煤化工產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展?fàn)顩r綜述

煤化工產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展?fàn)顩r綜述2）煤炭液化。煤炭液化分為間接液化和直接液化。煤間接液化是將煤首先經(jīng)過氣化制得合成氣（CO+H2）,合成氣再經(jīng)催化合成（F-T合成等）轉(zhuǎn)化成有機(jī)烴類。煤間接液化的煤種適應(yīng)性廣，并且間接液化過程的操作條件溫和，典型的煤間接液化的合成過程在250°C、15?40個(gè)大氣壓下操作。此外，有關(guān)合成技術(shù)還可以用于天然氣以及其他含碳有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，合成產(chǎn)品的質(zhì)量高，污染小。煤間接液化合成油技術(shù)在國(guó)外已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。南非基于本國(guó)豐富的煤炭資源優(yōu)勢(shì)建成了年耗煤近4200萬(wàn)噸、生產(chǎn)合成油品約500萬(wàn)噸和200萬(wàn)噸化學(xué)品的合成油廠。在技術(shù)方面，南非SASOL公司經(jīng)歷了固定床技術(shù)（1950?1980）、循環(huán)流化床（1970?1990）、固定流化床（1990?）、漿態(tài)床（1993?）4個(gè)階段。20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)在加緊開發(fā)合成汽油固定床工藝的動(dòng)力學(xué)和軟件包的同時(shí)，開展了合成柴油催化劑和先進(jìn)的漿態(tài)床合成汽油工藝的研究。1998年以后，自主開發(fā)了鐵催化劑（ICC-IA）,合成效率接近SASOL水乎，有望在大規(guī)模生產(chǎn)后使成本從8萬(wàn)元/噸降到3萬(wàn)元/噸。還開發(fā)出可以大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)的新型鐵催化劑ICC-IB,催化劑各項(xiàng)指標(biāo)超過國(guó)外同等催化劑，預(yù)計(jì)工業(yè)化后，結(jié)合漿態(tài)床工藝的低成本可以使煤基合成油具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，國(guó)內(nèi)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以產(chǎn)業(yè)化的階段，包括反應(yīng)器在內(nèi)的所有設(shè)各和控制系統(tǒng)均可在國(guó)內(nèi)制造。直接液化是煤直接通過高壓加氫獲得液體燃料。1913年，德國(guó)柏吉烏斯首先研究了煤的高壓加氫，并獲得世界上第一個(gè)煤炭液化專利。到1944年，德國(guó)煤炭直接液化工廠的油品生產(chǎn)能力已達(dá)到423萬(wàn)噸/年，為第二次世界大戰(zhàn)中的德國(guó)提供了2/3的航空燃料和50％的汽車、裝甲車用油。20世紀(jì)50年代起中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)大量廉價(jià)石油，使煤炭直接液化暫時(shí)失去了競(jìng)爭(zhēng)能力，70年代的世界石油危機(jī)又使煤炭液化技術(shù)開始活踩。世界上有代表性的煤直接液化工藝是德國(guó)的新液化（IGOR）工藝，美國(guó)的HTI工藝和日本的NEDOL工藝。這些新液化工藝的共同特點(diǎn)是煤炭液化的反應(yīng)條件比老液化工藝大為緩和，生產(chǎn)成本有所降低中間放大試驗(yàn)已經(jīng)完成。目前還未出現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)廠，主要原因是約為25美元/桶的生產(chǎn)成本仍競(jìng)爭(zhēng)不過廉價(jià)石油。今后的發(fā)展趨勢(shì)是通過開發(fā)活性更高的催化劑和對(duì)煤進(jìn)行頂處理以降低煤的灰分和惰性組分，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末開始研究煤炭直接液化技術(shù)，已建成具有國(guó)際先進(jìn)水平的煤炭直接液化、液化油提質(zhì)加工和分析檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，開展了基礎(chǔ)研究和工藝開發(fā)，取得了一批科研成果。