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煤制油煤化工知识 煤制油煤化工知识 现代新型煤制油化工技术是以煤炭为基本原料，经过气化、合成、液化、热解等煤炭利用的技术途径，生产洁净能源和大宗化工产品，如合成气、天然气、柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、聚乙烯、聚丙烯、甲醇、二甲醚等。改变传统的煤炭燃烧、电石、炼焦等以高污染、低效率为特点的传统利用方式。 1、煤炭液化技术之——煤炭直接液化（煤加氢液化, Direct Coal Liquefaction） 煤直接液化，将煤在氢气和催化剂作用下通过液化生成粗油，再经加氢精制转变为汽油、柴油等石油燃料制品的过程，因液化过程主要采用加氢手段，故又称煤加氢液化法。煤直接液化典型的工艺过程主要包括煤的破碎与干燥、煤浆制备、催化剂制备、氢制取、加氢液化、固液分离、液体产品分馏和精制，液化大规模制备氢气通常采用煤气化或者天然气转化。 煤加氢液化的过程基本分为三大步骤。 （1）当温度升至300以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，产生大量以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围； （2）在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢（H2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；氢气中的氢分子被催化剂活化；化学反应放出的氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或焦炭； （3）沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。 一般来讲，煤炭直接液化的用煤要求如下： (1)煤中的灰分要低，一般小于5%，因此原煤要进行洗选,生产出精煤进行液化； (2)煤的可磨性要好； (3)煤中的氢含量越高越好，氧的含量越低越好； (4)煤中的硫分和氮等杂原子含量越低越好，以降低油品加工提质的费用； 煤直接液化技术早在19世纪即已开始研究。1913年德国化学家F.柏吉尼乌斯研究氢压下煤的液化，同年与J.比尔维勒共同取得此项试验的专利权，创造了煤加氢液化历史的开始。至第二次世界大战后期，德国由煤及低温干馏煤焦油生产液体燃料，总生产能力达到4Mt；二战结束后，随着中东大量廉价石油的开发，煤加氢液化失去了竞争力和继续存在的必要，发展基本停滞。至1973年和1979年的两次世界石油危机，促使煤炭液化技术的研究开发形成了一个新的高潮，开发了一批新的加工过程，如溶剂精炼煤（SRC）工艺、埃克森（Exxon）供氢溶剂（EDS）工艺、HRI公司氢-煤法（H-COAL）工艺等。日本在上世纪末，NEDOL开发出了针对褐煤的BCL工艺和针对烟煤的NEDOL工艺。 中国煤加氢液化技术研究始于上世纪70年代末，主要采用了国际合作和跟踪研究的方式。煤炭科学研究总院先后建立了0.1t/d的NEDOL工艺连续试验装置、德国0.12t/d的新IG工艺连续试验装置，并完成对中国50多种煤种运转试验研究。2002年，在国家支持下，神华煤加氢液化项目正式启动，通过借鉴国外煤加氢液化工艺技术特点，在优化创新的基础上，开发成功具有自主知识产权的神华煤加氢液化工艺，并建成6t/d的神华煤加氢液化工艺的PDU中试装置放大试验。同时，煤炭科学研究总院与神华共同开发成功具有国内自主知识产权的纳米级“863”高效合成煤加氢液化催化剂，建成催化剂放大制备装置。2004年，神华百万吨级煤直接液化示范工程开始建设，并于2008年底顺利投产运行。由此，完全依靠国内技术力量的具有自主知识产权的神华煤加氢液化工艺（CDCL）开发成功，其工艺主要特点有：采用高活性铁系液化催化剂、循环溶剂预加氢、强制循环悬浮床反应器、减压蒸馏分离沥青和固体等。 2、煤炭液化技术之——煤炭间接液化（煤基费托合成技术, F-T Coal Liquefaction） 煤炭间接液化（煤基费托合成，F-T合成）是首先将煤通过气化制成原料气，然后经过净化、变换获得合成气，合成气通过费托合成反应转化为合成油品，再经过油品加氢提质得到柴油、石脑油等产品。煤基费托合成可分为高温费托合成（350）和低温费托合成（250），高温合成可以生产石脑油、聚稀烃等多种化工品和燃油，低温合成以柴油等燃油为主。费托合成产品可以根据市场需要加以调节，生产高附加值、价格高、市场紧缺的化工产品。相比煤炭直接液化，煤基费托合成工艺用煤取决于煤种与气化工艺的相对适应性，因此具有煤种适应性强的特点。 典型的煤炭间接液化工艺包括煤气化（煤气净化、变换和脱碳）、F-T合成、油品加工等3个“串联”过程。 由煤气化装置产出的粗煤气经除尘、冷却得到净煤气，净煤气经CO宽温耐硫变换和酸性气体（包括H2S和CO2等）脱除，得到成分合格的合成气