【煤化工工艺】专题

Self-reliance

【煤化工工艺】专题之一：介绍

煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

chemical processing of coal 　　
经化工过程将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。　　

包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。　　

以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。　　主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。　　

在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。　　

煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。　　

煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。

发展运用
　　煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气，也用于生产合成气；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。

加工过程
　　煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键　　  加工过程
互相连接，并带有各种功能团的大分子结构（见煤化学），通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品（见图）。在煤的各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃；煤气化在煤化工中也占有很重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气（广泛用于机械、建材等工业），也用于生产合成气（作为合成氨、合成甲醇等的原料）；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料，在20世纪上半叶曾得到发展，第二次世界大战以后，由于其产品在经济上无法与天然石油相竞争而趋于停顿，当前只有在南非仍有煤的间接液化工厂；煤的其他直接化学加工，则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等，仍有小规模的应用。

百度百科。

Self-reliance

【煤化工工艺】专题之二：世界发展状况

世界煤化工
　　世界上生产的煤，主要用作电站和工业锅炉燃料；用于煤化工的占一定比例，其中主要是煤的焦化和气化。80年代世界焦炭年产量约340Mt,煤焦油年产量约 16Mt（从中提炼的萘约1Mt）。煤焦油加工的产品广泛用于制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂、防腐剂、胶粘剂、橡胶、碳素制品等。1981年，世界合成氨总产量95.3Mt，主要来源于石油和天然气。以煤为原料生产的氨只约占10%；自煤制合成甲醇的比例也很小，仅占甲醇总产量约1%。 　　

美国煤化工　

1984年美国用煤717.7Mt,其中用于炼焦的占5.5%,达39.5Mt。炼焦副产的苯占苯总产量的9%，以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占 8%。1984年美国建成由褐煤气化再甲烷化生产高热值城市煤气的工厂，日加工褐煤22kt，产气3.89Mm。近年,又在煤气化和液化方面，进行了不少新工艺试验。　　

联邦德国煤化工　

1984年联邦德国用煤84.8Mt（不包括褐煤），炼焦用煤占32.6%，为27.6Mt，煤焦油年产量约 1.4Mt。全国钢铁等企业的焦炉生产的煤焦油集中到五个焦油加工厂进行加工,生产的化学品达500多种。电石乙炔化工方面曾有很大发展，当前在技术上仍有改进。在煤的加压气化和直接液化研究方面也有一些新的进展。　　

日本煤化工　

1984年日本共用煤106.9Mt,由于其钢铁工业很发达，炼铁等冶金用焦炭需要量很大，因此炼焦用煤占66%，为 70.5Mt。每年的煤焦油产量达2.4Mt，提供了全部萘的工业来源。以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占23%。 　　

南非煤化工　

南非是当前世界上仍拥有煤间接液化工厂的地区，有SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液体燃料工厂，年加工煤共约33Mt，生产汽油、柴油、喷气燃料等油品数百万吨，副产气态烃、乙醇、氨、硫等化学品数十万吨。

中国煤化工

从总量上来看，2006年在建煤化工项目有30项，总投资达800多亿元，新增产能为甲醇850万吨，二甲醚90万吨，烯烃100万吨，煤制油124万吨。而已备案的甲醇项目产能3400万吨，烯烃300万吨，煤制油300万吨。2006年，国家发改委出台了政策并利用各种渠道广泛征求意见，以期规范和扶持煤化工产业的发展。2006年中国自主知识产权的煤化工技术也取得了很大的进展，开始从实验室走向生产。 　　2007年是中国煤化工产业稳步推进的一年，在国际油价一度冲击百元大关、全球对替代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下，中国的煤化工行业以其领先的产业化进度成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机遇仍然受到国际国内投资者的高度关注，煤化工技术的工业放大不断取得突破、大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展顺利、二甲醚等相关的产品标准相继出台。　　新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。