目前，從煤一直到合格產(chǎn)品的全流程已經(jīng)打通，有關(guān)的基礎(chǔ)性研究將為進(jìn)一步工藝放大和建設(shè)工業(yè)化生產(chǎn)廠奠定基礎(chǔ)。3.潔凈煤發(fā)電技術(shù)潔凈煤發(fā)電技術(shù)主要有常規(guī)煤粉發(fā)電機(jī)組加煙氣污染物控制技術(shù)、循環(huán)流化床燃烷（CFBC）、增壓流化床燃燒（PFBC）以及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）等。（1）常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組加煙氣凈化?，F(xiàn)代化的燃煤超超臨界蒸汽循環(huán)通過提高蒸汽參數(shù)來(lái)提高機(jī)組效率，目前最高蒸汽參數(shù)約為300bar/600°C，凈熱效率約為45%。與現(xiàn)有亞臨界電廠相比，每單位發(fā)電量C02排放量降低15%左右。超臨界蒸汽循環(huán)發(fā)電技術(shù)與現(xiàn)有亞臨界電廠幾乎相同，技術(shù)成熟度和設(shè)備可利用率相當(dāng)高，電廠成本相當(dāng)。在采用現(xiàn)代煙氣凈化設(shè)備后，SO2氮氧化物（NOx）及粉塵排放能滿足很高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)已能成批生產(chǎn)亞臨界機(jī)組，在超臨界、超超臨界汽輪機(jī)的試驗(yàn)研究工作中形成了一支有相當(dāng)實(shí)力的科技隊(duì)伍。我國(guó)引進(jìn)2X600MWe、4X500MWe、2?800MWe共8臺(tái)超臨界機(jī)組，為開發(fā)研制超臨界、超超臨界機(jī)組提供了有益的借鑒，國(guó)內(nèi)各大制造廠正在積極進(jìn)行超臨界、超超臨界汽輪機(jī)開發(fā)的前期技術(shù)準(zhǔn)備工作。常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組要達(dá)到潔凈發(fā)電，還必須在系統(tǒng)中增加煙氣凈化設(shè)備，通過煙氣脫硫、脫硝和除塵，達(dá)到降低S02、NO2和煙塵排放的目的。發(fā)達(dá)國(guó)家大型燃煤鍋爐都配備效率達(dá)95%以上的濕法煙氣脫硫設(shè)備，中小鍋爐也采用經(jīng)濟(jì)可行的爐內(nèi)噴鈣及增濕活化脫硫工藝。我國(guó)目前在燃煤鍋爐電站煙氣脫硫方面有較大差距，先后引進(jìn)了幾套燃煤電廠的脫硫裝置，但引進(jìn)設(shè)備價(jià)格貴、運(yùn)行成本較高。國(guó)內(nèi)進(jìn)行了許多脫硫技術(shù)的研究開發(fā)，出現(xiàn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的循環(huán)流化床煙氣脫疏、濕法煙氣脫硫、新型電子束-半干法煙氣凈化等工藝，但總體上還屬于起步階段。國(guó)外大多在大型鍋爐上安裝低N02燃燒器，使N02排放水平控制在500mg/（N.m3），降低40%左右。對(duì)于揮發(fā)份較高的煤種，采用低NOX燃燒器配合空氣分級(jí)燃燒，最大可降低60%-70%的NO2排放量，但對(duì)低揮發(fā)份煤種的效果有限。國(guó)外新研制的再燃烷技術(shù)可以大幅度地降低NO2排放量（對(duì)于煙煤鍋爐，可低于200mg/m3）,并且對(duì)主燃料的煤種適應(yīng)性廣。該技術(shù)是美國(guó)能源部潔凈煤技術(shù)的一項(xiàng)重要成果，正在美國(guó)電站煤粉鍋爐上進(jìn)行大面積推廣。國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW以上機(jī)組都裝有低NO2燃燒器，基本能符合當(dāng)前排放標(biāo)準(zhǔn)，而300MWe以下機(jī)組尚無(wú)脫硝控制措施。國(guó)內(nèi)，還沒有采用再燃燒技術(shù)降低煤粉鍋爐NO2排放的系統(tǒng)研究報(bào)道或工業(yè)示范。一些高校和科研院所從穩(wěn)燃角度出發(fā)，開發(fā)設(shè)計(jì)出一些新型濃淡燃燒器，具有良好的NO2減排特性。發(fā)達(dá)國(guó)家大型燃煤鍋爐都配各5個(gè)甚至更多個(gè)電場(chǎng)的高效電除塵器或多室的布袋除塵器，除塵效率達(dá)到99.9%。我國(guó)近年來(lái)建設(shè)的大型燃煤鍋爐一般配3?4個(gè)電場(chǎng)的電除塵器，效率低于99%，大量中小火電機(jī)組的除塵設(shè)備落后。（2）循環(huán)流化床燃燒（CFBC）循環(huán)流化床鍋爐可以高效率地燃燒各種燃料（特別是劣質(zhì)煤），通過加人脫硫劑控制在燃燒過程中SO2的排放，流化床低溫燃燒也控制了NO2的生成。