煤液化技術是一項將煤轉化為液體燃料的技術,主要包括直接液化和間接液化兩種方法。直接液化是通過氫氣和催化劑的作用,將煤加氫裂化為液體燃料;間接液化則是先將煤氣化制成合成氣,再經催化劑作用將其轉化為烴類燃料、醇類燃料和化學品。
歷史與發展
煤液化技術的研究始于20世紀初期的德國。1927年,世界上首個10萬噸/年的煤直接液化廠在Leuna建成。1936年至1943年間,德國陸續建立了多套直接液化裝置,至1944年總產能達到400萬噸/年,為二戰期間德國提供了大量的航空燃料和汽車燃油。戰后,多個國家繼續開展煤液化技術的研究,但由于中東石油的低價開采,這一技術的發展一度陷入停滯。1973年石油危機后,煤液化技術再次受到關注。德國、美國、日本等國在此基礎上開發出了新的工藝,旨在降低生產成本。盡管已有多個工藝完成了中間放大試驗,但尚未實現大規模商業化的生產。
工藝介紹
德國IGOR工藝
1981年,德國魯爾煤礦公司和費巴石油公司對柏吉斯法進行了改進,建設了一座日處理煤200噸的半工業試驗裝置。該工藝的特點是將循環溶劑加氫和液化油提質加工與煤的直接液化串聯在同一高壓系統中,減少了能量損失,并實現了二氧化碳和一氧化碳的甲烷化,降低了碳的損失。
美國HTI工藝
美國HTI工藝采用懸浮床反應器和鐵基催化劑,反應條件較為緩和,反應溫度約420~450℃,壓力約為17兆帕。該工藝還采用了在線加氫固定床反應器對液化油進行加氫精制,以及臨界溶劑萃取技術,提高了液化油的回收率。
日本NEDOL工藝
日本NEDOL工藝是對三種不同工藝的整合,旨在對次煙煤和低階煙煤進行液化。雖然最初的設計目標是250噸/天的小型試驗廠,但由于資金問題,該項目在1987年暫停。后來,一座1t/d的工藝支持單元(PSU)于1988年安裝投產,但項目的推進并不順利。最終,1991年10月在鹿島開始建設,1996年初完工。此后,日本又建成了5座液化廠,對不同品種的煤進行了液化試驗。
俄羅斯FFI工藝
俄羅斯FFI工藝的特點包括瞬間渦流倉煤粉干燥技術、高效鉬催化劑的應用,以及針對不同煤種的不同液化壓力選擇。該工藝尤其適用于高活性褐煤礦的液化,能夠顯著降低投資和運行費用。
技術書籍
《煤液化技術》一書由高晉生、張德祥編寫,化學工業出版社出版,書中詳細介紹了煤液化技術的基礎知識、工藝、催化劑、設備及工程問題等方面的內容。
參考資料 >
煤炭間接液化技術.煤化工專委會.2024-11-21
化工廠主流煤液化工藝及技術特點匯總.搜狐網.2024-11-21
能源科技熱詞:煤炭直接液化技術.國家能源局.2024-11-21