探析煤制油液化化工工艺

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  摘要:随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高,社会对能源的需求量显著增加,能源短缺问题也日益突出,受到了社会各界的广泛关注。我国虽然能源储量较为丰富,但是人均能源占有量远低于世界平均水平,而且在能源使用尤其是多元化能源使用方面存在较大的不足。煤制油作为一种多元化能源利用技术,得到了人们的重视和关注。本文对煤制油液化化工工艺进行了全面的探析,以期为今后的工作提供一定的技术支持。
  关键词:煤制油;液化化工工艺;探析
  引言
  在经济迅猛发展和城市化进程不断深入的背景下,能源在人们生产生活中所扮演的角色越来越重要,能源是社会发展的动力和前提,只有充足的能源支持,才能够保证社会的进一步发展。现阶段,资源和能源危机频发,能源短缺问题日益突出,在这种形势下,相关部门应该重视对能源的多元化利用,并不断的研发和优化能源的多元化利用技术。由于我国对国际原油市场的供应依赖程度日益提高为保证能源供应的稳定性,一些替代石油的能源加工工艺应运而生包括煤制油、生物柴油、燃料乙醇等而煤制油通过在实践工作中的应用,已经被证明在替代工艺上更为可靠并已经被广泛应用。
  1.煤制油概述
  在能源的供应与利用方面,德国具有先见之明,早在十九世纪三十年代末,便存在石油能源供应紧张的问题,那是德国便首先研制和开发这种煤制油的技术与工艺。后来石油危机在全世界爆发,被搁置的煤制油的液化技术重新登上历史舞台,并且暂露头角,技术相对成熟先进的德、日、美,在现有先进技术的前提下,在降低成本的利益推动下,将一种更加新型的煤直接液化的工艺推上历史舞台,这种新的技术工艺操作进行所要求的反应条件的苛刻度得到降低,这便大幅地节约了成本,但是即使这样其成本仍然远高于廉价的石油开采生产。
  2.煤制油液化化工工艺
  基于持续发展与健全的煤制油技术影响下,当今业已具备两种煤制油工艺,其中重点涵盖的工艺技术是直接液化与间接液化。概况来讲,直接液化化工工艺技术指的是借助化学与物理的方式直接转化煤炭为液体的状态。而间接液化化工工艺技术指的是首先借助物理方式转化煤炭为气体,然后借助催化剂和化学手段转化气体为液体,再把这两种工艺所获取的液体通过化学反应之后制作成为油品。
  2.1煤炭直接液化化工工艺
  一般来讲,直接液化煤炭的工艺技术就是加氢液化工艺技术。具体来讲,煤炭直接液化的工艺技术程序是:对煤炭开展物理碾压,把煤炭碾压成为粉末形态;借助物理加压与加温的手段处理粉末形态的煤炭;将催化剂与氢气加入,从而进行物理和化学反应,如此一来,可以转化煤炭为油品。在加热煤炭至少300℃的过程中,就会减弱碳分子之间的构造,这样碳分子化学键的断裂现象会发生,从而破坏掉煤炭的固态构造,从而使很多的自由基出现。
  当氢原子、催化剂跟自由基形成反应的情况下,很多的碳离子自由基就会向原油物质转化,像是沥青分子与原油分子等。将氢原子持续添加在反应过程中的时候,一系列的油类会不断地出现分裂,从而去除掉其中存在的氧、硫等杂质原子,而一系列的油类会不断地出现分裂,从而得到低杂质含量与高质量的原油。在借助直接液化煤炭工艺技术生产原油品的情况下,其需要比较严格的煤炭质量,以及借助独特类别的煤炭才可以完成,通常来讲,其选择的
  原材料是长焰炭或者是褐炭,在进行加工之前还应当对原料实施干燥化的处理,进而防止太多的水分而对制作过程中的化学反应形成影响。在加温煤炭的时候,应当实施不间断加热的方式,如此一来,才可以推动碳离子的可靠分裂,倘若在进行加热的时候中断加热,那么会重聚碳离子或者是出现其他的一些改变。当今国内应用的这种直接液化工艺技术可以实现70%的原油生产量,并且因为氢原子在生产产品的残渣当中,为此能够实现应用的循环性,在提纯氢气之后可以在生产过程中二次应用。