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)際上CFBC的大型化取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，現(xiàn)有CFBC鍋爐的容量已經(jīng)發(fā)展到電站鍋爐的等級(jí)，250MWE的循環(huán)流化床在法國(guó)己投人商業(yè)運(yùn)行，300?400MWE等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐已簽訂合同。大型循環(huán)流化床鍋爐已走向技術(shù)成熟階段，發(fā)展大容量、高參數(shù)（超臨界）循環(huán)流化床鍋爐有可能成為一個(gè)新的發(fā)展方向。我國(guó)CFBC技術(shù)的研究開發(fā)基礎(chǔ)較強(qiáng)。采用自有技術(shù)開發(fā)，已具備設(shè)計(jì)制造410t/h以下等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐的能力，占據(jù)國(guó)內(nèi)大部分75t/h等級(jí)以下的循環(huán)流化床鍋爐市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)啟動(dòng)自主技術(shù)的150MWE級(jí)超高壓再熱和引進(jìn)300MWe等級(jí)CFBC鍋爐示范工程。（3）增壓流化床燃烷（PFBC）PFBC除具有與CFBC相似的優(yōu)勢(shì)外，加壓流化床燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過除塵，進(jìn)人燃?xì)廨啓C(jī)作功，由此構(gòu)成增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（PFBC-CC）。其發(fā)電能力比相同蒸汽參數(shù)的單汽輪機(jī)發(fā)電增加20%，效率提高3%?4%,特別適于改造現(xiàn)有常規(guī)燃煤電站。蒸汽循環(huán)還可采用高參數(shù)包括超臨異汽輪機(jī)以提高效率。世界上目前已建成的PFBC-CC電站有8座，除一座電站容量為360MWe外，其他電站容量為80?100MWE等級(jí)。但第一代PFBC-CC技術(shù)受到流化床燃燒溫度的限制，采用兩級(jí)高溫旋風(fēng)分離除塵后的煙氣含塵濃度仍然較高，因此不能采用已有的高溫、高效常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)，聯(lián)合循環(huán)供電效率難于進(jìn)一步提高。我國(guó)對(duì)PFBC技術(shù)的研究開發(fā)己有近20年的歷史，特別是在“八五”“九五”期間，采用國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備在徐州賈汪發(fā)電廠建成PFBC-CC中間試驗(yàn)電站（15MWe）,標(biāo)志著已從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究走向了工業(yè)化試驗(yàn)。為加快PFBC-CC技術(shù)的開發(fā)，國(guó)家計(jì)劃建造100MWe等級(jí)的PFBC-CC示范電站，擬引進(jìn)國(guó)外部分先進(jìn)技術(shù)，除燃?xì)廨啓C(jī)需直接引進(jìn)國(guó)外制造設(shè)備外，大部分設(shè)備將由國(guó)內(nèi)制造。第二代PFBC（PFCB）-CC技術(shù)采用部分氣化和前置燃燒的方法把燃?xì)廨啓C(jī)的入口溫度提高到1100?1300°C,同時(shí)可采用超臨界蒸汽參數(shù)，使聯(lián)合循環(huán)效率有可能達(dá)到45%?48%。這種先進(jìn)的發(fā)電系統(tǒng)尚處于中試階段，如美國(guó)能源部支持FosterWheeler公司牽頭開發(fā)的APFBC技術(shù)正在進(jìn)行中試規(guī)模的試驗(yàn)研究，并已開始商業(yè)示范電站的設(shè)計(jì)工作。英國(guó)原煤炭研究所（CoaLResearchEstablishment）開發(fā)的前置循環(huán)（toppingcycle）及氣化爐技術(shù)已轉(zhuǎn)讓給三井巴布科克（MitsuiBabcock，簡(jiǎn)稱MB）公司，改稱為空氣氣化循環(huán)（AirBlownGasficationCycle，簡(jiǎn)稱ABGC）。MB也在尋求包括中國(guó)在內(nèi)的其他合作伙伴，推進(jìn)該技術(shù)的示范和商業(yè)化進(jìn)展。