煤化工前景
　　纵观近百年化学工业的发展历史，其间每次原料结构的变化总伴随着化学工业的巨大变革。1984年世界化石燃料探明的可采储量，煤约占74%，而石油约12%、天然气约10%，从资源角度看，煤将是潜在的化工主要原料。未来煤化工将在哪些领域，以什么速度发展，将取决于煤化工本身技术的进展以及石油供求状况和价格的变化。从近期来看，钢铁等冶金工业所用的焦炭仍将依赖于煤的焦化，而炼焦化学品如萘、蒽等多环化合物仍是石油化工所较难替代的有机化工原料；煤的气化随着气化新技术的开发应用，仍将是煤化工的一个主要方面；将煤气化制成合成气，然后通过碳一化学合成一系列有机化工产品的开发研究，是近年来进展较快，且引起关注的领域；从煤制取液体燃料，无论是采用低温干馏、直接液化或间接液化，都不得不取决于技术经济的评价。

来自：百度百科。

Self-reliance

【煤化工工艺】之三：发展机遇及条件

延迟焦化是一种石油二次加工技术，是指以贫氢的重质油为原料，在高温（约500℃）进行深度的热裂化和缩合反应，生产富气、粗汽油、柴油、蜡油和焦炭的技术。它是目前世界渣油深度加工的主要方法之一,处理能力占渣油处理能力的三分之一 。

延迟焦化装置
所谓延迟是指将焦化油(原料油和循环油）经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在反应炉管内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应，故有延迟作用，称为延迟焦化技术。一般都是一炉（加热炉）二塔(焦化塔）或二炉四塔，加热炉连续进料，焦化塔轮换操作，是一种半连续工艺过程。原料油（减压渣油或其他重质油如脱油沥青、澄清油甚至污油）经加热到495～505℃进入焦炭塔，热原料油在焦炭塔内进行焦化反应，生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔，分馏出富气、粗汽油、柴油和重馏分油。重馏分油可以送去进一步加工（如作催化裂化、加氢裂化原料）也可以全部或部分循环回原料油系统。待焦炭陆续装满（留一定的空间）后，原料改进入另一焦炭塔，残留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出。焦炭塔恢复空塔后再进热原料。该过程焦炭的收率一般随原料油康氏残炭（CCR）的改变而变化，富气产量一般10%（质量）左右（气体产率%=7.8+0.144×CCR），其余因循环比不同而异，但柴/汽比大于1。
延迟焦化原料可以是重油、渣油、甚至是沥青。延迟焦化产物分为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。对于国产渣油，其气体收率为7.0～10%，粗汽油收率为8.2～16.0%，柴油收率为22.0～28.66%，蜡油收率为23.0～33.0%，焦炭收率为15.0～24.6%，外甩油为1～3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品，但其质量较差。焦化汽油的辛烷值很低，一般为51～64（MON），柴油的十六烷值较高，一般为50～58。但两种油品的烯烃含量高，硫、氮、氧等杂质含量高，安定性差，只能作半成品或中间产品，经过精制处理后，才能作为汽油和柴油的调和组分。焦化蜡油由于硫、氮化合物、胶质、残炭等含量高，是二次加工的劣质蜡油，截至2014年通常掺炼到催化或加氢裂化作为原料。石油焦是延迟焦化过程的重要产品之一，根据质量不同可用做电极、冶金及燃料等。焦化气体经脱硫处理后可作为制氢原料或送燃料管网做燃料使用。

延迟焦化可处理残碳和金属含量很高的劣质原料，提高轻质油的收率和脱碳效率；有操作连续化、处理量大、灵活性强、脱碳效率高、投资和操作费用低的优点。
缺点是低价值产品焦炭产率高，液体产品性质差。

延迟焦化与热裂化相似，只是在短时间内加热到焦化反应所需温度，控制原料在炉管中基本上不发生裂化反应，而延缓到专设的焦炭塔中进行裂化反应，“延迟焦化”也正是因此得名。延迟焦化装置主要由8个部分组成：
焦化部分