  2.2 煤炭间接液化化工工艺
  跟直接液化工艺的不同之处是煤炭间接液化工艺的转化过程,间接液化工艺的原料是煤炭,然而其是先借助物理手段转化为气体,再借助物理方式与化学方式转化为液体。该工艺技术的研制最先开始于南非区域的国家,当今国内也应用这种工艺技术。具体来讲,其制作程序是:转化煤炭为一氧化碳,再借助氢气对其实施脱氧和脱硫处理,最后借助氢气与催化剂转化为液态的煤炭,该过程的进行需要高压与高温环境的支持。对于煤炭间接液化工艺技术来讲,其需要的原料要求不高,当今国内很多的煤炭类别都能够应用这种工艺技术。煤炭在气化之后还应净化处理气体,从而将杂质灰尘等气体去除,进而防止反应当中其他化学反应的形成。这种技术有别于直接液化工艺,其要求15~40个的大气压和大约250℃的高温环境。
  3.煤制油直接液化与间接液化工艺对比
  3.1 煤制油直接液化与间接液化工艺的参数要求对比
  以工艺要求作为视角而言,直接液化工艺技术不但要求高质量的原煤,通常仅仅是长焰煤和褐煤等年轻的煤质才可以实现相应的需要,而且也要求比较严格的工艺技术,以及要求苛刻的反应条件。当前的工艺像是美国HTI与德国IGOR等需要的温度是430~470℃,其需要的液化压力是17~30MPa,具备复杂的产出物和高粘度的固液混合物,以及难以分离固液物。与此同时,工艺技术需要消耗比较多的氢。然而该工艺技术不会对煤的气化形成依赖性,具备很多种制氢的方法。间接液化工艺对煤不会有较高的要求,该工艺可以应用一般的煤种,
  具备温和的合成条件,反应的温度在350℃以下,而反应的压力值是2.0~3.0MPa,该工艺技术的难度系数比较低,因而不会对制作要求与材料要求较高,并且便于维护与操作设备,然而其对煤的气化形成依赖性,也要求立足于大规模的煤的气化。
  3.2 煤制油直接液化与间接液化工艺的经济性对比
  以经济性作为视角而言,直接液化工艺技术消耗的煤量比較少,通常一吨液化油的生产除去燃料煤之外会消耗大概2.4吨的洗精煤,这其中涵盖23.3%的制氢气用煤。煤浆是其进料,要求的运行成本比较少、投资少、设备体积小,具备更高的收油率。例如国内的神华煤直接液化工艺技术,该设备能够实现63~68%的收油率。而间接液化工艺消耗的煤量大,每生产一吨,要求耗费的洗精煤是3.3吨,且工艺过程中的反应物都是气体,以及投资大、设备体积大、运行成本高,然而转化效率高,例如南非Sasol工艺技术借助熔铁催化剂合成气能够实现至少60%的一次通过转化率,以及能够实现90%的整体转化率。倘若借助尤为理想的催化剂,那么能够实现更好的转化率。通常来讲,在经济上,如果间接液化工艺技术比直接液化工艺技术的经济效益要低。然而,煤制油工艺技术受到产业政策、煤价、工艺技术、产品结构价格等一系列要素的制约,不可以简单地确定两种煤制油液化工艺技术的经济效益。
  4.结语
  现阶段,石油资源越发的紧张,煤制油液化技术为缓解能源短缺的现状提供了一个解决方案,其可以有效地实现固体煤炭向液体油类能源的转化,从而缓解石油紧缺引起的各种难题和困境,保障社会对液体油类能源的需求,促进社会的建设与发展。目前,我国煤制油液化化工工艺研发工作已经取得了一定的成绩,但仍需要进一步加大研发力度,对现有工艺进行改良和创新,不断提升煤制油产品质量。
  参考文献:
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