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1、制 油,第十二章 煤直接液化传统工艺（一）,1,2,3,主要知识点：,EDS 直接液化工艺,SCR-II直接液化工艺,煤直接液化工艺分类,4,H-Coal直接液化工艺,20世纪60年代工艺 SRC (SRC I和SRC II)，美国，OCR EDS (供氢溶剂法)，美国，Exxon H-Coal (氢煤法)，美国，HRI (HTI) 20世纪70年代工艺 IGOR (IG新工艺)，德国，DMT HTI (基于H-Coal)，美国，HTI NEDOL (基于EDS和IGOR), 日本, NEDO 20世纪80年代工艺 CT-5(低压)，俄罗斯，前苏联国家科学院 CTSL(两段液化)，美国，HRI
2、 (HTI) HRI(煤油共炼)，美国，HRI (HTI) 21世纪 (2004) 工艺 神华工艺(基于HTI和NEDOL), 中国, 神华,1.1 煤直接液化典型工艺,1.煤直接液化工艺分类,单段液化工艺 通过一个主液化反应器生产液体产品。这种工艺可能包含一个在线加氢反应器或离线加氢反应器，对液体产品 提质而不能直接提高总转化率。 两段液化工艺 通过两个液化反应器生产液体产品。第一段的主要功能是煤的热解，在此段中不加催化剂或加入低活性可弃性催化剂。第一段的反应产物在第二段反应器中在高活性催化剂存在 下加氢再生产出液体产品。 煤油共炼工艺 煤和石油混合处理，生产液化产品。此工艺也可 以划到上述
3、两种工艺中去。,1.2 煤直接液化工艺的分类,1.煤直接液化工艺分类,SRC-II，EDS，H-Coal，IGOR，NEDOL，CT-5,CTSL，HTI，神华工艺,HRI，CCLC,煤加氢液化工艺流程如下：,氢气,反应 单元,分离 单元,提质加 工单元,催化剂,煤浆制 备单元,煤,循环溶剂,煤：0.15mm 催化剂: Fe-S系,420-470 oC 17-30 MPa,380-390 oC 15-18 MPa,气体,汽油,柴油,航空燃料,残渣,氢循环,1.3 煤直接液化工艺流程,1.煤直接液化工艺分类,SRC（溶剂精炼煤法 Solvent Refined Coal）工艺的最初目的是从煤生产
4、一种可以为环境所接受的洁净固体燃料，即SRC- I。后来在SRC-I 的基础上，进行了改进，以生产全馏份低硫燃料油为目 的，改进后的溶剂精炼煤法被称为SRC-II工艺 。,2.1 SRC工艺概况,2.SRC-II直接液化工艺,SRC-I工艺：SRC-I工艺由美国匹兹堡密德威煤炭矿业公司（Pittsburg and Midway Coal Mining Company , P&M）于六十年代 初根据二次大战前德国的Pott-Broche工艺的原理开发出来的。,2.1 SRC工艺概况,2.SRC-II直接液化工艺,煤制浆,萃取器,过滤,蒸馏,煤粉,干馏,半焦,加氢,氢,加氢,液化油,循环溶剂,液化
5、反应器(萃取器)：不加氢，不使用催化剂； 循环溶剂：离线加氢； 缺点：易结焦，过滤困难，传热差。,德国：Pott-Broche 液化工艺（溶剂萃取法）,430 1015MPa,60%,40%,2.1 SRC工艺概况,2.SRC-II直接液化工艺,煤制浆,反应器,分离,过滤,煤粉,矿物质,氢,循环溶剂,液化反应器：加氢，不使用催化剂； 循环溶剂：不加氢； 特点：主要产品是固体，脱硫效果好。,美国：SRC-I 工艺,430450 1014MPa,蒸馏,溶剂精炼煤,氢循环,SRC-I工艺 SRC-I工艺由美国匹兹堡密德威煤炭矿业公司（Pittsburg and Midway Coal Mining
