4 直接液化技术的应用
世界上有代表性的煤直接液化工艺是德国的新液化(
IGOR)工艺,美国的
HTI 工艺和日本的 NEDOL 工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反应
条件比老液化工艺大为缓和,生产成本有所降低,中间放大试验已经完成。目前
还未出现工业化生产厂,主要原因是生产成本仍竞争不过廉价石油。今后的发展
趋势是通过开发活性更高的
[wiki]催化剂[/wiki]和对煤进行顶处理以降低煤的灰
分和惰性组分,进一步降低生产成本。
(1)德国 IGOR 工艺
1981 年,德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对最早开发的煤加氢裂解为液体
燃料的柏吉斯法进行了改进,建成日处理煤
200 吨的半工业试验装置,操作压力
由原来的
70 兆帕降至 30 兆帕,反应温度 450~480 摄氏度;固液分离改过滤、离
心为真空闪蒸方法,将难以加氢的沥青烯留在残渣中气化制氢,轻油和中油产率
可达
50%。
工艺特点:把循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在一套高
压系统中,避免了分立流程物料降温降压又升温升压带来的能量损失,并在固定
床催化剂上使二氧化碳和一氧化碳甲烷化,使碳的损失量降到最小。投资可节约
20%左右,并提高了能量效率。
(2)美国 HTI 工艺
该工艺是在两段催化液化法和
H-COAL 工艺基础上发展起来的,采用近十
年来开发的悬浮床反应器和
HTI 拥有专利的铁基催化剂。
工艺特点:反应条件比较缓和,反应温度
420~450 摄氏度,反应压力 17 兆
帕;采用特殊的液体循环沸腾床反应器,达到全返混反应器模式;催化剂是采用
HTI 专利技术制备的铁系胶状高活性催化剂,用量少;在高温分离器后面串联有
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,从而大幅度提高了液化油回收率。
(3)日本 NEDOL 工艺
由煤前处理单元、液化反应单元、液化油蒸馏单元及溶剂加氢单元等
4 个主要
单元组成。
工艺特点:反应压力较低,只有
17 兆帕~19 兆帕,反应温度为 430 摄氏度~465
摄氏度;催化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿;固液分离采用减压蒸馏的方法;
配煤浆用的循环溶剂单独加氢,以提高溶剂的供氢能力;液化油含有较多的杂原
子,还须加氢提质才能获得合格产品。
(
4)工艺对比
HIT 工艺已经进行了大量试验,技术先进,工艺较成熟,与德国 IGOR 工艺和
日本
NEDOL 工艺相比,有如下突出优点:
[1]反应器类型。HIT 采用全返混反应模式的悬浮床反应器,克服了反应器内煤
固体颗粒的沉降问题,反应器的直径比大,因而,单系列生产装置的规模比其他
两个工艺增加了近一倍。同时全返混性也使反应器内的反应温度更易控制。
[2]催化剂。HIT 采用的铁系催化剂由于催化活性高,Fe 的加入量少,这不仅减
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