了得網工業技術_煤炭直接液化工藝與工程

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《煤炭直接液化工藝與工程=Technology and Engineering of Direct Coal Liquefaction Process》可供從事煤炭轉化、煉油領域的工程技術人員及高校有關專業師生閱讀和參考。

內容簡介

《煤炭直接液化工藝與工程=Technology and Engineering of Direct Coal Liquefaction Process》主要論述了當今世界上一套煤炭直接液化工業示範項目的基礎研究、技術開發及工業實踐成果，包括煤炭直接液化各工藝過程的化學反應、催化劑、原料和產品、工藝過程和工藝流程、主要操作參數和操作技術、主要設備及環境保護等內容。《煤炭直接液化工藝與工程=Technology and Engineering of Direct Coal Liquefaction Process》內容完整、實用性較強，反映了當代煤炭直接液化技術及工程化的*成果。

序
前言
第1章緒論1
1。1我國原油與成品油的需求與生產1
1。2我國成品油的生產與消費2
1。3煤炭直接液化的可行性簡要分析3
1。3。1可行性研究報告結論簡介3
1。3。2項目總體優化5
1。4煤炭直接液化工程工藝過程綜述6
1。4。1制氫繫統8
1。4。2煤炭直接液化繫統12
1。4。3煤炭液化產品精制繫統17
1。4。4環境保護繫統18
參考文獻25序