6、Company , P&M）于六十年代 初根据二次大战前德国的Pott-Broche工艺的原理开发出来的。,SRC-I工艺 1965年建成0.5t/d的装置。1974年放大为两个独立的试验装置：亚拉巴马州威尔逊镇（Wilsonville）的6t/d装置；华盛 顿州的刘易斯堡（Fort Lewis）50t/d装置。,2.1 SRC工艺概况,2.SRC-II直接液化工艺,SRC-II工艺 在SRC-I工艺基础上进行一些改进，以生产液体产品 为目的的工艺称为SRC-II工艺。SRC-II工艺由美国海湾石油公司（Gulf Oil Corporation）开发，并在华盛顿州塔科马建设了50t/d的 SR
7、C-II工艺装置。,2.1 SRC工艺概况,2.SRC-II直接液化工艺,SRC-II 工艺,原料煤,氢气,循环溶剂,残渣(气化),循环氢,高温分离器,减 压 塔,液化 反 应 器,深冷分离器,煤 浆 制 备,备 煤,酸性气净化,分馏器,S,燃料油,预热器,440466 14MPa,含固体残渣，矿物质催化,2.SRC-II直接液化工艺,液化气,气,油,管道气,SRC-II特点： (1)反应条件 温度440466；压力14MPa (2)催 化 剂 无外加催化剂(矿物质催化) 矿物质会发生积聚现象 煤种选择上受到局限 (3)工艺流程 高温分离器底部的部分含灰重质馏份作为循环溶剂； 固液分离用减压蒸
8、馏代替过滤，简化工艺; 无常压蒸馏塔，无加氢精制装置（溶剂不加氢）。,2.2 SRC-II工艺的特点,2.SRC-II直接液化工艺,思考：请预测SRC-II工艺液化油产率情况，并说明理由。,SRC-II与SRC-I不同点： 第一，反应器操作条件要苛刻。温度460，压力14MPa，轻 质产品的产率提高。 第二，在蒸馏或固液分离前，部分反应产物循环至煤浆制备 单元。这样，循环溶剂中含有未反应的固体和不可蒸馏的SRC。 第三，固体通过减压蒸馏与液化油分离，从减压塔排出的减 压蒸馏残渣作为制氢原料。塔顶馏出物为产品液化油。,2.SRC-II直接液化工艺,2.2 SRC-II工艺的特点,EDS工艺 ED
9、S（供氢溶剂法 Exxon Donor Solvent）是美国Exxon公司开发的一种煤炭直接液化工艺。Exxon公司从1966年开始研究煤炭直接液化技术，对EDS工艺进行开发，并在0.5t/d的连续试验装置上确认了EDS工艺的技术可行性。1975年6月，在Baytown建立了250t/d的工业性试验厂，完成了EDS工艺的研究开 发工作。,3.EDS 直接液化工艺,3.1 EDS工艺概况,EDS 工艺,原料煤,氢气,循环溶剂,残渣 ( 灵活焦化 ),循环氢,高温分离器,液化 反 应 器,常 压 塔,煤 浆 制 备,备 煤,减 压 塔,燃料气,燃料油,预热器,加氢反应器,3.EDS 直接液化工艺
10、,Ni/Mo,430470 1016MPa,活 性 焦 化,3.EDS 直接液化工艺,工艺流程：含固体的减压塔釜底残渣在流化焦化装置进行焦化，以获得更多的液体产物。流化焦化产生的焦在气化装置中气化制取燃料气。焦化和气化被组合在一套装置中联合操作，被称为灵活焦化法。 反应条件： 焦化温度 485650 气化温度 800900 停留时间 0.5h1h,反应条件 条件温和，温度430 470；压力1016MPa 催 化 剂 无外加催化剂 工艺流程 循环溶剂加氢后进入反应器，供氢性能好； 煤中矿物质在加氢反应器中容易沉积； 液化加氢和溶剂加氢分开，可提高催化剂使用寿命； 由于液化反应为非催化反应，液化