主要设备是加热炉和焦炭塔。有一炉两塔、两炉四塔，也有与其它装置直接联合的。
分馏部分

主要设备是分馏塔，在延迟焦化中一般需添加消泡剂/抑焦剂/液收增加剂等化学品。
焦化气体回收和脱硫

主要设备是吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔等。
水力除焦部分

考虑到重残油的碳氢比高，非常容易结焦的这一特点，将原料油快速加热到比较高的温度（480～500℃），使重残油在管式加热炉中，来不及发生反应就被送到一个中空的容器（称焦炭塔），让加热的油品在其中进行裂化缩合反应，加热和焦化不同时发生，故称为延迟焦化。焦炭塔内裂解反应生成的415℃高温油气自焦炭塔顶逸出进入主分馏塔下段进料段，经过洗涤板（人字挡板）洗涤所携带的焦炭颗粒后，从蒸发段上升进入蜡油集油箱以上蒸馏分离，分馏出富气、汽油、柴油和轻重蜡油馏分，而焦炭塔内缩合反应所生成焦炭留在焦炭塔内，当焦炭塔中结焦达一定程度后，就切换到另一个焦炭塔中继续焦化成焦，原先的焦炭塔则进行清焦作业。通常一个焦化装置中常常要用2～4个焦炭塔。清焦采用水力除焦法，先在焦层中央用钻机打一个洞，从顶部一直打到底，然后自下而上通入压力为12~30MPa的高压水，利用水的冲击力，把焦炭打下来，并由底部排出。
由高压水泵输送的高压水，经上水线，水龙带，钻杆到水力切焦器喷嘴，由切焦器喷嘴喷出的高压水，形成高压射流，利用高压射流强大的冲击力，将石油焦切割下来。钻杆不断地升降和转动，直到把焦除完为止
水力除焦主要设备
（高压水泵）、（除焦控制阀）、润滑油系统、气动阀、绞车及滑轮组、 （新型除焦胶管）、（水涡轮减速器）、（自动切换联合钻孔切焦器）、（塔顶盖自动装卸机）、（塔底盖装卸机）、（电梯）、（钻杆组件）和（抓斗起重机）。
焦炭的脱水和储运

焦炭的脱水和储运。
吹气放空系统

吹气放空系统。
蒸汽发生部分

发生蒸汽的热源一般采用分馏塔侧线柴油、重蜡油、塔底循环油。
焦炭焙烧部分

焦炭焙烧部分。国内选定炉出口温度为495～500℃，焦炭塔顶压力为0.15～0.2 Mpa。
4发展迅速
编辑

正是由于延迟焦化的上述优点，使得延迟焦化在中国得到了迅速的发展，这主要是因为：⑴延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾的有效手段。这是由于中国原油普遍偏重，且含蜡量高，柴油的收率低，国内原油的柴油馏分收率比国外原油平均低5～7百分点。因此至今2014年中国每年大约进口80×104t柴油，同时不得不出口30×104t汽油，以求国内供需平衡。其次是由于中国炼油企业二次加工均以催化裂化为主，柴汽比低（延迟焦化为1.94，催化裂化为0.56），因此发展延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾，增产柴油的有效办法。⑵延迟焦化与加氢裂化相比，延迟焦化尽管存在轻质油产品安定性差、操作费用低（加工费约为加氢裂化操作费用的1/2～1/3），使其具有较强的竞争力。
由于延迟焦化具有投资少，操作费用低，转化深度高等优点，延迟焦化已发展成为渣油轻质化最主要的加工方法之一。因此，截至2014年中国资金紧张，轻油产品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情况下，延迟焦化是解决这一矛盾的较理想的手段之一。

Self-reliance

煤化工工艺】专题之四：煤的气化、液化和干馏技术

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。煤的气化、液化、焦化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。而煤的气化、液化、焦化（干馏）又是煤化工中非常重要的三种加工方式。


