煤的直接液化ppt课件.ppt

,煤液化技术,一、煤的直接液化二、煤直接液化关键因素三、直接液化产物的特点四、我国煤炭的直接液化技术,一、煤的直接液化,煤的直接液化是将固体煤在高温高压下与氢反应，将其降解和加氢从而转化为液体油类的工艺，又称加氢液化。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空煤油等。在适当的温度和压力下，催化加氢裂化（热解、溶剂萃取、非催化液化等）成液体烃类，生成少量气体烃，脱除煤中N、O和S等杂原子的深度转化过程。,要把固体煤转化为液体油，就必须采用高温（400C470C）或其它化学方法打碎煤的分子结构，使大分子物质变成小分子物质，同时要从外界供给足够量的H，以提高H/C比。该工艺是把煤先磨成粉，再和自身产生的部分液化油（循环溶剂）配成煤浆，在高温（450C）和高压（2030MPa）下直接加氢，获得液化油，然后再经过提质加工，得到汽油、柴油等产品。1吨无水无灰煤可产500600kg油，加上制氢用煤，约34吨原料煤可产1吨成品油。其工艺过程如下图所示。,二、煤直接液化关键因素,1、直接液化的原料煤煤的液化性能主要取决于煤的分子结构、组成和岩相组分含量，并且与煤灰成分（煤中矿物质组成）有关。适宜液化的煤一般是：1）年轻烟煤和年老褐煤 2）挥发分大于37%（无水无灰基），灰分小于10%（干燥基）3）氢含量大于5%，碳含量82%85%，H/C比越高越好，O含量越低越好4）芳香度小于0.7 5）活性组分大于80%；6）矿物质中富含硫化铁。褐煤比烟煤活性高，但氧含量高，液化过程中用氢量多。总的来说，H/C比高，挥发分高，灰分低，镜质组和壳质组含量高的煤有利于液化。,2、直接液化的溶剂 在煤液化过程中，溶剂起着溶解煤、溶解气相氢向煤或催化剂表面扩散、供氢或传递氢、防止煤热解的自由基碎片缩聚等作用。煤的直接液化必须有溶剂存在，这也是与加氢热解的根本区别。通常认为在煤的直接液化过程中，溶剂能起到如下作用：,a）将煤与溶剂制成浆液的形式便于工艺过程的输送。同时溶剂可以有效地分散煤粒、催化剂和液化反应生成的热产物，有利于改善多相催化液化反应体系的动力学过程。b）依靠溶剂能力使煤颗粒发生溶胀和软化，使其有机质中的键发生断裂。溶解部分氢气，作为反应体系中活性氢的传递介质；或者通过供氢溶剂的脱氢反应过程，可以提供煤液化需要的活性氢原子。,d）在有催化剂时，促使催化剂分散和萃取出在催化剂表面上强吸附的毒物。在煤液化工艺中，通常采用煤直接液化后的重质油作为溶剂，且循环使用，因此又称为循环溶剂。,3、催化剂选用合适的催化剂对煤的直接液化至关重要，一直是技术开发的热点之一，也是控制工艺成本的重要因素。催化剂的作用机理，有两种观点：（1）催化剂的作用是吸附气体中的氢分子，并将其活化成为易被煤的自由基团接受的活性氢；（2）催化剂是使煤中的桥键断裂和芳环加氢的活性提高，或是使溶剂加氢生成可向煤转移氢的供氢体等。,按煤直接液化所使用的催化剂的成本和使用方法分为：廉价可弃型和高价可再生型两种。廉价可弃型催化剂由于价格便宜，在直接液化过程中与煤一起进入反应系统，并随反应产物排出。这类催化剂包括：黄铁矿（FeS2）、高炉飞灰（Fe2O3）等高价可再生型催化剂的催化活性一般好于廉价可弃型催化剂，但其价格昂贵，因此在实际工艺中往往以多孔氧化铝或分子筛为载体，担载钼系或镍系催化剂，使之能在反应器中停留较长时间。,4、操作条件 温度和压力是影响煤直接液化反应进行的两个因素，也是直接液化工艺两个最重要的操作条件。煤的液化反应是在一定温度下进行的，不同工艺的所采用的温度大体相同，一般为440460C。当温度超过450C时，煤转化率和油产率增加较少，而气产率增多，因此会增加氢气的消耗量，不利于液化。,对压力而言，理论上压力越高对反应越有利，但这样会增加系统的技术难度和危险性，降低生产的经济性，因此，新的生产工艺都在努力降低压力条件。早期液化反应（如德国工艺）压力高达3070MPa，目前常用的反应压力已经降到了1725MPa，大大减少了设备投资和操作费用。,三、直接液化产物的特点,由于煤的大分子的基本结构单元是以芳烃核为主体，并带有环烷侧链、杂环和含氧官能团等非主体部分。而煤的直接液化只是一个催化加氢过程，因此其产物液化油也主要是由芳烃和环烃构成。与石油产品相比，其特点为富含芳烃和脂环，碳含量较高，氢含量较低，并含有一定量的N、O和S等杂原子。,基于上述特点，除可直接作为锅炉燃料油外，液化油必须经过提质加工才能作为发动机燃料进行利用。因为煤液体中的芳环成分虽然会增加辛烷值，但它们难以燃烧，热值低，而且燃烧过程中会产生较多的CO2和烟尘。同时由于煤液化燃料的经济性短时间内还无法与石油化工相比，因此在开发液体燃料之外，可以开发非燃料化工产品，如合成医药、农药、工程塑料等。,四、我国煤炭的直接液化技术,谢谢观看,