前言

第1章緒論1

1。1我國原油與成品油的需求與生產1

1。2我國成品油的生產與消費2

1。3煤炭直接液化的可行性簡要分析3

1。3。1可行性研究報告結論簡介3

1。3。2項目總體優化5

1。4煤炭直接液化工程工藝過程綜述6

1。4。1制氫繫統8

1。4。2煤炭直接液化繫統12

1。4。3煤炭液化產品精制繫統17

1。4。4環境保護繫統18

參考文獻25

第2章煤炭直接液化原料煤及前處理26

2。1原料煤及前處理與液化特性的關繫26

2。1。1煤化程度與液化特性的關繫26

2。1。2煤的岩相組成與液化特性的關繫31

2。1。3煤中礦物質與液化特性的關繫35

2。1。4原料前處理與液化特性的關繫38

2。2原料和產品40

2。2。1原煤40

2。2。2原煤篩分浮沉試驗結果49

2。2。3洗精煤原料52

2。2。4煤粉產品52

2。3工藝過程54

2。3。1洗精煤的粉碎54

2。3。2煤粉的干燥55

2。4工藝流程58

2。4。1煤粉加工工藝流程58

2。4。2煤粉加工基本原理58

2。4。3煤粉加工流程概述60

2。5主要操作參數和操作技術62

2。5。1操作參數62

2。5。2主要操作技術63

2。6主要設備64

2。6。1磨煤機64

2。6。2熱風爐66

參考文獻67

第3章煤炭直接液化催化劑68

3。1煤炭直接液化催化劑分類、機理與應用69

3。1。1煤炭直接液化催化劑種類69

3。1。2煤炭直接液化催化劑的作用機理69

3。1。3煤炭直接液化催化劑在各工藝中的應用7；

3。2“863”催化劑制備化學72

3。2。1a-FeOOH72

3。2。2r-FeOOH73

3。2。3S-FeOOH75

3。3“863”催化劑制備的原料和產品76

3。3。1主要原料的影響76

3。3。2產品主要質量指標的影響因素及工藝調整原理77

3。4“863”催化劑的制備工藝過程和工藝流程78

3。4。1催化劑制備的工藝過程78

3。4。2催化劑制備工藝流程8；

3。5主要操作錄和控制85

3。5。1工藝控制參數85

3。5。2工藝控制過程86

3。6主要設備87

3。6。1溢流球磨機87

3。6。2隔膜板框壓濾機89

3。6。3刮板輸送機9；

3。6。4濾餅倉把料器91

3。6。5回轉圓筒干燥機92

3。6。6風掃磨92

3。6。7選粉機95

3。6。8氧化反應器96

參考文獻97

第4章煤炭直接液化98

4。1煤炭直接液化機理98

4。1。1煤炭的結構98

4。1。2煤炭直接液化機理103

4。1。3煤炭直接液化化學反應126

4。2煤炭直接液化工藝過程和工藝條件130

4。2。1煤炭直接液化工藝過程130

4。2。2煤炭直接液化工藝條件161

4。3原料和產品180

4。3。1原料180

4。3。2產品182

4。4工藝流程188

4。4。1神華煤炭直接液化工藝188

4。4。2神華煤炭直接液化項目工藝流程196

4。4。3神華煤炭直接液化項目工藝流程概述207

4。4。4物料素平衡214

4。5操作麵和主要操作技術219

4。5。1操作參數219

4。5。2主要操作技術221

4。6主要設備224

4。6。1煤炭液化反應器224

4。6。2煤炭直接液化高溫高壓分離器226

4。6。3煤炭直接液化常壓蒸餾塔226

4。6。4煤炭直接液化減壓蒸餾塔228

4。6。5煤漿加熱爐229

4。6。6減壓壓餾塔進料加熱爐230

4。6。7煤漿混合罐底菜230

4。6。8高壓油煤漿進料菜232

4。6。9反應器循環菜233

4。6。10減壓壓餾塔塔底菜235

4。6。11煤漿混捏機236

4。6。12煤粉在線質量流量計237

4。6。13煤液化高壓差調壓閥237

參考文獻238

第A章煤炭直接液化油加氫穩定240

5。1煤液化油加氫穩定的化學反應240

5。1。1烯烴的加氫飽和反應241

5。1。2加氫脫雜原子反應241

5。1。3芳烴部分加氫飽和245

5。2加氫穩定催化劑246

5。2。1Ni-Mo類加氫催化劑249

5。2。2預硫化Ni-Mo類催化劑258

5。2。3Ni-W類加氫催化劑273

5。2。4加氫穩定催化劑的失活與再生277

5。2。5催化劑的器外預硫化279

5。3加氫穩定原料和產品280

5。3。1加氫穩定裝置的原料280

5。3。2加氫穩定全餾分產物性質287

5。3。3加氫穩定裝置的產品288

5。3。4溶劑的作用及溶劑的供氫性292

5。3。5加氫的物料平衡及產品分布310

5。3。6素平衡分析311

5。4加氫穩定工藝過程和工藝流程313

5。4。1加氫穩定工藝過程313

5。4。2加氫穩定工藝流程317

5。5主要操作錄和操作技術322

5。5。1加氫穩定過程的主要影響因素322

5。5。2加氫穩定裝置的開工、停工操作335

5。5。3沸騰床反應器的操作與控制339

5。6主要設備340

5。6。1高壓進料菜340

5。6。2反應進料加熱爐342

5。6。3反應器344

5。6。4反應器底部循環菜346

5。6。5高壓分離器350

5。6。6壓縮機352

5。6。7重要的冷換設備358

5。6。8分餾塔加熱爐360

5。6。9分餾塔361

參考文獻363

第6章煤液化輕油的加氫改質365

6。1煤液化輕油加氫改質的化學反應367

6。1。1加氫脫雜原子反應367

6。1。2芳烴加氫飽和加氫裂化369

6。2加氫改質催化劑371

6。2。1加氫精制催化劑的作用376

6。2。2加氫改質催化劑的作用381

6。2。3催化劑的裝填與預處理387

6。2。4催化劑的失活與再生389

6。3原料和產品392

6。3。1加氫改質裝置的原料392

6。3。2加氫改質裝置的產品393

6。3。3加氫改質裝置的物料平衡及產品分布407

6。3。4加氫改質素平衡分析408

6。4加氫改質工藝過程和工藝流程410

6。4。1加氫改質工藝過程411

6。4。2加氫改質工藝流程413

6。5主要操作參數和操作技術415

6。5。1加氫改質過程的主要影響因素415

6。5。2加氫改質裝置的開工、停工操作431

6。5。3加氫改質裝置的重要操作與控制434

6。6主要設備438