煤的气化、液化和焦化概要流程图
一.煤炭气化
煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。



煤的气化的一般流程图
煤炭气化包含一系列物理、化学变化。而化学变化是煤炭气化的主要方式，主要的化学反应有：
1、水蒸气转化反应 　　C+H2O=CO+H2 　　
2、水煤气变换反应 　　CO+ H2O =CO2+H2 　　
3、部分氧化反应 　　C+0.5 O2=CO 　　
4、完全氧化（燃烧）反应 　　C+O2=CO2 　　
5、甲烷化反应 　　CO+2H2=CH4 　　
6、Boudouard反应 　　C+CO2=2CO
其中1、6为放热反应，2、3、4、5为吸热反应。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
煤炭气化按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：
　　1) 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
　　2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
　　3) 气流床气化。它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
　　4) 熔浴床气化。它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。
　　以上均为地面气化，还有地下气化工艺。
根据采用的气化剂和煤气成分的不同，可以把煤气分为四类：1.以空气作为气化剂的空气煤气；2.以空气及蒸汽作为气化剂的混合煤气，也被称为发生炉煤气；3.以水蒸气和氧气作为气化剂的水煤气；4.以蒸汽及空气作为气化剂的半水煤气，也可是空气煤气和水煤气的混合气。
几种重要的煤气化技术及其技术性能比较
1.Lurgi炉固定床加压气化法对煤质要求较高，只能用弱粘结块煤，冷煤气效率最高，气化强度高，粗煤气中甲烷含量较高，但净化系统复杂，焦油、污水等处理困难。


鲁奇煤气化工艺流程图
2.Texaco水煤浆加压气化采用水煤浆 进料、纯氧气化，是国内外经实践考研成熟、先进的气化工艺。气化工艺简单，气化压力较高，生产装置最高达6.5MPa，单台炉最大日处理煤1650t，碳转化率高（≥98%），气体质量好（CH4＜0.1%，不含烯烃及高级烃），氮氧耗高、设备投资高。
该工艺可以用低灰、低灰熔点的烟煤或石油焦作原料，但由于要求煤的灰熔点与气化温度匹配，从而使该工艺适合使用的煤种比较窄。该工艺声场的煤气适合作化工合成原料气，整个生产过程环境污染少，三废处理方便。可实现计算机控制及优化操作。


德士古水煤浆气化工艺流程图
3.Shell煤气化是较为先进的第二代煤气化工艺之一。Shell煤气化属气流床气化，煤粉、氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解。燃烧及转化等一系列物理和化学过程。该工艺的主要特点是干煤粉进料，气化温度高，氧耗低。
Shell煤气化炉的单炉生产能力大，目前投入运转的单炉气化压力为4.0MPa，日处理煤量1000-2000t。该工艺煤气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量少，运转周期长，无需备炉。炉子主要由内筒和外筒两部分组成，外筒只承受静压而不承受高温，内件形成气化空间、炉渣收集空间、气体输送空间。气化炉内筒上部为燃烧室，下部为激冷室，煤粉及氧气在燃烧室反应，温度为1600℃左右。Shell粉煤气化在国外仅用于循环发电，未用于化工生产。本世纪初至今，我国连续引进十多台Shell气化炉，主要用于化工生产，投资较大，进展缓慢。目前正逐台投入生产，前景合适可以的。


Shell煤气化工艺流程图
4.GSP粉煤气化工艺技术是20世纪70年代末，有GDR（原民主德国）开发并投入商业化欲行的大中型煤气化技术。与其他同类气化技术相比，该技术因采用气化炉顶干粉加料与反应室周围水冷壁结构，因而在气化炉结构以及工艺流程上有其先进之处，但工业化经验比较少。其核心技术之一组合式的流通道烧嘴，没有运行时间的记录。现在大型企业对引进GSP煤气化工艺技术产生了浓厚的兴趣，这是由于该技术融合了Shell和Texaco气化技术的优点，克服了他们的缺点。GSP炉在国内的推广刚刚开始，在运作上还有一些问题尚待解决。


