煤液化技術(shù)第十六講

制油第十六講煤直接液化傳統(tǒng)工藝〔二〕123主要知識點：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直接液化工藝的對比◎20世紀(jì)60年代工藝SRC(SRCI和SRCII)，美國，OCREDS(供氫溶劑法)，美國，ExxonH-Coal(氫煤法)，美國，HRI(HTI)◎20世紀(jì)70年代工藝IGOR(IG新工藝)，德國，DMTHTI(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□CT-5工藝俄羅斯在70-80年代對煤炭直接液化技術(shù)進(jìn)展了非常廣泛的研討，開發(fā)出了低壓〔6-10MPa〕煤直接液化工藝。1987~1994年，圖拉州，日處置煤炭5~10t中試安裝—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。其中CT-75已開場建立，后因蘇聯(lián)解體未完成。1.1CT-5工藝概略1.CT-5直接液化工藝1.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%)殘渣〔催化劑回收〕循環(huán)氫高溫分別器預(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別器溶劑循環(huán)425~435℃6~10MPaMoOx低溫分別器CT-75工藝瞬間渦流倉枯燥1.2CT-5工藝特點1.CT-5直接液化工藝□反響條件溫度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)和熄滅，高效(95%~97%)；采用煤瞬間渦流倉枯燥技術(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。煤渦流倉瞬間枯燥技術(shù)1.CT-5直接液化工藝煤液化前，水分要求小于1.5%~2%，俄羅斯采用渦流倉枯燥技術(shù)，使煤發(fā)生爆炸式的濕度分別、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)備分量減少10倍，枯燥時間從30min降為8s。此過程煤實踐上發(fā)生了納米級粉碎，大大提高了煤的比外表積和反響活性，可以降低氫耗，節(jié)約本錢?！魿TSL工藝催化兩段液化工藝〔CTSL：CatalyticTwo-StageLiquefaction〕是H-Coal單段工藝的開展。在美國Wilsonville的液化實驗安裝上，對該工藝進(jìn)展了15年的研討。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。采用了嚴(yán)密串聯(lián)構(gòu)造，每段都運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衔镅杏懝?HRI)開發(fā)。2.1CTSL工藝概略2.CTSL直接液化工藝催化劑原料煤氫氣殘渣循環(huán)氫液化反響器預(yù)熱器液化反響器低溫分別器煤漿制備備煤減壓塔燃料氣輕油溶劑循環(huán)400~420℃17MPaNi/Mo高溫分別器常壓塔2.CTSL直接液化工藝CTSL工藝溶劑脫灰重油脫灰420~440℃17MPa2.2CTSL工藝特點□反響條件溫度400~440℃；壓力17MPa；□催化劑高活性Ni/Mo〔需回收利用〕；□工藝流程兩個沸騰床催化液化反響器串聯(lián)，液化分兩段進(jìn)展；兩段加氫都運用高活性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3.1HRI工藝概略□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)原油一同進(jìn)展加氫。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。其本質(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餾分。3.HRI直接液化工藝油渣原料煤氫氣殘渣循環(huán)氫液化反響器預(yù)熱器液化反應(yīng)器低溫分別器煤漿制備減壓塔燃料氣輕油溶劑循環(huán)435~445℃15~20MPaCo/Mo高溫分別器常壓塔3.HRI直接液化工藝HRI工藝重油輕油催化劑Ni/Mo催化劑3.2HRI工藝特點□反響條件溫度435~445℃；壓力15~20MPa；□催化劑高活性Co/Mo和Ni/Mo〔需回收利用〕；□工藝流程兩個沸騰床催化液化反響器串聯(lián)，液化分兩段進(jìn)展；兩段加氫分別運用高活性Co/Mo和Ni/Mo催化劑；石油油渣和煤共同加氫，效果優(yōu)于煤單獨加氫；3.HRI直接液化工藝煤直接液化工藝流程●煤加氫液化工藝流程如下：氫氣反響單元分別單元提質(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渣氫循環(huán)4.