制油1第十六講煤直接液化傳統(tǒng)工藝（二）123主要知識(shí)點(diǎn)：HRI直接液化工藝CTSL直接液化工藝單位：鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院主講人：周鐵橋CT-5直接液化工藝4直接液化工藝的對(duì)比2◎20世紀(jì)60年代工藝

SRC(SRCI和SRCII)，美國，OCR

EDS(供氫溶劑法)，美國，Exxon

H-Coal(氫煤法)，美國，HRI(HTI)◎20世紀(jì)70年代工藝IGOR(IG新工藝)，德國，DMT

HTI(基于H-Coal)，美國，HTINEDOL(基于EDS和IGOR),日本,NEDO◎20世紀(jì)80年代工藝

CT-5(低壓)，俄羅斯，前蘇聯(lián)國家科學(xué)院

CTSL(兩段液化)，美國，HRI(HTI)

HRI(煤油共煉)，美國，HRI(HTI)◎21世紀(jì)(2004)工藝神華工藝(基于HTI和NEDOL),中國,神華煤直接液化典型工藝3□CT-5工藝俄羅斯在70-80年代對(duì)煤炭直接液化技術(shù)進(jìn)行了十分廣泛的研究，開發(fā)出了低壓（6-10MPa）煤直接液化工藝。

1987~1994年，圖拉州，日處理煤炭5~10t中試裝置—CT-5;

完成了CT-75和CT-500的大型中試廠的詳細(xì)工程設(shè)計(jì)。其中CT-75已開始建設(shè)，后因蘇聯(lián)解體未完成。1.1CT-5工藝概況1.CT-5直接液化工藝41.CT-5直接液化工藝CT-5工藝催化劑原料煤氫氣催化劑循環(huán)(70%)殘?jiān)ù呋瘎┗厥眨┭h(huán)氫

高溫分離器預(yù)熱器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣液化油離心分離器溶劑循環(huán)425~435℃6~10MPaMoOx

低溫分離器CT-75工藝瞬間渦流倉干燥51.2CT-5工藝特點(diǎn)1.CT-5直接液化工藝□反應(yīng)條件

溫度425~435℃；壓力6~10MPa（褐煤6,煙煤10）；□催化劑高活性MoO3/Mo2O3

（0.02%~0.05%,需回收利用）；□工藝流程催化劑，離心循環(huán)和焚燒，高效(95%~97%)；采用煤瞬間渦流倉干燥技術(shù)；半離線固定床加氫精制，循環(huán)溶劑供氫性能好；催化劑回收的經(jīng)濟(jì)性差，煤質(zhì)的要求高。6煤渦流倉瞬間干燥技術(shù)1.CT-5直接液化工藝

煤液化前，水分要求小于1.5%~2%，俄羅斯采用渦流倉干燥技術(shù)，使煤發(fā)生爆炸式的濕度分離、熱粉碎和氣孔爆裂，此技術(shù)與傳統(tǒng)的管式蒸汽烘干機(jī)相比，設(shè)備重量減少10倍，干燥時(shí)間從30min降為8s。此過程煤實(shí)際上發(fā)生了納米級(jí)粉碎，大大提高了煤的比表面積和反應(yīng)活性，可以降低氫耗，節(jié)約成本。7□CTSL工藝催化兩段液化工藝（CTSL：CatalyticTwo-StageLiquefaction）是H-Coal單段工藝的發(fā)展。在美國Wilsonville的液化試驗(yàn)裝置上，對(duì)該工藝進(jìn)行了15年的研究。該工藝集中了在80年代和90年代美國能源部資助的許多液化工藝的優(yōu)點(diǎn)。采用了緊密串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每段都使用高活性載體催化劑。此工藝由美國能源部資助，美國碳?xì)浠衔镅芯抗?HRI)開發(fā)。2.1CTSL工藝概況2.CTSL直接液化工藝8催化劑原料煤氫氣殘?jiān)h(huán)氫