由于部分氣化燃燒聯(lián)合循環(huán)技術(shù)難度小，投資低，頂計(jì)在2010前有可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，從而成為一種可與IGCC競(jìng)爭(zhēng)的新型燃煤聯(lián)合循環(huán)技術(shù)。對(duì)于第二代PFBC-CC，我國(guó)在“八五”期間，進(jìn)行了部分關(guān)鍵技術(shù)的初步研究，如噴動(dòng)流化床部分氣化爐、低熱值煤氣燃燒室、過濾式高溫除塵器等。在煤炭熱解氣化、流化床燃燒、高溫煤氣和煙氣凈化技術(shù)的試驗(yàn)研究方面已有大量的工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有水平與國(guó)外相關(guān)研究開發(fā)相比，差距并不太大。在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃“973”的資助下，國(guó)內(nèi)在相關(guān)研究開發(fā)有基礎(chǔ)的單位聯(lián)合起來(lái)，正在進(jìn)行煤熱解、氣化和高溫凈化過程的基礎(chǔ)性研究，項(xiàng)目進(jìn)展較好。（4）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）。IGCC發(fā)電技術(shù)通過將煤氣化生成燃料氣，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，其尾氣通過佘熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，具有效率高、污染排放低的優(yōu)勢(shì)。但其系統(tǒng)復(fù)雜、投資高。IGCC需要與電能、熱能、城市煤氣以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)相結(jié)合，構(gòu)成以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)后，才能使不利因素轉(zhuǎn)化為有利條件。IGCC技術(shù)已走過了概念驗(yàn)證和技術(shù)示范運(yùn)行階段，目前已進(jìn)人250?300MWE大容量機(jī)組的商業(yè)示范階段。世界上主要的煤氣化工藝和燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)均進(jìn)行了示范，煤氣化、油氣化和煤油混合氣化及多種燃料供給方式都有示范經(jīng)驗(yàn)。目前，我國(guó)及韓國(guó)、曰本、美國(guó)、德國(guó)、意大利、印度、蘇格蘭、法國(guó)、捷克、新加坡等國(guó)家正在籌建以煤或渣油（或垃圾）氣化的IGCC電站達(dá)十幾座，容量從60?550MWe不等。國(guó)內(nèi)對(duì)IGCC的關(guān)鍵技術(shù)研究起步較晚，在“九五”期間才啟動(dòng)有關(guān)IGCC工藝、煤氣化、煤氣凈化、燃?xì)廨啓C(jī)和余熱系統(tǒng)等方面的關(guān)鍵技術(shù)研究。目前，國(guó)內(nèi)在IGCC系統(tǒng)研究和一些關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)方面取得了進(jìn)步，已得到一批中間成果，形成了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。四、煤制甲醇技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r甲醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展1923年德國(guó)BASF公司首先用合成氣在高壓下實(shí)現(xiàn)了甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，直到1965年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。1966年英國(guó)ICI公司開發(fā)了低壓法工藝，接著又開發(fā)了中壓法工藝。1971年德國(guó)的Lurgi公司相繼開發(fā)了適用于天然氣一渣油為原料的低壓法工藝。由于低壓法比高壓法在能耗、裝置建設(shè)和單系列反應(yīng)器生產(chǎn)能力方面具有明顯的優(yōu)越性，所以從70年代中期起，國(guó)外新建裝置大多采用低壓法工藝。世界上典型的甲醇合成工藝主要有ICI工藝、Lurgi工藝和三菱瓦斯化學(xué)公司(MCC)工藝。