GSP煤气化工艺流程图
5.Dow水煤浆加压气化是在Texaco气化方法的基础上开发出来的新工艺，最高气化压力为2.9MPa，目前尚无作合成氨原料的实践经验。
二.煤的液化
煤液化是把煤转化为液体产物，包括直接液化和间接液化。
I.煤的直接液化：
煤的直接液化是通过加氢使煤中复杂的有机化学成分直接转化为液体燃料，转化过程是在含煤粉和溶剂的浆液系统中进行加氢，需要较高的压力和温度。
直接液化的优点是热效率高，液体产品收率高；主要缺点是煤浆加氢工艺过程中，各步骤的操作条件相对苛刻，对煤种适应性差。
德国是最早研究和开发直接液化工艺的国家，其最初的工艺被称为IG工艺。气候不断改进，开发出被认为世界上最先进的IGOR工艺。其后美国也在煤液化工艺的开发上做了大量的工作，开发出供氢溶剂（EDS）、氢煤（H-Coal）、催化两段液化工艺（CTSL/HTI）和煤油共炼等代表工艺。此外日本的NEDOL工艺也有相当出色的液化性能。此外，我国在建的神华煤直接液化所采用工艺也是在其他工艺的基础上发展的具有自身特色的液化工艺。
1.德国的IG工艺和IGOR工艺
德国的IG工艺可分为两段加氢过程，第一段加氢是在高压氢气下，煤加氢生成液体油（中质油等），又称煤浆液相加氢。第二段加氢是以第一段加氢的产物为原料，进行催化气相加氢制得成品油，又称中油气相加氢，所以IG法也常称作两段加氢法。


德国的IG工艺流程
20世纪80年代，德国在IG法的基础上开发了更为先进的煤加氢液化和加氢精制一体化联合工艺（IGOR)。其最大的特点是原料煤经该工艺过程液化后，可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料油，从而改变了两段加氢的传统IG模式，简化了工艺流程，避免了由于物料进出 装置而造成的能量消耗和大量的工艺设备。


IGOR直接液化法工艺流程
2.美国的H-Coal、CTSL和HTI工艺
H-Coal工艺是美国HRI公司在20世纪60年代，从原有的重油加氢裂化工艺(H-oil)的基础上开发出来的，它的主要特点是采用了高活性的载体催化剂和流化床反应器，属于一段催化液化工艺。


H-Coal工艺流程
CTSL为两段液化工艺。


CTSL工艺流程
美国HRI公司并入HTI公司后，HTI公司在原有的H-Coal和CTSL工艺基础上开发了HTI煤液化工艺。
3.美国的EDS工艺和日本的NEDOL工艺
EDS工艺石油美国的Exxon石油公司于1966你那首先开发的对循环溶剂进行加氢的直接液化工艺，又称供氢溶剂煤液化工艺。即让循环溶剂在进入煤预处理过程之前，先经过固定床加氢反应器对溶剂加氢，以提高溶剂的供氢性能。


美国的EDS工艺流程
NEDOL工艺是20世纪80年代日本在“阳光计划”的研究基础上开发的一项直接液化工艺，在流程上与EDS工艺十分类似，都是先对液化重油进行加氢后再作为循环溶剂。主要不同是其在煤浆加氢液化过程中加入铁系催化剂（合成硫铁矿或天然硫铁矿），并采用更加高效和稳定的真空蒸馏的方法进行固液分离。


日本的NEDOL工艺流程
4.煤油共炼工艺
煤油共炼工艺是将石油加氢裂化和没直接液化相结合的工艺，其实质是用石油渣油作为煤直接液化的溶剂，在反应器内，煤加氢液化为液体油，石油渣油也进一步裂化为较低熔点的液体油。
5.中国神华煤液化项目工艺
神华煤液化项目工艺方案自项目启动到现在，出现多次变化，并在持续建设当中。