11、油收率低； 灵活焦化可以提高液化油的产率。,3.EDS 直接液化工艺,3.2 EDS工艺特点,EDS工艺的产油率较低，有大量的前沥青烯和沥青烯未转化为油，可以通过增加煤浆中减压蒸馏的塔底物的循环量来提高液 体收率。,3.EDS 直接液化工艺,3.2 EDS工艺特点,H-Coal工艺 H-Coal工艺始于1963年，由美国Hydrocarbon Research Inc.（HRI）开发。H-Coal工艺的许多基本概念都来源于 HRI的用于重油提质加工的H-Oil工艺。,4.H-Coal 直接液化工艺,4.1 H-Coal工艺概况,1955年开始研究H-Oil工艺，1962年H-Oil工艺实现工业
12、化; 1963年在H-Oil工艺的反应系统中开始了投煤试验; 1965年在11.3kg/d的 H-Coal工艺的连续装置上进行了实验室规模的研究; 1966年3月开始了3t/d的装置运转; 1974年9月开始着手设计200600t/d的工业性试验装置; 1980年200600t/d的工业性试验装置开始运转，1983年运转结束。,H-Coal 工艺,催化剂,原料煤,氢气,粗油循环(催化剂),残渣（催化剂回收）,循环氢,高温分离器,预热器,液化 反 应 器,常 压 塔,煤 浆 制 备,备 煤,减 压 塔,燃料气,石脑油,旋液分离器,溶剂循环,燃料油,450460 20MPa,Ni/Co-Mo/Al
13、2O3,4.H-Coal 直接液化工艺,反应条件 温度450460；压力20MPa； 催 化 剂 高活性Ni/Co-Mo/Al2O3（需回收利用）； 工艺流程 最大特点是使用沸腾床三相反应器； 液化粗油循环回反应器，增加了油收率； 分离器底部含固液体在旋液分离器中分离。,4.H-Coal 直接液化工艺,4.2 H-Coal工艺特点,同其它工艺相类似，H-Coal工艺的液化油产率也与煤种有很大关系。利用适宜煤种，可得到超过95%的总转化率，液体收率 可超过50%（无水无灰煤）。,同其它工艺相类似，H-Coal工艺的液化油产率也与煤种有很大关系。利用适宜煤种，可得到超过95%的总转化率，液体收率
14、可超过50%（无水无灰煤）。,4.H-Coal 直接液化工艺,4.2 H-Coal工艺特点,一、请简述EDS工艺的工艺特点。 二、请画出H-Coal工艺的流程简图。,作 业,THANK YOU,沸腾床三相反应器 分布板上方的反应器圆筒为颗粒催化剂床，催化剂是直径1.6mm，在氧化铝载体上载有钼、钴活性组分的条状加氢催化剂。颗粒催化剂床层的膨胀和沸腾（实际上是流动状态象沸腾）主要靠由反应器底部的循环泵泵 出的向上流动的循环油。,沸腾床三相反应器 循环油到达反应器顶部后，部分通过反应器中的溢流盘回到底部的循环泵，与进料煤浆和氢气混合后一起进入反应器底部的分布室，经过分布板产生分布均匀的向上流动的液
15、速，使催化剂床层膨胀最后达到上下沸腾状态，但不至于使催化剂颗粒随液体 流出反应器。,沸腾床三相反应器 之所以要采用循环油系统，是因为进料煤浆和氢气的空速不能使催化剂层膨胀和沸腾。膨胀和沸腾的催化剂床层体积比初始填装的催化剂床层体积大40%，催化剂颗粒之间产生的空隙，可以使煤浆中的固体灰和未反 应煤顺利通过。,沸腾床三相反应器 反应器中的循环油量相对于煤浆进料量而言是大量的，因此可以使反应器内部保持温度均匀，但由于煤的加氢是强放热反应，反应器的煤浆进料温度可以比反应器出口温度低66149。反应器可以定期取出定量催化剂和添加等量新鲜催化剂，因此能使催化剂活性稳定在所需的较高水平上，使得产品质量和产物分布几乎保持恒定不变，使操作得以简化。,返回,