目前，國(guó)外的液相甲醇合成新工藝具有投資省、熱效率高、生產(chǎn)成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)，尤其是LPMEOHTM工藝，采用漿態(tài)反應(yīng)器，特別適用于用現(xiàn)代氣流床煤氣化爐生產(chǎn)的低H2/(C0+C02)比的原料氣，在價(jià)格上能夠與天然氣原料競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)的甲醇生產(chǎn)始于1957年，50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。60年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。70年代四川維尼綸廠引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95千噸／年低壓法裝置，采用英國(guó)ICI技術(shù)。1995年12月，由化工部第八設(shè)計(jì)院和上海化工設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)的200千噸／年甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國(guó)產(chǎn)化邁出了新的一步。2000年，杭州林達(dá)公司開發(fā)了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)，打破長(zhǎng)期來(lái)被ICI、Lurgi等國(guó)外少數(shù)公司所壟斷擁的局面，并在2004年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。2005年，該技術(shù)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)首家焦?fàn)t氣制甲醇裝置上。甲醇原料的發(fā)展自1923年開始工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，甲醇合成的原料路線經(jīng)歷了很大變化。20世紀(jì)50年代以前多以煤和焦碳為原料；50年代以后，以天然氣為原料的甲醇生產(chǎn)流程被廣泛應(yīng)用；進(jìn)入60年代以來(lái)，以重油為原料的甲醇裝置有所發(fā)展。對(duì)于我國(guó)，從資源背景看，煤炭?jī)?chǔ)量遠(yuǎn)大于石油、天然氣儲(chǔ)量，隨著石油資源緊缺、油價(jià)上漲，因此在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術(shù)的背景下，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤是我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。我國(guó)煤炭資源豐富，甲醇是目前可以大規(guī)模生產(chǎn)的煤化工產(chǎn)品之一。當(dāng)前，甲醇作為石油的補(bǔ)充已成現(xiàn)實(shí)。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，甲醇亦可成為石油的主要接續(xù)資源之一。甲醇制乙烯、丙烯的研究正初現(xiàn)曙光，按目前的油價(jià)和烯烴價(jià)格，甲醇制烯烴的預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益可以和以石腦油和輕柴油為原料制烯烴大體相近。因此，從我國(guó)石油接續(xù)資源考慮，適度發(fā)展甲醇工業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。五、煤制油技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r（一）世界煤變油技術(shù)概述通常情況下，煤變油的方法有以下二種：1.直接液化法煤直接液化是煤液化方法之一。將煤在氫氣和催化劑作用下通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程。因過程主要采用加氫手段，故又稱煤的加氫液化法。煤直接液化技術(shù)早在19世紀(jì)即已開始研究。1869年，M.貝特洛用碘化氫在溫度270°C下與煤作用,得到烴類油和瀝青狀物質(zhì)。1914年德國(guó)化學(xué)家F.柏吉斯研究氫壓下煤的液化，同年與J.比爾維勒共同取得此項(xiàng)試驗(yàn)的專利權(quán)。1926年，德國(guó)法本公司研究出高效加氫催化劑，用柏吉斯法建成一座由褐煤高壓加氫液化制取液體燃料（汽油、柴油等）的工廠。