新煤制油现状及对中

煤制油现状及对中石油总部 的建议(中国石油大学煤制油和煤化工研究中心 北京)

2006年7月3日

一、煤制油生产技术现状 1、煤直接液化制油 (1)、德国煤液化精制联合工艺——IGOR工艺 (2)、日本NEDO工艺 (3)、美国HTI工艺 (4)、煤—渣油共炼工艺 (5)、神华煤制油生产工艺 2、煤间接液化制油 (1)、南非的SASOL系列F-T合成技术 (2)、荷兰Shell公司的SMDS技术 (3)、Mobil公司的MTG合成技术 3、煤气化制合成气及制氢 (1)、Texaco水煤浆气化工艺 (2)、Shell粉煤制气工艺 (3)、Texaco 和 Shell工艺对比 二、经济可行性分析 三、能源效率及环保 四、存在的主要问题 五、建议

一、煤制油生产技术现状 煤制油分煤直接液化制油和煤转化成煤气

然后经F—T合成制油。目前，我国神华煤 制油有限公司正从事这两大系列技术的产 业化开发。

1、 煤直接液化制油

煤炭直接液化是煤炭在高温、高压和催化剂作用下的加氢 过程。所需煤种有限制，要求煤符合以下标准。 · 活性组分﹥80% · 挥发分﹥38% · 芳香度﹤0.7 · 碳含量82~85% · 灰分﹤10% 符合上述标准的煤主要分布在内蒙古、云南和黑龙江等省 份。 典型的煤直接液化的工艺有：德国的二段液化(IGOR) 工艺，美国的HTI工艺，日本的NEDO工艺，煤油共炼工 艺及神华工艺。但上述工艺至目前没有一项实现大规模生 产。神华工艺预计2007年实现工业化生产。

(1)、 德国煤液化精制联合工艺— IGOR工艺近年来，德国一直在探讨改进现有改进技术，设法降低合 成原油的沸点范围，生产饱和的煤液化油等。其中DMT公 司开发出将煤液化油的加氢精制、饱和等过程与煤液化过 程结合成一体的新工艺技术，即煤液化粗油精制联合工艺 (IGOR)。 IGOR工艺技术的研究和开发试验是在0.2t/d PDU和 200t/d中试装置上进行的，反应压力为30MPa,原料煤为 鲁尔地区高挥发分烟煤。煤转化过程用赤泥作催化剂，固 定床加氢精制反应器中，使用商业催化剂Ni—Mo— AL2O3。工艺流程见图1,不同煤加氢液化工艺合成油对 比见表1和表2。DT工艺为德国新工艺，是开发IGOR工艺 的基础。EDS为供氢溶剂法工艺。

氢

循环氢

2

3

4

3

5

1

催化剂6

精制

煤

循环溶剂油 残渣 去气化 图 1 IGOR工艺流程 1-反应器 2-高温分离器 3-加氢精制反应器 4-中间分离器 5-低温分离器 6-减压闪蒸器

表1 IGOR和DT工艺的原料和产品特性工艺 DT IGOR 工艺 DT IGOR 工艺 DT IGOR

原料煤灰分%(d) 挥发分% (daf) 碳含量% (daf) 氢含量% (daf) 氧含量% (daf) 氮含量% (daf) 硫含量% (daf) PDU运转条 件 单位供煤速 率(daf) kg·

L-1· h-1 煤浆中煤油 比值kg· kg-1 0.5 0.6 5.1 36.5

总反应压力 M Pa反应温度 ℃ 煤转化催化 剂(可弃性) 加氢精制催 化剂(固定 率) 氢耗量(daf 煤)% 产品产率 C4以上净产 品油 % (daf煤) 闪蒸残渣(d 基) % (daf煤) C1-C4气体 烃 %(daf 煤) 反应水和惰 性气体 % (daf煤) C5以上油化 验结果 密度 20℃, kg· m-3

30475 赤泥

30470 赤泥

蒸馏分析初馏点 ℃ ℃ 96 144 80 115

10%

84.8

….

Ni-Mo

30%

℃

196

175

5.6 7.2 1.5

6.7

9.0

50% 70%

℃ ℃ ℃

222 250 290

220 251 289

55

60.5

90%

1.0

24

21

终馏点 ℃

330

331

20

17

元素分析

7.5

10

氢 %

10.0

13.7

1:1.4

1:1

氮 mg/kg

9000

<5

930

833

氧 mg/kg

27000

<2

由IGOR工艺生产的精制合成原油与传统煤

加氢液化生产的合成原油性质根本不同， 它是无色透明的水状油，没有煤制油的臭 味，贮藏中稳定，不生成沉淀，也不改变 颜色，且消除了对人体有害的毒性物质。

表2

不同煤加氢液化工艺合成原油的 产率和性质EDS 77 H-Coal 78 CTSL 印第安5号煤 78 DT 85 IGOR 依里诺斯6号煤 德国烟煤

工艺 原料煤 碳含量%(daf)

C4+油产率%(daf煤)油品检验 终馏点C 氢含量% 氧含量mg/kg 氮含量mg/kg 硫含量mg/kg

39520 11.2 15000 3000 800

50520 10.7 15000 3000 800

56450 10.7 7000 4000 800

55330 10.0 27000 9000 800

60331 13.7 <5 <2 <1

在 PDU 装置上，采用 IGOR 工艺标准条件

(470℃,30MPa,赤泥),试验了液化活 性不同的煤，最高的灰含量为 11% 。制得 的精制合成原油杂原子总含量低于 5mg/kg , C4 以上的烃类产物的产率高达 66% ( daf 煤)。其中德国烟煤煤加氢液化的物料平 衡列于表3。

表3输入 % 煤(daf) 100 灰(d) 4.6 水分 4.2 催化剂 1.2 Na2S 0.4 H2 10.6

IGOR 工艺的物料平衡产出 % 产品油 54.8 C5+气体烃 5.5 C1~C4气体烃 16.9 COx 0.0 H2S 0.9 NH3 0.8 生成水 6.5 煤中水 4.6 内蒸残渣 21.0

总量 121 .0

总量 121 .0

IGOR工艺连续运转330天，两个固定床反

应器内的催化剂都没有明显地失去活性。

(2)、 日本NEDO工艺

NEDO工艺是日本开发的煤液化工艺，该工艺特 点是：反应压力较低(17MPa ~19MPa),反应温 度为455℃~465℃;反应器为鼓泡床反应器；催 化剂采用合成硫化铁或天然硫铁矿；配煤浆用的 循环溶剂单独加氢，可提高溶剂的供氢能力；固 液分离采用减压蒸馏的方法；液化油含有较多的 杂原子，还需加氢提质。中国与日本进行了煤液 化合作，在日本1t/d PSU实验装置上进行了中国 依兰 …… 此处隐藏：2156字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……