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煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所于1923年首先提出的,所以又称为费托合成。其原理是以煤为原料先经气化制合成气(CO十H2),再以合成气为原料,在催化剂的作用下合成(F-T合成)液态烃类产品。目前,煤的间接液化技术主要有以下几种:
(1)溶剂精制煤工艺(SRC)。是由美国煤炭研究局(OCR)于1962年与Speneev化学公司联合开发的煤直接加氢液化工艺,最初是为了洁净利用美国高硫煤而开发的一种生产以重质燃料油为目的的煤液化转化技术,不使用催化剂,反应条件比较温和,利用煤自身的黄铁矿将煤转化为低灰低硫的常温下为固体的SRC-1。后来又改进工艺,采用增加残渍循环,减压蒸馆方法进行固液分离,获得 常温下也是液体的重质燃料油,即SRC-II。
(2)供氢溶剂法(EDS)。美国埃克森研究和工程公司于1966年首先开发使用供氢溶剂的煤液化工艺。在液化反应组分中也不加催化剂,从而避免了煤中矿物质对催化剂的毒害作用,延长了高 性能活性催化剂的使用寿命。其与SRC法的区别是对循环溶剂单独进行催化加氢,从而提高了溶剂的供氧能力,液化油率提高,主要产品是轻质油和中质油。
(3)氢煤法(H-Coal)。由美国碳氢化合物公司(HRI)在氢油法(H-Oil)工艺基础上开发的与SRC法和EDS法完全不同的氢煤法(H-Coal工艺,它采用高活性催化剂和沸腾床反应器,使得液化转化率和液体收率都有很大的提高,并且提高了液化粗油的品质,液化油中的杂原子含量也降低了。
(4)德国IGOR工艺。由德国环保与原材料回收公司与德国矿冶技术检测有限公司(DMT)在德国老工艺的基础上开发的煤加氢液化与加氢精制一体化联合工艺,原料煤经该工艺过程液化后,可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料,从而改变了以往煤加氢液化制备合成油还需再单独进行加氢精制工艺处理的传统煤液化模式。后来IGR工艺又将煤糊相加氢和液化粗油加氢精制串联,既简化工艺,又可获得杂原子含量很低的精制油,代表着煤直接液化技术的发展方向。
(5)俄罗斯低压加氢液体工艺。由前苏联国家科学院、国家可燃物研究所和图拉煤业公司共同开发的工艺,利用黄煤和煤焦油加氢液化的生产经验和丰富的褐煤煤资源,采用煤糊相加氢应用高活 性铜系催化剂的工艺,从而降低了加氢反应压力,提高了油品收率。
(6)煤催化两段液化(CTSL)工艺。由美国碳氢化合物公司HRI于1982年开发的煤液化工艺。其特点是:煤液化的第一阶段和第二阶段都装有高活性的加氢和加氢裂解催化剂,两段反应器既分开又紧密相连,可以单独控制各自的反应条件,使煤的液化始终处于最佳操作状态,该工艺的煤液化油收率较高,达到80%左右,成本却比一段煤液化工艺降低17% ,从而使煤液化工艺技术性和经济性很好地结合起来,油品质量得到了明显的改善和提高。
(7)煤的HTI工艺。在借鉴两段催化液化法和H-Coal法的基础上发展起来的,采用了近年来开发的悬浮床反应器和用少量的HTI拥有专利的铁基催化剂,其特点是反应条件比较温和,在高混分离器后面串联有在线加氢固定床反应器,对液化油进行加氢精制;固液分离则采用|临界溶剂萃取的方法,从液化残渣中最大限度回收重质油,因此大幅度提高了液化油收率。
(8)日本NEDOL煤液化工艺。由日本新能源技术综合开发机构(NEDO)于上世纪80年代初开发的烟煤液化工艺,它吸收了美国EDS工艺与德国新工艺的技术经验,将制备煤浆用的循环溶剂 进行预加氢处理,以提高溶剂的供氢能力。液化反应后的固-液混合物则采用真空闪蒸方法进行分离,简化了工艺过程,易于放大生产规模,煤液化反应过程中使用了价格低廉的黄铁矿等铁基催化剂, 也降低了煤液化成本。同时也可使煤液化反应在较缓和的条件下进行,所产液化泊的质量高于美国 EDS工艺,操作压力低于德国煤液化新工艺。
(9)煤共处理工艺。包括煤/油共处理和煤/废塑料共处理两种,煤/油共处理工艺是将原料煤与石油重油、油沙沥青或者石油渣油等重质油料一起进行加氢液化制油的工艺过程,这实际上是石油炼制工业中重油产品的深加工技术与煤直接液化技术的有机结合与发展;煤/废塑料共处理工艺则是将原料煤与废旧塑料和废旧橡胶等有机高分子废料一起进行加氢液化制油的工艺过程,煤共处理工艺的原理是基于重质油或者废旧塑料和橡胶中富氢组成,可以作为液化过程中的活性氢供体,并以此来稳定煤热解产生的自由基"碎片",该工艺可明显降低氢溶剂和!氢气的消耗量,不仅可以便煤和渣油或废旧塑料同时得到加工,还可以挺高液化原料的转化率,液化油产率和!液化油产品的质量。因此, 煤共处理工艺比煤单独加氢液化具有更大的发展前景。
(10)神华煤液化工艺。由神华集团研制开发的溶剂全加氢煤液化工艺,它是将美国HTI工艺的优点和日本TOP-NEDOL工艺的优点相结合以改善煤液化装置的平衡运行,将煤浆与催化剂混合后进入到煤液化反应器中,经两级反应煤转化为轻质油品,经过高低压闪蒸处理后,经减压塔分馏出最重的组分,残渣内含50%的团体颗粒物,其余的所有煤液化全馏分一并进入到稳定加氢装置中进行处理,产物进入分馏塔分馏到轻、中、重三个馏分,全部的重馏分和少量的中馏分混合后循环回煤液化装置配煤浆。轻馏分和大部分的中馏分则需进一步处理。稳定加氢装置则采用IFP公司的T -STAR工艺,其特点足可在线转换催化剂,并采用了对进料限制相对宽松的沸腾床反应器。 |
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