨脹和沸騰的催化 劑床層體積比初始填裝的催化劑床層 體積大40%，催化劑顆粒之間產(chǎn)生