神华一期项目工艺流程
II.煤的间接液化：
煤的间接液化是先将煤气化制成合成气(CO+H2),再经过催化合成为液体燃料。属于间接液化的费托（Fischer-Tropsch）合成和甲醇转化制汽油（MTG）的莫比尔（Mobil）工艺，已实现工业化生产。费托合成在南非建成三座萨索尔（SASOL）工厂。甲醇转化制汽油的莫比尔工艺，已在新西兰建成工业化装置，该法由合成气合成甲醇，再转化制成汽油。合成气制醋酐，即所谓伊斯特曼煤制醋酐已在美国实现工业生产。
煤间接液化的优点是煤种适应性宽，操作条件比直接液化相对温和，煤灰等三废问题主要在气化过程中解决，其缺点是涉及到气化合成气过程，总效率低。
三.煤的热解
煤的热解是将煤在惰性气氛中持续加热到较高温度时发生的包括一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
煤的热解又称干馏，通过热解可获得固体焦炭，液体焦油和煤气等，所以也可以把煤热解看作是液化和部分气化过程。
煤热解可分为高温焦化和低温热解，高温焦化的加热终温一般高于900摄氏度，低温热解加热终温一般低于700摄氏度。
高温焦化：
煤的高温焦化是伴随着炼铁工业，煤气生产和有机化工等部门生产而发展起来。在炼铁工业和煤气生产，炼焦的目的是制取焦炭和煤气，作为炼铁原料和燃料；有机化学工业的主要目的是制取煤化学产品。
在高温焦化过程中，煤受热后开始热分解，煤中的挥发分首先逸出，最后生成几乎不含煤气和烃类化合物的残留物，即焦炭。
低温热解：
煤低温热解的产品有煤气，焦油以及含有挥发分的半焦，低温热解又分为慢速热解和快速热解。
参考资料：
1.网站：百度百科，互动百科，中国商务网，哈尔滨工业大学燃烧工程研究所，
2.参考书：现代煤炭转化与煤化工新工艺实用全书，煤化工工艺学，煤化工基础，碳一化工新技术概论，碳一化工主要产品生产技术