液化反應(yīng)器預(yù)熱器液化反應(yīng)器低溫分離器煤漿制備備煤減壓塔燃料氣輕油溶劑循環(huán)400~420℃17MPaNi/Mo

高溫分離器常壓塔2.CTSL直接液化工藝CTSL工藝溶劑脫灰重油脫灰420~440℃17MPa92.2CTSL工藝特點(diǎn)□反應(yīng)條件

溫度400~440℃；壓力17MPa；□催化劑高活性Ni

/Mo（需回收利用）；□工藝流程兩個(gè)沸騰床催化液化反應(yīng)器串聯(lián)，液化分兩段進(jìn)行；兩段加氫都使用高活性Ni/Mo催化劑；部分含固溶劑循環(huán)；采用Kerr-McGee臨界溶劑脫灰技術(shù)。2.CTSL直接液化工藝103.1HRI工藝概況□HRI工藝

煤與石油的常壓油渣、減壓油渣、催化裂化油漿、重質(zhì)原油一起進(jìn)行加氫。煤油共煉技術(shù)是介于石油加氫裂化和煤直接液化之間的一種工藝。其實(shí)質(zhì)是石油油渣作為煤直接液化的溶劑，不僅煤液化成油，而且油渣可以裂化為較低沸點(diǎn)餾分。3.HRI直接液化工藝11油渣原料煤氫氣殘?jiān)h(huán)氫

液化反應(yīng)器預(yù)熱器液化反應(yīng)器低溫分離器煤漿制備減壓塔燃料氣輕油溶劑循環(huán)435~445℃15~20MPaCo/Mo

高溫分離器常壓塔3.HRI直接液化工藝HRI工藝重油輕油催化劑Ni/Mo催化劑123.2HRI工藝特點(diǎn)□反應(yīng)條件

溫度435~445℃；壓力15~20MPa；□催化劑高活性Co/Mo和Ni/Mo（需回收利用）；□工藝流程兩個(gè)沸騰床催化液化反應(yīng)器串聯(lián)，液化分兩段進(jìn)行；兩段加氫分別使用高活性Co/Mo和Ni/Mo催化劑；石油油渣和煤共同加氫，效果優(yōu)于煤單獨(dú)加氫；3.HRI直接液化工藝13煤直接液化工藝流程●煤加氫液化工藝流程如下：氫氣反應(yīng)單元分離單元提質(zhì)加工單元催化劑煤漿制備單元煤

循環(huán)溶劑氣體汽油柴油航空燃料殘?jiān)鼩溲h(huán)4.直接液化工藝的對(duì)比14煤漿制備單元□功能煤、催化劑和循環(huán)溶劑混合，使固態(tài)的煤流態(tài)化，便于輸送和加壓；同時(shí)，煤溶解在溶劑中，有利于加氫液化。4.直接液化工藝的對(duì)比———有——————技術(shù)制漿制漿制漿制漿制漿制漿制漿制漿制漿制漿混合供氫單股單股兩股供氫供氫供氫兩股供氫含固溶劑FeSCo/Ni/MoNi/MoMo黃鐵礦Fe赤泥Ni/Co/Mo——催化神華HRICTSLCT-5NEDOLHTIIGORH-CoalEDSSRC-II項(xiàng)目瞬間渦流倉干燥技術(shù)工藝流程圖15反應(yīng)單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自由基；第二步，自由基加氫，獲得粗油。反應(yīng)單元是煤液化的核心單元?！醴磻?yīng)器液化反應(yīng)器——煤加氫（一段或兩段）；加氫反應(yīng)器——油加氫（在線或離線）。4.直接液化工藝的對(duì)比思考：為什么加氫反應(yīng)器中不會(huì)給煤加氫？16反應(yīng)單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自由基；第二步，自由基加氫，獲得粗油。4.直接液化工藝的對(duì)比18~19MPa15~20MPa17MPa6~10MPa17~19MPa壓力440~455℃435~445℃400~440℃425~435℃430~465℃溫度離線———離線加氫兩段兩段兩段單段單段液化神華HRICTSLCT-5NEDOL項(xiàng)目工藝流程圖17MPa30MPa20MPa10~16MPa14MPa壓力440~450℃470℃450~460℃430~470℃440~466℃溫度在線在線—離線—加氫兩段單段單段單段單段液化HTIIGORH-CoalEDSSRC-II項(xiàng)目思考：為什么加氫反應(yīng)器中不會(huì)給煤加氫？17分離單元□功能進(jìn)行氣、液、固分離?！醴磻?yīng)器高/低(中)溫分離器——?dú)?液(固)分離；常壓蒸餾塔——液液分離(輕組分)；減壓蒸餾塔——液液分離和液固分離（重組分）。4.直接液化工藝的對(duì)比18分離單元□各種分離器之間的關(guān)系4.直接液化工藝的對(duì)比高溫分離器中低溫分離常壓塔減壓塔液化粗油氣體輕油固體、重油氫氣輕油輕組分較輕組分固體、重組分液化油油渣思考:循環(huán)溶劑可以從什么位置獲??？循環(huán)氫可以從什么位置獲取？常減壓塔什么情況下必須串聯(lián)？溶劑脫灰油循環(huán)溶劑19氫循環(huán)分離單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自由基；第二步，自由基加氫，獲得粗油。4.直接液化工藝的對(duì)比高/低分底高/低分底低底減頂?shù)头值赘?低分底常壓高/低分-常壓高/低分-常壓高分高分—離心高/低分-常壓減壓減頂/離線常底減底常底減頂減頂/離線溶劑低分低分低分低分低分神華HRICTSLCT-5NEDOL項(xiàng)目工藝流程圖低分底低分底高分頂高分底—常壓高分高分高分—旋液高分—常壓高分減壓減底/在線中分/在線常底減頂減頂/離線高分溶劑低分低分高分高分高分后處理氫循環(huán)HTIIGORH-CoalEDSSRC-II項(xiàng)目20綜合分析4.直接液化工藝的對(duì)比——————有———中分有有有有有有有有有有高分供氫單股單股兩股供氫供氫供氫兩股供氫含固溶劑兩段兩段兩段單段單段兩段單段單段單段單段液化神華HRICTSLCT-5NEDOLHTIIGORH-CoalEDSSRC-II項(xiàng)目有有有有有有有有有—常壓有有有有有有有———低分——有——有————脫灰有有有有有有有有有有減壓21THANKYOU22SRC-II工藝原料煤氫氣循環(huán)溶劑殘?jiān)?氣化)循環(huán)氫

