化学工艺学 煤的液化新工艺
7号题目 104班 王子畅
我国煤炭资源十分丰富，世界剩余可采储量我国约占12%，居第3位。尽管燃煤在一次能源消费中的比例逐年下降，但我国具有巨大储量的现实不会改变，在未来相当长一段时间里，燃煤在一次能源消费构成中仍会占据主要地位。而煤液化工艺的目的在于：
（1）调整煤炭资源产品结构，积极开发以煤为基础的优质能源，满足市场经济发展的需求。
（2）将煤转化为清洁能源供发电厂等使用，将现有的天然气和石油用在其他方面。 （3）制取冷油、柴油和透平用燃料油和化工产品。
（4）制取几乎不含灰分且含硫极少的溶剂精制煤，作为人造黏结剂代替焦油沥青和强黏结性煤。
煤的液化途径可以分为直接液化和间接液化。直接液化是将煤在高压氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程。因过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。间接液化可分为合成气法和甲醇法,其中以合成气法为主。该方法是先将煤气化转化为合成气(CO+
),完全破坏煤的化学结构,然后以合成气为原料, 在一定压力、温度、催化剂条件
下, 合成液态产品和其它化工产品。图1和图2分别为直接液化流程图和间接液化流程图。
图1
图2 直接液化工艺可分为热裂解法、溶剂法、催化加氢法, 以溶剂法和催化加氢法或两种方法结合为主。如德国的IGOR工艺、日本的NEDOL工艺,美国的SRC溶剂精炼煤法、氢煤法H-Coal、供氢溶剂法 EDS、两段催化法CTSL、HTI工艺和煤-油共炼法UOP、俄罗斯的FFI 低压加氢液化工艺等。煤间接液化中的合成技术是由德国科学家 Frans Fischer 和 Hans Tropsch 于1923首先发现并以他们名字的第一字母即F-T命名的，简称F-T合成或费托合成。
传统的液化工艺存在些许不足。国内外在煤液化方面已经做了大量的工作，不仅对传统技术提出很多改进，但生产成本仍不能与石油工业竞争。因此，对反应条件温和、操作工艺简易和产品附加值高的煤液化工艺, 以及提高煤液化合成油技术水平和技术成熟程度的新途径和方法的探索正在逐渐开展。
下面列举一些煤的液化新工艺及其特点：
一、DBD介质阻挡放电煤液化
DBD(Dielectric Barrier Discharge) 煤液化是指煤在介质阻挡放电条件下实现的加氢液化。反应装置如图3, 主要包括调压器、高频高压脉冲电源、DBD介质阻挡放电反应器。高频高压脉冲电源能够有效促进气体分子的激发, 产生大量高能电子、离子和自由基等活性粒子。图4为 DBD反应器示意图, 线-筒式反应器可以保证在电极线附近形成很强的局部电场, 使等离子体遍布整个反应器。反应器外壳为玻璃圆筒,内电极与外界高频高压脉冲电源系统相连, 外电极为包覆在圆筒外壁的一层铝箔。
图3
图4