浅析煤炭液化技术

摘要：能源是一个国家工业及经济发展的基础，是国家可以发展的重要保障。我国的煤

炭资源较为丰富，但是长期以来煤炭的低利用率，使得大量的煤炭资源被浪费。鉴于我国在
未来发展的一段时间内，仍然要以煤炭资源为基础的前提下，研究提高煤炭利用率、煤炭液
化技术就显得尤为重要。

 

　　关键词：煤炭液化；直接液化

能源安全关系到一个国家的长期稳定发展，我国的煤炭资源相对于其他形式的资源而

言较为丰富。但是长期以来，我国的煤炭资源一直处于低利用率水平，造成了大量的资源浪
费以及环境污染等问题。随着资源的日益减少，如何提高资源利用率成为需要研究的关键问
题。本文根据当前我国煤炭资源利用存在的问题，对煤炭液化技术进行了分析，并且针对煤
炭直接液化过程中煤加碱预处理进行了系统的研究，希望能够为煤炭资源的充分利用提供
一些可借鉴的研究成果。

 

　　煤炭液化技术可以分为直接、间接两种。所谓煤炭直接液化技术是指将粉状煤炭与循环
溶剂制备成的混合油煤浆在定温、定压以及催化剂条件下，进行加氢化学反应，最终生成所
需要的液态和气态烃类化合物。同时要对所生成的物体进行脱硫、脱氮处理等有害物质处理；
煤炭的间接液化技术先进行的是气化处理，将煤气化后并在催化剂的作用下，通过

F-T 费

托过程，得到相应的烃类化合物。相对于煤炭间接液化而言，直接液化在同样原料的基础上，
所能够生产出的油品率更高一些。直接液化将煤中所包含的芳烃加氢、

C-C 键断裂和 C-O、C-

N、C-S 键氢解等在一定条件下，直接生产出高 H/C 比的汽、柴、煤油等液态能源。这样就能够
在较小污染的前提下，将煤炭资源转化为其他形式的能源进行储存或者运输。

 

　　煤液化过程可以通过图

1 来表示：煤中所存在的能量较小的 C-C、C-N、C-O 和 C-S 等化

学键，在反应的过程中发生断裂，形成了数量众多的自由基碎片。然而大量存在的自由基碎
片又可以通过化学反应，与溶剂和氢气中的活性氢相结合，形成较为稳定的化合物。该化合
物中的

H/C 原子比将有 0.8%上升至 2.0%。在一系列的化学反应后，之前煤中的固态大分子

成为了液态小分子化合物。煤液化后就可以形成液化油、沥青烯、前沥青烯、液化残渣、少量的
水和气体。煤液化可以大致分为热溶解裂解、氢转移和加氢三大步骤。图

1 煤炭直接液化过程

 

　　

1、热溶解裂变：粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在约 250

℃高温的环境下，

煤中键能较小的化学键将会出现断裂，一旦温度超过

250

℃，煤的大分子将发生热裂解反

应，那些不稳定的化学键也会断裂。煤中出现大量的自由基碎片。

 

　　

2、氢转移：煤中一些弱碱断裂所形成的自由基碎片，在断裂处会出现未配对的自由电

子，这些带有未配对电子的自由基碎片我们称之为自由基。煤基质或者溶剂中的活性氢原子
将与自由基结合，达到稳定状态。稳定状态下的生成物中，分子量最大的就是前沥青烯，其
次是沥青烯，分子量最小的就是液化油。大分子量前沥青烯在经过加氢反应后，可以生成较
小分子量的沥青烯、油以及烃类气体。同样，沥青烯在经过加氢反应后也可以生成油或者烃
类物质。

 

　　

3、加氢：煤液化反应过程中，氢气分子在压力以及催化剂的作用下活化，之后这些 H

分子可以直接与热裂解所形成的自由基或者稳定分子进行反应。该过程主要有芳烃加氢饱和，