煤炭直接液化技术及装备

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煤直接液化是将煤在高温高压下与氢反应,使其降解和加氢,从而使煤转化为液体油类(如汽油、柴油、航空燃料和化工原料等)的工艺,又称煤加氢液化。

技术简介

煤的直接液化要经历加温热解和高压催化加氢2个过程,所以煤本身的各种性质对煤直接液化有各种影响。液化用煤一般应具备以下的条件:

①H/C原子比在0.7~0.8以上的煤种,如高挥发分烟煤和褐煤。挥发分高的煤的反应活性比挥发分低的煤的反应活性要高;

②对煤直接液化来说,活性组分(即镜质组和稳定组)容易液化,所以要求这两种组分越高越好。适合直接液化的煤种为褐煤和年轻烟煤。

20世纪70年代末,根据中国国情,成立了专门从事煤直接液化技术研究的液化研究室,并开展国际合作,建立了具有国际先进水平的煤直接液化技术研究基地。煤炭科学研究总院与日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)合作,建立了一套0.1t/d的煤直接液化连续试验装置,主要用于中国煤液化特性评价。与德国合作,建立了一套采用新IG工艺的0.12t/d连续试验装置,用于煤直接液化工艺条件试验。利用美国Xytel公司的1.0L/h的连续试验装置,进行煤液化油的提质加工研究。还有一批高压釜设备及与煤液化研究配套的分析仪器设备。开发了具有自主知识产权的煤直接液化新工艺——CDCL工艺。30多年来,承担并完成了国家委托的多项科技攻关课题,主持了十多项“国家863计划”课题和“国家973计划”项目。其中国家863课题“煤直接液化高效催化剂”开发出的纳米级催化剂已成功用于神华百万吨级煤直接液化示范厂,该成果荣获2006年年度煤炭工业科学技术一等奖。


通过对107种煤的高压釜试验和28种煤的连续试验选出了14种适合于直接液化的我国煤种; 

对德国装置工艺作了改进,在改进工艺的基础上完成了4种煤(兖州、天祝、神木、先锋)的工艺条件最佳化研究,油收率达55%。在德国装置上进行了煤和石油渣油的煤油共炼研究;

开发出立足于我国资源的直接液化催化剂。对煤液化油提质加工工艺研究,利用国产催化剂,获得了合格的汽油、柴油、航空煤油,确定了液化油加工工艺路线; 

通过国际合作,对云南先锋煤、黑龙江依兰煤和神华上湾煤进行了建设液化厂可行性研究。2010年又与美国Accelergy公司合作:考察Accelergy MCL工艺对中国煤种的适应性。并在煤液化油提质生产航空煤油,特种溶剂油工艺及催化剂的研发领域进行深入合作。

现有的煤液化连续试验装置经过几次改造,已成为完整的煤液化工艺。得到的试验数据完全可以作为建设商业化煤液化厂预可行性研究的基础数据。

可承接国内外煤炭液化性能的评价,利用连续煤液化试验装置进行特定煤的液化试验,并根据试验结果编写项目建议书和预可行性研究报告。