煤制油工艺Word格式文档下载.docx
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高等挥发烟煤(长焰煤、气煤)和年轻褐煤是最适宜的液化原料,中等变质程度以上的很难液化;
②煤岩组成:
镜质组和壳质组是活性组分,易加氢液化,而惰质组难液化或根本不能液化;
③矿物质组成及含量:
矿物质的含量越低越好,5%左右最好,最大不超过10%;
⑶催化剂的选择:
①钴(Co)、钼(Mo)、镍(Ni):
这类催化剂的催化活性较高。
但是这类金属催化剂的价格比较昂贵而且丢弃对污染比较严重,因此用后要回收;
②金属卤化物:
如ZnCl2、SnCl2等,属酸性催化剂,裂解能力强,但是对煤液化装置设备有较强的腐蚀作用;
③铁系催化剂:
包括含铁的天然矿石、含铁的工业残渣和各种纯态铁的化合物(如铁的氧化物、硫化物和氢氧化物)。
⑷供氢溶剂的作用:
①提供和传递转移活性氢作用;
②溶胀分散作用;
③对煤粒热裂解生成的自由基起稳定保护作用;
④溶解作用;
⑤稀释液化产物作用。
⑸直接液化工艺:
①德国IGOR工艺:
该工艺以炼铝赤泥为催化剂,催化剂加入量为4%,不进行催化剂回收。
反应压力为30MPa,反应温度为465C。
现已完成0.2t/d和200t/d规模的试验研究。
采用减压蒸馏(即闪蒸)方法进行固一液分离,液化粗油不经降温而直接进行提质加工,将难以加氢的沥青质留在残渣中用作气化制氢的原料。
②日本NEDOL工艺:
该工艺以黄铁矿为催化剂,催化剂加人量为4%,也不进行催化剂回收。
反应压力为19MPa,反应温度为460℃。
其主要特点是循环溶剂全部在一个单独的固定床反应器中,用高活性催化剂预先加氢,使之变为供氢溶剂。
液化粗油经过冷却后再去进行提质加工。
液化残渣连同其中所含的重质油即可进一步进行油回收,也可直接用作气化制氢的原料。
现已完成0.01t/d、0.1t/d、lt/d以及150t/d规模的试验研究。
③美国HTI工艺:
该工艺使用催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂加人量为0.5%,用量少,不进行催化剂回收。
反应压力为17MPa,反应温度为4500C。
其主要特点是对液化残渣进行油回收,故液化油收率较高。
④神华煤直接液化工艺:
神华煤炭液化项目采用美国碳氢技术公司(HTI)的生产工艺,是目前世界上首条煤直接液化制油的工业化生产线,分为煤液化、液化油提质和制氢三大部分。
优点:
(1)煤浆制备全部采用供氢性循环溶剂,使得液化反应条件温和,系统操作稳定性提高;
(2)采用两个强制循环悬浮床反应器。
这样使得反应器温度分布均匀,产品性质稳定;
(3)采用减压蒸馏的方法进行液化油和固体物的分离。
残渣中含油量少,产品产率提高;
(4)循环溶剂和产品采用强制循环悬浮床加氢反应器。
该工艺PDU装置的蒸馏油收率达到56%~58%,转化率90%~92%,气产率约12%~14%,水产率11%~13%,氢耗量5%~7%。
2、煤的间接液化技术:
⑴基本原理:
煤炭间接液化是将煤气化、净化制得H2/CO比符合合成油要求的原料,然后在一定压力、温度、催化剂条件下来合成汽油、柴油等烃类燃料或含氧燃料等液态产品。
当前,煤炭间接液化的最主要产品有3个:
烃类原料、甲醇和二甲醚(简称DME)
⑵间接液化工艺:
①国外:
南非F-T合成、美国MTG合成、荷兰的SMDS合成、丹麦的TIGAS合成、美国的STG合成
②国内:
固定床MFT合成、浆态床-固定床两段合成(SMFT)工艺
其中,MFT合成工艺将传统F-T合成和分子筛作用相结合。
已先后完成了小型试验、模拟试验、年百吨中型试验和2kt/a的工业性试验,取得油收率较高、油品性能较好的结果。
SMFT合成工艺利用超细粒铁基催化剂,在ZMS-5分子筛上将过程产物转化为高辛烷值汽油。
该工艺的汽油馏分中含有97.8%C5-C11组分,也富含芳烃和异构烷烃,辛烷值高达90%,是高质量的优质汽油。
③synthol流化床合成工艺
1-反应器;
2-催化剂沉降室;
3-竖管;
4-热油洗塔;
5,10,11-换热器;
6-气体洗涤分离塔;
7-分离器;
8-水洗塔;
9-开工炉;
12,13-压缩机
4、两种液化技术比较:
项目
直接液化
间接液化
煤种适应性
差
强
反应及操作条件
苛刻
适度
温度/C
43435-4455
270270-350-
压力/MPa
12-12-30
2.5
油收率
较高
一般
设备材质
要求高,部分设备需进口
要求较低,设备可以全部国产化
技术成熟程度
小型试验,比较成熟
工业化化,相当成熟
商业化应用
国内外均无商业化工厂,只建有中小型试验装置
国外已有大规模商业化工厂,国内只有中型试验装置
甲醇合成油