关于煤化工中煤制烯烃、煤制油生产工艺过程中余热利用情况的汇报.pdf

关于煤制油生产工艺及其生产过程中余热利用情况的汇报 一、煤制油简介 煤制油（Coal-to-liquids, CTL）是以煤炭为原料，通过化学加工过程生 产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路 线。目前，主要的合成工艺是费托合成工艺，费托合成工艺是以合成气 （CO/H ） 2 为原料制备烃类化合物的过程。合成气可由天然气、煤炭、轻烃、重质油、生 物质等原料制备。根据合成气的原料不同，费托合成油可分为：煤制油（Coal- to-liquids, CTL）、生物质制油(Biomass-to-liquids, BTL)和天然气制油 (Gas-to-liquids, GTL)。 1、煤的直接液化 将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，并脱 除硫、氮、氧等原子。具有对煤的种类适应性差，反应及操作条件苛刻，产出 燃油的芳烃、硫和氮等杂质含量高，十六烷值低的特点，在发动机上直接燃用 较为困难。 其生产流程如图1 所示。 图1 煤直接液化生产流程图 在图 1 所示的流程图中，高温高压条件下，循环溶剂将较高比例的煤溶解， 然后加入氢气和催化剂进行加氢裂化反应，再通过蒸馏分离出油品。 2、煤的间接液化 间接液化是先把煤炭在更高温度下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、 转化成合成气(一氧化碳和氢气的混合物)，然后再在催化剂的作用下合成为液 体燃料的工艺技术。再通过费托合成转化为烃类燃料。工艺流程如图2 所示： 图2 煤间接液化生产流程图 3、费托合成反应 （F-T 反应） F-T (Fischer –Tropsch Sythesis)合成是指以合成气为原料，在催化剂 和适当反应条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。是将煤和天然气 转化为液体燃料的核心技术。 合成原料：CO/H (合成气)； 2 合成气制备：煤、天然气、生物质等为原料经气化获得； 合成产物：以直链烷烃、烯烃为主，无硫、氮等杂质。 合成原理： 烷烃： 烯烃： 醇类： 醛类： 反应过程：F-T 合成反应是一个强放热反应，绝热条件下反应器温度可达 1500℃ 左右。反应过程中需要催化剂催化，但催化剂对温度很敏感，如， 铁铜剂:220-250℃，熔铁催化剂要求 280-340℃，当温度超过上述 温度范围时可导致催化剂局部过热，降低反应选择性。 二、各主要装置介绍 以直接液化为例 图3 神华集团煤直接液化示范工程工艺流程 煤为什么能够加氢成为油 煤与石油有着许多相同点，如都是由古植物经过漫长的和复杂的生物化学、 物理化学和地球化学作用转变而成；都是以C、H、N、S、O 等元素组成，C 和H 为主。但是煤中氢/炭（H/C）原子比例较石油低，煤中比例约为 0.3～1.0，而 石油中高达 1.8。这是因为煤以芳香烃为主，而石油则以正构烷烃为主。因此， 可以通过将煤加氢制成油。在煤制油过程中，煤在一定温度和压力下，大分子 结构裂解成自由基，自由基在活性氢存在的条件下与氢发生反应，生成 H/C 比 比较高的小分子。将初步制成的油经过提质加工脱出 S、N、O 等杂质原子，生 成符合规格的成品油。在煤液化过程中还可以脱除煤中的矿物质。图 3 为神华 集团煤直接液化示范工程工艺流程。整个工艺流程由以下主要部分构成，简介 如下： A、热力发电厂 热力发电厂为整个工艺提供电力和蒸汽，蒸汽主要用途是推动汽轮机做功 发电或推动离心式压缩机等。由于煤制油厂区位于缺水地区，所以发电厂汽轮 机组排汽冷凝均采用空冷方式。 B、煤液化 煤-油共炼是煤与渣油混合成油煤浆，再炼制成液体燃料。由于渣油中含有 煤转化过程所需的大部分或全部的氢，从而可以大幅度降低成本。该工艺是把 煤先磨成粉，再和自身产生的液化重油（循环溶剂）配成煤浆，在高温（450℃） 和高压（20～30MPa）下直接加氢，将煤转化成汽油、柴油等石油产品，1t 无 水无灰煤可产500～600kg 油。