煤液化技术是一项将煤转化为液体燃料的技术,主要包括直接液化和间接液化两种方法。直接液化是通过氢气和催化剂的作用,将煤加氢裂化为液体燃料;间接液化则是先将煤气化制成合成气,再经催化剂作用将其转化为烃类燃料、醇类燃料和化学品。
历史与发展
煤液化技术的研究始于20世纪初期的德国。1927年,世界上首个10万吨/年的煤直接液化厂在Leuna建成。1936年至1943年间,德国陆续建立了多套直接液化装置,至1944年总产能达到400万吨/年,为二战期间德国提供了大量的航空燃料和汽车燃油。战后,多个国家继续开展煤液化技术的研究,但由于中东石油的低价开采,这一技术的发展一度陷入停滞。1973年石油危机后,煤液化技术再次受到关注。德国、美国、日本等国在此基础上开发出了新的工艺,旨在降低生产成本。尽管已有多个工艺完成了中间放大试验,但尚未实现大规模商业化的生产。
工艺介绍
德国IGOR工艺
1981年,德国鲁尔煤矿公司和费巴石油公司对柏吉斯法进行了改进,建设了一座日处理煤200吨的半工业试验装置。该工艺的特点是将循环溶剂加氢和液化油提质加工与煤的直接液化串联在同一高压系统中,减少了能量损失,并实现了二氧化碳和一氧化碳的甲烷化,降低了碳的损失。
美国HTI工艺
美国HTI工艺采用悬浮床反应器和铁基催化剂,反应条件较为缓和,反应温度约420~450℃,压力约为17兆帕。该工艺还采用了在线加氢固定床反应器对液化油进行加氢精制,以及临界溶剂萃取技术,提高了液化油的回收率。
日本NEDOL工艺
日本NEDOL工艺是对三种不同工艺的整合,旨在对次烟煤和低阶烟煤进行液化。虽然最初的设计目标是250吨/天的小型试验厂,但由于资金问题,该项目在1987年暂停。后来,一座1t/d的工艺支持单元(PSU)于1988年安装投产,但项目的推进并不顺利。最终,1991年10月在鹿岛开始建设,1996年初完工。此后,日本又建成了5座液化厂,对不同品种的煤进行了液化试验。
俄罗斯FFI工艺
俄罗斯FFI工艺的特点包括瞬间涡流仓煤粉干燥技术、高效钼催化剂的应用,以及针对不同煤种的不同液化压力选择。该工艺尤其适用于高活性褐煤矿的液化,能够显著降低投资和运行费用。
技术书籍
《煤液化技术》一书由高晋生、张德祥编写,化学工业出版社出版,书中详细介绍了煤液化技术的基础知识、工艺、催化剂、设备及工程问题等方面的内容。
参考资料
煤炭间接液化技术.煤化工专委会.2024-11-21
化工厂主流煤液化工艺及技术特点汇总.搜狐网.2024-11-21
能源科技热词:煤炭直接液化技术.国家能源局.2024-11-21