Self-reliance

间接液化与直接液化对比分析
一、煤炭液化发展状况:
1、间接液化技术发展状况
煤的间接液化技术是先将煤气化，然后合成燃料油和化工产品。目前南非萨索尔公司、荷兰壳牌公司、美国美孚公司、丹麦托普索公司都拥有成熟技术，但达到和正在商业化生产的只有南非萨索尔公司。该公司已先后建成了三个间接液化工厂，年产汽油、柴油、蜡、乙烯、丙烯、聚合物、氨、醇、醛、酮等113种化工产品，共计760万吨，其中油品占60%左右。
在我国，科技部863计划和科学院于2001年联合启动了“煤变油”重大科技项目，中科院山西煤化所承担了这一项目的研究。2002年9月，千吨级间接液化中试平台实现了第一次试运转，并合成出第一批粗油品。到2003年底，中试平台已运行4次，使用间接液化技术生产出了无色透明的高品质柴油，这是目前世界上纯度最高、最优质的清洁柴油。山东兖矿集团在煤炭间接液化技术方面也取得了较大进展。神华集团拟在陕西榆林建设煤间接液化项目，以榆神矿区储量丰富、质量优良和便于开采的煤炭资源为依托，建立坑口煤炭间接液化工厂。拟建规模为年产液化产品600万吨，分2期建设，每期工程年产300万吨。
2、直接液化技术发展状况
煤炭直接液化技术是煤炭在高温、高压和催化剂作用下的去除杂质并加氢的过程。德国从二战期间就开始这方面的研究，但随着石油的发现被搁置，直到近年又重新启动。目前德国GMT公司、美国的HTI公司和日本的NEDOL组织都拥有这方面技术,但世界上还没有达到工业化生产的装置。
在我国，神华集团投资600亿元的500万吨/年 “煤变油”直接液化工程于2004年在内蒙古鄂尔多斯开工建设，预计2007年一期工程建成。而且，神华还在上海建成了每天6吨的直接液化装置，目的在于对“煤变油”工业化生产之前的工艺和设备进行探讨。
目前，云南、黑龙江、内蒙古、山东、山西、贵州等都在筹划自己的“煤变油”项目，只是由于风险太大而进展较慢。决策部门希望等神华的工业化示范项目效果出来后再定，以免造成不必要的浪费。
二、不同的工艺及生产过程
1、间接液化工艺及生产过程
间接液化工艺包括：煤的气化及煤气净化、变换和脱碳；F-T合成反应；油品加工等三个纯“串联”步骤。它的生产过程为：气化装置产出的粗煤气经除尘、冷却得到净煤气，净煤气经CO宽温耐硫变换和酸性气体（包括H2S和CO2等）脱除，得到成分合格的合成气。合成气进入合成反应器，在一定温度、压力及催化剂作用下，H2和CO转化为直链烃类、水以及少量的含氧有机化合物。生成物经三相分离，水相去提取醇、酮、醛等化学品；油相采用常规石油炼 制手段（如常、减压蒸馏），根据需要切割出产品馏份，经进一步加工（如加氢精制、临氢 降凝、催化重整、加氢裂化等工艺）得到合格的油品或中间产品；气相经冷冻分离及烯烃转化处理得到LPG、聚合级丙烯、聚合级乙烯及中热值燃料气。
2、直接液化工艺及生产过程
直接液化工艺包括：氢气制备、煤糊相（油煤浆）制备、加氢液化反应、油品加工“先并后串”4个步骤。它的生产过程为：将煤、催化剂和循环油制成的煤浆，与制得的氢气混合送入反应器。在液化反应器内，煤首先发生热解反应，生成自由基“碎片”，不稳定的自由基“碎片”再与氢在催化剂存在条件下结合，形成分子量比煤低得多的初级加氢产物。出反应器的产物构成十分复杂，包括气、液、固三 相。气相的主要成分是氢气，分离后循环返回反应器重新参加反应；固相为未反应的煤、矿物质及催化剂；液相则为轻油（粗汽油）、中油等馏份油及重油。液相馏份油经提质加工（ 如加氢精制、加氢裂化和重整）得到合格的汽油、柴油和航空煤油等产品。重质的液固淤浆 经进一步分离得到循环重油和残渣。
三、对煤种的不同要求
1、间接液化对煤种的要求
间接液化工艺对煤种的选择性也就是与之相适应的气化工艺对煤种的选择性。气化的目的是尽可能获取以合成气(CO+H2)为主要成分的煤气。目前得到公认的最先进煤气化工艺是干煤粉气流床加压气化工艺，已实现商业化的典型工艺是荷兰Shell公司的 SCGP工艺。干煤粉气流床加压气化从理论上讲对原料有广泛的适应性，几乎可以气化从无烟煤到褐煤的各种煤及石油焦等固体燃料，对煤的活性没有要求，对煤的灰熔融性适应范围可以很宽，对于高灰分、高水分、高硫分的煤种也同样适应。但从技术经济角度考虑，褐煤和低变质的高活 性烟煤更为适用。通常入炉原料煤种应满足：灰熔融性流动温度（FT）低于 1400℃，高于该温度需加助熔剂；灰分含量小于20％；干煤粉干燥至入炉水分含量小于2％，以防止干煤粉输送罐及管线中“架桥”、“鼠洞”和“栓塞”现象的发生。