直接液化工藝的對比煤漿制備單元□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，煤溶解在溶劑中，有利于加氫液化。4.直接液化工藝的對比———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工程瞬間渦流倉枯燥技術(shù)工藝流程圖反響單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自在基；第二步，自在基加氫，獲得粗油。反響單元是煤液化的中心單元。□反響器液化反響器——煤加氫〔一段或兩段〕；加氫反響器——油加氫〔在線或離線〕。4.直接液化工藝的對比思索：為什么加氫反響器中不會給煤加氫？反響單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自在基；第二步，自在基加氫，獲得粗油。4.直接液化工藝的對比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工程工藝流程圖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工程思索：為什么加氫反響器中不會給煤加氫？分別單元□功能進(jìn)展氣、液、固分別?！醴错懫鞲?低(中)溫分別器——氣/液(固)分別；常壓蒸餾塔——液液分別(輕組分)；減壓蒸餾塔——液液分別和液固分別〔重組分〕。4.直接液化工藝的對比分別單元□各種分別器之間的關(guān)系4.直接液化工藝的對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索: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?。砍p壓塔什么情況下必需串聯(lián)？溶劑脫灰油循環(huán)溶劑氫循環(huán)分別單元□功能第一步，煤熱解產(chǎn)生自在基；第二步，自在基加氫，獲得粗油。4.直接液化工藝的對比高/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工程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置氫循環(huán)HTIIGORH-CoalEDSSRC-II工程綜合分析4.直接液化工藝的對比——————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工程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THANKYOUSRC-II工藝原料煤氫氣循環(huán)溶劑殘渣(氣化)循環(huán)氫高溫分別器減壓塔液化反應(yīng)器深冷分別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含固體殘渣，礦物質(zhì)催化液化氣氣油管道氣煤漿制備單元反響單元分別單元EDS工藝原料煤氫氣循環(huán)溶劑殘渣(靈敏焦化)循環(huán)氫高溫分別器液化反應(yīng)器常壓塔煤漿制備備煤減壓塔燃料氣燃料油預(yù)熱器加氫反響器Ni/Mo430~470℃10~16MPa煤漿制備單元反響單元分別單元H-Coal工藝催化劑原料煤氫氣粗油循環(huán)(催化劑)殘渣〔催化劑回收〕循環(huán)氫高溫分別器預(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別器溶劑循環(huán)燃料油450~460℃20MPaNi/Co-Mo/Al2O3煤漿制備單元反響單元分別單元催化劑原料煤氫氣循環(huán)氫高溫分別器預(yù)熱器液化反響器加氫反響器煤漿制備備煤燃料氣輕油溶劑循環(huán)加氫反響器低溫分別器IGOR工藝中溫分別器殘渣減壓塔常壓塔重油470℃30MPa赤泥煤漿制備單元反響單元分別單元催化劑原料煤氫氣循環(huán)氫液化反響器預(yù)熱器液化反響器低溫分別器煤漿制備備煤燃料氣輕油溶劑循環(huán)Fe高溫分別器常壓塔HTI工藝重油加氫反響器殘渣減壓塔溶劑脫灰440~450℃17MPa粗油循環(huán)(催化劑)煤漿制備單元反響單元分別單元NEDOL工藝催化劑原料煤氫氣殘渣循環(huán)氫高溫分別器預(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)低溫分別器加氫反響器430~465℃17~19MPa黃鐵礦煤漿制備單元反響單元分別單元CT-5工藝催化劑原料煤氫氣催化劑循環(huán)(70%)殘渣〔催化劑回收〕循環(huán)氫高溫分別器預(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別器溶劑循環(huán)425~435℃6~10MPaMoOx低溫分別器瞬間渦流倉枯燥煤漿制備單元反響單元分別單元催化劑原料煤氫氣殘渣循環(huán)氫