1、 一、煤的直接液化 二、煤直接液化關鍵因素 三、直接液化產物的特點 四、我國煤炭的直接液化技術l 煤的直接液化是將固體煤在高溫高壓下與氫反應，將其降解和加氫從而轉化為液體油類的工藝，又稱加氫液化。煤直接液化油可生產潔凈優(yōu)質汽油、柴油和航空煤油等。 在適當的溫度和壓力下，催化加氫裂化（熱解、溶劑萃取、非催化液化等）成液體烴類，生成少量氣體烴，脫除煤中N、O和S等雜原子的深度轉化過程。 液化殘渣氣化制取氫氣液體產物分餾和精制氣體凈化固液分離加氫液化煤漿制備原料煤的破碎與干燥工藝流程l 要把固體煤轉化為液體油，就必須采用高溫（400C470C）或其它化學方法打碎煤的分子結構，使大分子物質變成小分子物

2、質，同時要從外界供給足夠量的H，以提高H/C比。l 該工藝是把煤先磨成粉，再和自身產生的部分液化油（循環(huán)溶劑）配成煤漿，在高溫（450C）和高壓（2030MPa）下直接加氫，獲得液化油，然后再經過提質加工，得到汽油、柴油等產品。1噸無水無灰煤可產500600kg油，加上制氫用煤，約34噸原料煤可產1噸成品油。其工藝過程如下圖所示。1、直接液化的原料煤l煤的液化性能主要取決于煤的分子結構、組成和巖相組分含量，并且與煤灰成分（煤中礦物質組成）有關。l適宜液化的煤一般是：1）年輕煙煤和年老褐煤 2）揮發(fā)分大于37%（無水無灰基），灰分小于10%（干燥基）3）氫含量大于5%，碳含量82%85%，H/C

3、比越高越好，O含量越低越好4）芳香度小于0.7 5）活性組分大于80%；6）礦物質中富含硫化鐵。褐煤比煙煤活性高，但氧含量高，液化過程中用氫量多。l總的來說，H/C比高，揮發(fā)分高，灰分低，鏡質組和殼質組含量高的煤有利于液化。2、直接液化的溶劑 在煤液化過程中，溶劑起著溶解煤、溶解氣相氫向煤或催化劑表面擴散、供氫或傳遞氫、防止煤熱解的自由基碎片縮聚等作用。 煤的直接液化必須有溶劑存在，這也是與加氫熱解的根本區(qū)別。 通常認為在煤的直接液化過程中，溶劑能起到如下作用：a）將煤與溶劑制成漿液的形式便于工藝過程的輸送。同時溶劑可以有效地分散煤粒、催化劑和液化反應生成的熱產物，有利于改善多相催化液化反應體

4、系的動力學過程。b）依靠溶劑能力使煤顆粒發(fā)生溶脹和軟化，使其有機質中的鍵發(fā)生斷裂。c) 溶解部分氫氣，作為反應體系中活性氫的傳遞介質；或者通過供氫溶劑的脫氫反應過程，可以提供煤液化需要的活性氫原子。d）在有催化劑時，促使催化劑分散和萃取出在催化劑表面上強吸附的毒物。 在煤液化工藝中，通常采用煤直接液化后的重質油作為溶劑，且循環(huán)使用，因此又稱為循環(huán)溶劑。3、催化劑l選用合適的催化劑對煤的直接液化至關重要，一直是技術開發(fā)的熱點之一，也是控制工藝成本的重要因素。l催化劑的作用機理，有兩種觀點：（1）催化劑的作用是吸附氣體中的氫分子，并將其活化成為易被煤的自由基團接受的活性氫；（2）催化劑是使煤中的橋

5、鍵斷裂和芳環(huán)加氫的活性提高，或是使溶劑加氫生成可向煤轉移氫的供氫體等。l按煤直接液化所使用的催化劑的成本和使用方法分為：廉價可棄型和高價可再生型兩種。l廉價可棄型催化劑由于價格便宜，在直接液化過程中與煤一起進入反應系統(tǒng)，并隨反應產 物 排 出 。 這 類 催 化 劑 包 括 ： 黃 鐵 礦（FeS2）、高爐飛灰（Fe2O3）等l高價可再生型催化劑的催化活性一般好于廉價可棄型催化劑，但其價格昂貴，因此在實際工藝中往往以多孔氧化鋁或分子篩為載體，擔載鉬系或鎳系催化劑，使之能在反應器中停留較長時間。4、操作條件 溫度和壓力是影響煤直接液化反應進行的兩個因素，也是直接液化工藝兩個最重要的操作條件。u

6、煤的液化反應是在一定溫度下進行的，不同工藝的所采用的溫度大體相同，一般為440460C。當溫度超過450C時，煤轉化率和油產率增加較少，而氣產率增多，因此會增加氫氣的消耗量，不利于液化。對壓力而言，理論上壓力越高對反應越有利，但這樣會增加系統(tǒng)的技術難度和危險性，降低生產的經濟性，因此，新的生產工藝都在努力降低壓力條件。 早期液化反應（如德國工藝）壓力高達3070MPa，目前常用的反應壓力已經降到了1725MPa，大大減少了設備投資和操作費用。l由于煤的大分子的基本結構單元是以芳烴核為主體，并帶有環(huán)烷側鏈、雜環(huán)和含氧官能團等非主體部分。l而煤的直接液化只是一個催化加氫過程，因此其產物液化油也主要是由芳烴和環(huán)烴構成。l與石油產品相比，其特點為富含芳烴和脂環(huán)，碳含量較高，氫含量較低，并含有一定量的N、O和S等雜原子。 l基于上述特點，除可直接作為鍋爐燃料油外，液化油必須經過提質加工才能作為發(fā)動機燃料進行利用。因為煤液體中的芳環(huán)成分雖然會增加辛烷值