2、直接液化对煤种的要求
原料煤的特性对所有直接液化工艺的影响是决定性的。实践表明，随原料煤煤化程度的增加，煤的加氢反应活性开始变化不大，中等变质程度烟煤以后则急剧下降；煤的显微组分中镜质组和稳定组为加氢活性组分，惰质组为非加氢活性组分；原料煤中的硫铁矿为良好的加氢催化剂，矿物质中的碱性物质对液化不利；氧含量高的煤气产率高， 液体产率相对较低。根据加氢液化的大量试验研究结果，认为原料煤一般应符合以下几个条件：高挥发分低变质程度烟煤和硬质褐煤，碳元素含量大致在77%～82％之间；惰质组含量小于15％；灰分含量小于10％。
四、不同的产品结构
1、间接液化产品结构分析
间接液化产物分布较宽，如SASOL固定流化床工艺，C-4以下产物约占总合成产物的?44.1％，这些气态烃类产物经分离及烯烃歧化转化得 到LPG、聚合级丙烯、聚合级乙烯等终端产品。C+5以上产物约占总合成产物的49.7％，这些液态产物经馏份切割得到石脑油 、α-烯烃、C14～C18烷及粗蜡等中间产品。石脑油经进一步加氢精制，得到 高级乙烯料（乙烯收率可达到37%～39％，普通炼厂石脑油的乙烯收率仅为27%～28％左右） ，也可以重整得到汽油；α-烯烃不经提质处理就是高级洗涤剂原料，经提质处理得到航空 煤油；C14?～C18烷不经提质处理也是高品质的洗涤剂原料，通过加氢精制和异 构降凝处理即成为高级调和柴油（十六烷值高达75）；粗蜡经加氢精制得到高品质软蜡。
国内外的相关研究结果表明，现阶段，在我国发展间接液化工艺，适宜定位在生产高 附加值石油延长产品即所谓的中间化学品，如市场紧俏的聚合级丙烯、聚合级乙烯、高级石脑油、α-烯烃及C14-C18?烷等 ；若定位在单纯生产燃料油品，由于提质工艺流程长、主产品（如汽油）的质量差，导致经 济效益难以体现。
2、直接液化产品结构分析
直接液化工艺的柴油收率在70％左右，LPG和汽油约占20％，其余为以多环芳烃为主的中间产品。由于直接液化产物具有富含环烷烃的特点，因此，经提质处理及馏份切割得到的汽油 及航空煤油均属于高质量终端产品。
另外，加氢液化产物也是生产芳烃化合物的重要原料。 实践证明，不少芳烃化合物通过非煤加氢液化途径获取往往较为困难，甚至不可能。
国内外的相关研究结果表明，基于不可逆转的石油资源形势和并不乐观的国际政治形势，在我国发展直接液化工艺，适宜定位在生产燃料油品及特殊中间化学品。
五、对多联产系统的不同影响
多联产是新型煤化工的一种发展趋势。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化耦合集成在一起，以同时获得多种高附加值的化工产品（包括脂肪烃和芳香烃）和多种洁净的二次能源（气体燃料、液体燃料、电等）为目的的生产系统。多联产与单产相比，实现了煤炭资源价值的梯级利用，达到了煤炭资源价值利用效率和经济效益的最大化，满足煤炭资源利用的环境最友好
间接液化属于过程工艺，是构成以气化为“龙头”的集成多联产系统的重要生产环节（单元），也是整个“串联”生产系统中的桥梁和纽带，对优化多联产系统中的生产要素、实时整合产品结构及产量、保证多联产系统最大化的产出投入比具有重要意义。
直接液化属于目标（或非过程）工艺，与煤基间接液化相比，与其它技术“串联”集成多联产系统的灵活性相对较小，通常加氢液化就是整个系统的核心，需要与其它技术互补，来进一步提高自身的技术经济性。如液化残渣中含有约35％的油，因此，若将油灰渣气化，既避免了油灰渣外排，又得到加氢液化工艺不可或缺的宝贵氢气。
六、 工艺选择
根据以上分析，同一煤种在既适合间接液化工艺又适合直接液化工艺的前提条件下，若间接液化与直接液化两种工艺均以生产燃料油品为主、化学品为副，则后者的经济效益将明显优于前者，以选择直接液化为好；如果以生产化学品（直链烃）为主、燃料油品为副，则前者的经济效益将明显优于后者，故以选择间接液化为好。
需要指出的是，对于间接液化和直接液化，不能简单从技术论优劣，也不能简单从经济论优劣，二者虽有共性的一面，但根本的区别点在于各有其适用范围，各有其目标定位。从历史渊源、工艺特征、煤种的选择性、产品的市场适应性及对集成多联产系统的影响等多方面分析，两种煤液化工艺没有彼此之间的排它性。

lyyifeng

楼主这是介绍吧，好长。

冻顶乌龙

帮楼主把帖子顶起阿里，很好的帖子

87737352

继续加，使坛友增长知识。

y753

继续加，使坛友增长知识。

mechen

【煤化工工艺】专题