第二次世界大戰(zhàn)前，德國(guó)由煤及低溫干餾煤焦油生產(chǎn)液體燃料，1938年已達(dá)到年產(chǎn)150萬(wàn)噸的水平，第二次世界大戰(zhàn)后期,總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬(wàn)噸；1935年,英國(guó)卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司在英國(guó)比靈赫姆也建起一座由煤及煤焦油生產(chǎn)液體燃料的加氫廠，年產(chǎn)15萬(wàn)噸。此外,日本、法國(guó)、加拿大及美國(guó)也建過一些實(shí)驗(yàn)廠。戰(zhàn)后，由于石油價(jià)格下降，煤液化產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)上無(wú)法與天然石油競(jìng)爭(zhēng)，遂相繼倒閉，甚至實(shí)驗(yàn)裝置也都停止試驗(yàn)。至60年代初，特別是1973年石油大幅度提價(jià)后，煤直接液化工作又受到重視，并開發(fā)了一批新的加工過程，如美國(guó)的溶劑精煉煤法、?？松淙軇┓?、氫煤法等。?？松淙軇┓ê?jiǎn)稱EDS法，為美國(guó)?？松芯亢凸こ坦?976年開發(fā)的技術(shù)。原理是借助供氫溶劑的作用，在一定溫度和壓力下將煤加氫液化成液體燃料。建有日處理250噸煤的半工業(yè)試驗(yàn)裝置。其工藝流程主要包括原料混合、加氫液化和產(chǎn)物分離幾個(gè)部分。首先將煤、循環(huán)溶劑和供氫溶劑（即加氫后的循環(huán)溶劑）制成煤漿，與氫氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)溫度425?450C,壓力10?14MPa，停留時(shí)間30?100min。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾分離后，殘油一部分作為溶劑直接進(jìn)入混合器，另一部分在另一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行催化加氫以提高供氫能力溶劑和煤漿分別在兩個(gè)反應(yīng)器加氫是EDS法的特點(diǎn)。在上述條件下，氣態(tài)烴和油品總產(chǎn)率為50%?70%（對(duì)原料煤），其余為釜底殘油。氣態(tài)烴和油品中C1?C4約占22%,石腦油約占37%,中油（180?340C）約占37%。石腦油可用作催化重整原料，或加氫處理后作為汽油調(diào)合組分。中油可作為燃料油使用，用于車用柴油機(jī)時(shí)需進(jìn)行加氫處理以減少芳烴含量。減壓殘油通過加氫裂化可得到中油和輕油。溶劑精煉煤法簡(jiǎn)稱SRC法,是將煤用溶劑制成漿液送入反應(yīng)器，在高溫和氫壓下，裂解或解聚成較小的分子。此法首先由美國(guó)斯潘塞化學(xué)公司于60年代開發(fā)，繼而由海灣石油公司的子公司匹茲堡－米德韋煤礦公司進(jìn)行研究試驗(yàn)，建有日處理煤50噸的半工業(yè)試驗(yàn)裝置。按加氫深度的不同，分為SRC-I和SRC—II兩種。SRC-1法以生產(chǎn)固體、低硫、無(wú)灰的溶劑精煉煤為主，用作鍋爐燃料，也可作為煉焦配煤的粘合劑、煉鋁工業(yè)的陽(yáng)極焦、生產(chǎn)碳素材料的原料或進(jìn)一步加氫裂化生產(chǎn)液體燃料。近年來(lái)，此法較受產(chǎn)業(yè)界重視oSRC-n法用于生產(chǎn)液體燃料，但因當(dāng)今石油價(jià)格下降以及財(cái)政困難，開發(fā)工作處于停頓狀態(tài)。寧兩種方法的工藝流程基本相似。最初用石油的重質(zhì)油作溶劑，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中以自身產(chǎn)生的重質(zhì)油作溶劑和煤制成煤漿,與氫氣混合、預(yù)熱后進(jìn)入溶解器,從溶解器所得產(chǎn)物有氣體、液體及固體殘余物。先分出氣體，再經(jīng)蒸餾切割出餾分油。釜底物經(jīng)過濾將未溶解的殘煤及灰分分離。SRC-I法將濾液進(jìn)行真空閃蒸分出重質(zhì)油，殘留物即為產(chǎn)品——溶劑精煉煤（SRC）;SRC-II法則將濾液直接作為循環(huán)溶劑。固液分離采用過濾設(shè)備龐大,速度慢。近年試驗(yàn)采用超臨界流體萃取脫灰法，操作條件：壓力10?14MPa、溫度450?480°C。以煙煤為原料,SRC-I法可得約60%溶劑精煉煤，尚有少量餾分油。SRC-II法可得10.4%氣態(tài)烴、2.7%石腦油及24.1%中質(zhì)餾分油和重質(zhì)油。寧氫煤法由美國(guó)戴納萊克特倫公司所屬碳?xì)浠衔镅芯抗居?973年開發(fā)，建有日處理煤600噸的半工業(yè)裝置。原理是借助高溫和催化劑的作用，使煤在氫壓下裂解成小分子的烴類液體燃料。與其他加氫液化法比較，氫煤法的特點(diǎn)是采用加壓催化流化床反應(yīng)器。操作溫度430?450C,壓力20MPa,煤速240?800kg/（h?m3）,催化劑補(bǔ)充量每噸煤為0.23?1.4kg催化劑。