高溫分離器減壓塔液化反應(yīng)器深冷分離器煤漿制備備煤酸性氣凈化分餾器S燃料油預(yù)熱器440~466℃14MPa含固體殘?jiān)?，礦物質(zhì)催化液化氣氣油管道氣煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元23EDS工藝原料煤氫氣循環(huán)溶劑殘?jiān)?靈活焦化

)循環(huán)氫

高溫分離器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣燃料油預(yù)熱器

加氫反應(yīng)器Ni/Mo430~470℃10~16MPa煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元24H-Coal工藝催化劑原料煤氫氣粗油循環(huán)(催化劑)殘?jiān)ù呋瘎┗厥眨┭h(huán)氫

高溫分離器預(yù)熱器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣石腦油旋液分離器溶劑循環(huán)燃料油450~460℃20MPaNi/Co-Mo/Al2O3煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元25催化劑原料煤氫氣循環(huán)氫

高溫分離器預(yù)熱器液化反應(yīng)器加氫反應(yīng)器煤漿制備備煤燃料氣輕油溶劑循環(huán)

加氫反應(yīng)器低溫分離器IGOR工藝

中溫分離器殘?jiān)鼫p壓塔常壓塔重油470℃30MPa赤泥煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元26催化劑原料煤氫氣循環(huán)氫

液化反應(yīng)器預(yù)熱器液化反應(yīng)器低溫分離器煤漿制備備煤燃料氣輕油溶劑循環(huán)Fe

高溫分離器常壓塔HTI工藝重油

加氫反應(yīng)器殘?jiān)鼫p壓塔溶劑脫灰440~450℃17MPa粗油循環(huán)(催化劑)煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元27NEDOL工藝催化劑原料煤氫氣殘?jiān)h(huán)氫

高溫分離器預(yù)熱器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣液化油溶劑循環(huán)

低溫分離器

加氫反應(yīng)器430~465℃17~19MPa黃鐵礦煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元28CT-5工藝催化劑原料煤氫氣催化劑循環(huán)(70%)殘?jiān)ù呋瘎┗厥眨┭h(huán)氫

高溫分離器預(yù)熱器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣液化油離心分離器溶劑循環(huán)425~435℃6~10MPaMoOx

低溫分離器瞬間渦流倉干燥煤漿制備單元反應(yīng)單元分離單元29催化劑原料煤