煤液化技术第十五讲

制油第十五讲煤直接液化传统工艺〔一〕123主要知识点：EDS直接液化工艺SCR-II直接液化工艺单位：鄂尔多斯职业学院主讲人：周铁桥煤直接液化工艺分类4H-Coal直接液化工艺◎20世纪60年代工艺SRC(SRCI和SRCII)，美国，OCREDS(供氢溶剂法)，美国，ExxonH-Coal(氢煤法)，美国，HRI(HTI)◎20世纪70年代工艺IGOR(IG新工艺)，德国，DMTHTI(基于H-Coal)，美国，HTINEDOL(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(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□单段液化工艺经过一个主液化反响器消费液体产品。这种工艺能够包含一个在线加氢反响器或离线加氢反响器，对液体产品提质而不能直接提高总转化率。□两段液化工艺经过两个液化反响器消费液体产品。第一段的主要功能是煤的热解，在此段中不加催化剂或参与低活性可弃性催化剂。第一段的反响产物在第二段反响器中在高活性催化剂存在下加氢再消费出液体产品。□煤油共炼工艺煤和石油混合处置，消费液化产品。此工艺也可以划到上述两种工艺中去。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-5CTSL，HTI，神华工艺HRI，CCLC●煤加氢液化工艺流程如下：氢气反响单元分别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420-470oC17-30MPa380-390oC15-18MPa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SolventRefinedCoal〕工艺的最初目的是从煤消费一种可以为环境所接受的干净固体燃料，即SRC-I。后来在SRC-I的根底上，进展了改良，以消费全馏份低硫燃料油为目的，改良后的溶剂精炼煤法被称为SRC-II工艺。2.1SRC工艺概略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〔PittsburgandMidwayCoalMiningCompany,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。2.1SRC工艺概略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◎液化反响器(萃取器)：不加氢，不运用催化剂；◎循环溶剂：离线加氢；◎缺陷：易结焦，过滤困难，传热差。德国：Pott-Broche液化工艺〔溶剂萃取法〕430℃10~15MPa60%40%2.1SRC工艺概略2.SRC-II直接液化工艺煤制浆反响器分别过滤煤粉矿物质氢循环溶剂◎液化反响器：加氢，不运用催化剂；◎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430~450℃10~14MPa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〔PittsburgandMidwayCoalMiningCompany,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的安装。1974年放大为两个独立的实验安装：亚拉巴马州威尔逊镇〔Wilsonville〕的6t/d安装；华盛顿州的刘易斯堡〔FortLewis〕50t/d安装。2.1SRC工艺概略2.SRC-II直接液化工艺□SRC-II工艺在SRC-I工艺根底上进展一些改良，以消费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〔GulfOilCorporation〕开发，并在华盛顿州塔科马建立了50t/d的SRC-II工艺安装。2.1SRC工艺概略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)循环氢高温分别器减压塔液化反应器深冷分别器煤浆制备备煤酸性气净化分馏器S燃料油预热器440~466℃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)反响条件温度440~466℃；压力14MPa(2)催化剂无外加催化剂(矿物质催化)——矿物质会发生积聚景象——煤种选择上遭到局限(3)工艺流程高温分别器底部的部分含灰重质馏份作为循环溶剂；固液分别用减压蒸馏替代过滤，简化工艺;无常压蒸馏塔，无加氢精制安装〔溶剂不加氢〕。2.2SRC-II工艺的特点2.SRC-II直接液化工艺思索：请预测SRC-II工艺液化油产率情况，并阐明理由。□SRC-II与SRC-I不同点：第一，反响器操作条件要苛刻。温度460℃，压力14MPa，轻质产品的产率提高。第二，在蒸馏或固液分别前，部分反响产物循环至煤浆制备单元。这样，循环溶剂中含有未反响的固体和不可蒸馏的SRC。第三，固体经过减压蒸馏与液化油分别，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2.2SRC-II工艺的特点□EDS工艺EDS〔供氢溶剂法ExxonDonorSolvent〕是美国Exxon公司开发的一种煤炭直接液化工艺。Exxon公司从1966年开场研讨煤炭直接液化技术，对EDS工艺进展开发，并在0.5t/d的延续实验安装上确认了EDS工艺的技术可行性。1975年6月，在Baytown建立了250t/d的工业性实验厂，完成了EDS工艺的研讨开发任务。3.EDS直接液化工艺3.1EDS工艺概略EDS工艺原料煤氢气循环溶剂残渣(灵敏焦化)循环氢高温分别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响器3.EDS直接液化工艺Ni/Mo430~470℃10~16MPa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安装进展焦化，以获得更多的液体产物。流化焦化产生的焦在气化安装中气化制取燃料气。焦化和气化被组合在一套安装中结合操作，被称为灵敏焦化法。□反响条件：焦化温度485℃~650℃气化温度800℃~900℃停留时间0.5h~1h□反响条件条件温暖，温度430~470℃；压力10~16MPa□催化剂无外加催化剂□工艺流程循环溶剂加氢后进入反响器，供氢性能好；煤中矿物质在加氢反响器中容易堆积；液化加氢和溶剂加氢分开，可提高催化剂运用寿命；由于液化反响为非催化反响，液化油收率低；灵敏焦化可以提高液化油的产率。3.EDS直接液化工艺3.2EDS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，可以经过添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3.2EDS工艺特点□H-Coal工艺H-Coal工艺始于1963年，由美国HydrocarbonResearchInc.〔HRI〕开发。H-Coal工艺的许多根本概念都来源于HRI的用于重油提质加工的H-Oil工艺。4.H-Coal直接液化工艺4.1H-Coal工艺概略●1955年开场研讨H-Oil工艺，1962年H-Oil工艺实现工业化;●1963年在H-Oil工艺的反响系统中开场了投煤实验;●1965年在11.3kg/d的H-Coal工艺的延续安装上进展了实验室规模的研讨;●1966年3月开场了3t/d的安装运转;●1974年9月开场着手设计200~600t/d的工业性实验安装;●1980年200~600t/d的工业性实验安装开场运转，1983年运转终了。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〕循环氢高温分别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别器溶剂循环燃料油450~460℃20MPaNi/Co-Mo/Al2O34.H-Coal直接液化工艺□反响条件温度450~460℃；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运用沸腾床三相反响器；液化粗油循环回反响器，添加了油收率；分别器底部含固液体在旋液分别器中分别。4.H-Coal直接液化工艺4.2H-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，可得到超越95%的总转化率，液体收率可超越50%〔无水无灰煤〕。4.H-Coal直接液化工艺4.2H-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，可得到超越95%的总转化率，液体收率可超越50%〔无水无灰煤〕。4.H-Coal直接液化工艺4.2H-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THANKYOU沸腾床三相反响器分布板上方的反响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〔实践上是流动形状象沸腾〕主要靠由反响器底部的循环泵泵出的向上流动的循环油。沸腾床三相反响器循环油到达反响器顶部后，部分经过反响器中的溢流盘回究竟部的循环泵，与进料煤浆和氢气混合后一同进入反响器底部的分布室，经过分布板产生分布均匀的向上流动的液速，使催化剂床层膨胀最后到达上下沸腾形状，但不至于使催化剂颗粒随液体流出反响器。沸腾床三相反响器之所以要采用循环油系统，是由于进料煤浆和氢