在以上條件下，約520C的C4餾分油產(chǎn)率可達(dá)干煙煤的40%?50%（質(zhì)量）。催化劑為顆粒狀鉬鈷催化劑。利用反應(yīng)器的特殊結(jié)構(gòu)，以及適當(dāng)?shù)拿毫：痛呋瘎╊w粒大小的比例，反應(yīng)過程中殘煤、灰分及氣液產(chǎn)物，可以從反應(yīng)器導(dǎo)出，而催化劑仍留于反應(yīng)器內(nèi)，為了保持催化劑活性，運(yùn)轉(zhuǎn)過程需排放少量已使用過的催化劑（每天約1%?3%），由反應(yīng)器頂部再補(bǔ)加新催化劑。采用流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是，可保持反應(yīng)器內(nèi)溫度均勻，并可利用反應(yīng)熱加熱煤漿。由反應(yīng)器導(dǎo)出的液體產(chǎn)物可用石油煉制方法加工成汽油和燃料油。2.間接液化法煤的間接液化是先將煤氣化，生產(chǎn)出原料氣，經(jīng)凈化后再進(jìn)行合成反應(yīng)，生成油的過程。它是德國(guó)化學(xué)家于1923年首先提出的，可以分為三大步。一是制取合成氣。把經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送入反應(yīng)器，在一定溫度和壓力下通過氣化劑（空氣或氧氣＋蒸汽），使煤不完全燃燒，這樣就能以一定的流動(dòng)方式將煤轉(zhuǎn)化成一氧化碳和氫氣混合的合成氣，灰分形成殘?jiān)懦?。二是進(jìn)行催化反應(yīng)。把這些合成氣凈化，在催化劑作用下，讓合成氣發(fā)生化合反應(yīng)，合成烴類或液態(tài)的烴類的類似石油和其他化工產(chǎn)品。這個(gè)過程催化劑起著關(guān)鍵的作用。很早時(shí)候，國(guó)外有一家公司曾經(jīng)研制出成分為鐵、硅、鉀、銅的催化劑，所得產(chǎn)物組成為：汽油32%、柴油21%、石蠟烴47%。三是需要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的提質(zhì)加工。因?yàn)榻?jīng)過催化反應(yīng)出來(lái)的油可能有很多指標(biāo)不合格，如十六烷值含量、硫含量、水分，以及黏度、酸度等，所以還需要把產(chǎn)物進(jìn)行處理，使其達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，滿足市場(chǎng)需要。（二）世界典型“煤變油”生產(chǎn)工藝介紹俄羅斯煤加氫液化工藝俄羅斯煤加氫液化工藝：工藝特點(diǎn)：一是采用了自行開發(fā)的瞬間渦流倉(cāng)煤粉干燥技術(shù)使煤發(fā)生熱粉碎和氣孔破裂，水分在很短的時(shí)間內(nèi)降到1.5%?2%，并使煤的比表面積增加了數(shù)倍，有利于改善反應(yīng)活性。該技術(shù)主要適用于對(duì)含內(nèi)在水分較高的褐煤進(jìn)行干燥。二是采用了先進(jìn)高效的鉬催化劑，即鉬酸銨和三氧化二鉬。催化劑添加量為0.02%?0.05%，而且這種催化劑中的鉬可以回收85%?95%。三是針對(duì)高活性褐煤，液化壓力低，可降低建廠投資和運(yùn)行費(fèi)用，設(shè)備制造難度小。由于采用了鉬催化劑，俄羅斯高活性褐煤的液化反應(yīng)壓力可降低到6兆帕?10兆帕，減少投資和動(dòng)力消耗，降低成本，提高可靠性和安全性。德國(guó)煤液化新工藝德國(guó)煤液化新工藝：1981年，德國(guó)魯爾煤礦公司和費(fèi)巴石油公司對(duì)最早開發(fā)的煤加氫裂解為液體燃料的柏吉斯法進(jìn)行了改進(jìn)，建成日處理煤200噸的半工業(yè)試驗(yàn)裝置，操作壓力由原來(lái)的70兆帕降至30兆帕，反應(yīng)溫度450攝氏度?480攝氏度；固液分離改過濾、離心為真空閃蒸方法，將難以加氫的瀝青烯留在殘?jiān)袣饣茪?，輕油和中油產(chǎn)率可達(dá)50%。工藝特點(diǎn)：把循環(huán)溶劑加氫和液化油提質(zhì)加工與煤的直接液化串聯(lián)在一套高壓系統(tǒng)中，避免了分立流程物料降溫降壓又升溫升壓帶來(lái)的能量損失，并在固定床催化劑上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化，使碳的損失量降到最小。投資可節(jié)約20%左右，并提高了能量效率。日本NEDOL工藝日本NEDOL工藝由煤前處理單元、液化反應(yīng)單元、液化油蒸餾單元及溶劑加氫單元等4個(gè)主要單元組成。工藝特點(diǎn)：反應(yīng)壓力較低，只有17兆帕?19兆帕，反應(yīng)溫度為430攝氏度?465攝氏度；催化劑采用合成硫化鐵或天然硫鐵礦；固液分離采用減壓蒸餾的方法；配煤漿用的循環(huán)