6。6。1進料過濾器438

6。6。2高壓進料菜440

6。6。3反應進料加熱爐441

6。6。4反應器443

6。6。5高壓分離器445

6。6。6高壓換熱器447

6。6。7高壓空冷器449

6。6。8壓縮機450

6。6。9分餾加熱爐451

6。6。10分餾塔453

參考文獻456

第7章煤炭直接液化的輕烴回收458

7。1輕烴回收的原理458

7。1。1吸收過程458

7。1。2解吸過程460

7。2原料和產品461

7。2。1輕烴回收裝置的原料462

7。2。2輕烴回收裝置的產品463

7。2。3輕烴回收裝置物料平衡464

7。3工藝過程和工藝流程466

7。3。1吸收穩定的工藝過程466

7。3。2吸收穩定的工藝流程470

7。4主要操作參數和操作技術472

7。4。1主要操作參數472

7。4。2主要操作技術482

7。5主要設備489

7。5。1氣體壓縮機489

7。5。2吸收塔490

7。5。3解吸塔492

7。5。4穩定塔493

7。5。5液氨氣化冷卻器494

7。5。6重沸器496

參考文獻498

第8章氣體脫硫與液化氣脫硫醇499

8。1醇胺法氣體兌硫499

8。1。1典型的化學反應500

8。1。2臟溶劑500

8。1。3煤液化氣體臟的原料和產品502

8。1。4煤液化氣體臟工藝流程505

8。1。5氣體臟的主要操作參數及操作技術508

8。1。6氣體臟的重要設備516

8。2液化氣脫硫醇516

8。2。1臟醇反應原理516

8。2。2催化劑和助劑517

8。2。3脫醇工藝517

8。2。4煤液化的液化氣臟醇工藝流程521

8。2。5煤液化的液化氣物料平衡523

8。2。6液化氣脫硫醇的重要操作控制因素523

8。2。7液化氣脫硫醇的主要設備525

參考文獻526

第9章煤制氫與氫氣繫統優化528

9。1煤氣化制氫528

9。1。1煤氣化制氫工藝過程528

9。1。2神華煤炭液化示範工程煤制氫工藝流程544

9。1。3煤制氫原料、產品及物料平衡561

9。1。4煤制氫裝置的重要操作及控制技術564

9。1。5煤制氫裝置的主要設備571

9。2氫氣回收587

9。2。1回收中壓氣中的氫氣587

9。2。2回收干氣中的氫氣588

9。3煤炭直接液化示範項目用氫分析605

9。3。1氫氣的生產607

9。3。2產品含氫及氫氣消耗607

9。3。3煤液化示範工程氫氣平衡及分析611

參考文獻612

第10章煤液化產品的使用及應用前景614

10。1液化氣的應用614

10。1。1丙烷脫氫工藝簡介616

10。1。2煤液化液化氣丙烷組分脫氫制丙烯分析624

10。2石腦油的應用625

10。2。1煤液化石腦油催化重整生產車用汽油626

10。2。2煤液化石腦油生產汽油和芳烴的方案研究631

10。3柴油的應用631

10。3。1柴油餾分的十六烷值與族組成的關繫632

10。3。2柴油調和及添加劑調配研究635

10。3。3煤直接液化加氫改質柴油的發動機性能及排放試驗655

10。4大比重噴氣燃料的試生產及評價681

10。4。1煤基噴氣燃料餾程分布681

10。4。2煤直接液化燃料試樣的金屬含量683

10。4。3煤基噴氣燃料組成特性684

10。4。4煤基噴氣燃料添加劑相容性685

10。4。5燃料組成與理化性能之間的相關性685

10。4。6煤直接液化噴氣燃料的部分使用性能687

10。4。7煤直接液化噴氣燃料的試生產688

10。5液化殘渣的應用689

10。5。1煤液化殘渣的組成、結構與性質690

10。5。2煤液化殘渣的直接利用698

10。5。3煤液化殘渣的溶劑萃取及萃取物應用710

參考文獻723

第11章煤炭直接液化環境保護724

11。1工藝裝置的環境保護724

11。1。1備煤裝置724

11。1。2催化劑制備裝置728

11。1。3煤液化裝置730

11。1。4加氫穩定裝置731

11。1。5加氫改質裝置732

11。1。6煤制氫裝置734

11。1。7空分裝置735

11。1。8輕烴回收裝置735

11。1。9含硫污水汽提裝置736

11。1。10硫黃回收裝置736

11。1。11氣體脫硫裝置737

11。1。12酚回收裝置738

11。1。13油灰渣成型裝置738

11。2燃煤鍋爐及自備電站的環境保護739

11。2。1工藝流程簡述739

11。2。2主要污染物及處理措施739

11。2。3環保監測結果741

11。2。4自備電站脫硫脫硝技術改造751

11。3酸性氣處理與硫平衡758

11。3。1酸性氣處理758

11。3。2煤炭直接液化項目硫平衡764

11。4污水處理767

11。4。1含硫污水的工藝處理767

11。4。2污水處理場處理779

11。4。3工業廢水“零排放”實踐794

11。5C02的排放、捕集與地質封存795

11。5。1煤炭直接液化示範工程C02排放分析795

11。5。2C02的捕集與地質封存799

參考文獻805

在線試讀

第1章緒論
隨著我國國民經濟的持續高速發展，我國的能源消費逐年增加，2011年我國的一次能源消費已經達到34。8億t標準煤。我國的能源資源稟賦的特點是富煤、缺油、少氣，2011年我國一次能源消費中煤炭約占68。8%、石油和天然氣約占23。2%。近10年來我國的石油消費以年均7。4%的速度增長，而石油產量年均增長速度為2。2%，2013年我國石油對外依存度已經接近60%，而且還有逐年遞增的趨勢。近年來，國際原油價格一直維持在80~1/桶的高價位，也使我國為原油進口付出了高昂的經濟代價。
以我國相對豐富的煤炭資源適度發展石油替代能源，生產關繫國民經濟命脈的液體油品，符合我國能源安全和經濟安全的戰略。
在國家相關部委的倡導和支持下，神華集團從1997年就開始了煤炭直接液化生產液體運輸燃料的研究工作，並從2004年開始在內蒙古自治區鄂爾多斯市開工建設世界上首條采用先進工藝技術的百萬噸神華煤炭直接液化工業示範項目，並於2008年建成投產。目前該項目生產運行安全、穩定，經濟效益良好［1］。
1。1我國原油與成品油的需求與生產
石油是我國經濟發展的命脈，為我國提供了幾乎全部的汽油、柴油等運輸燃料，以及生產乙烯、丙烯等石油化工產品的基礎原料，是我國重要的能源資源。石油是世界各國的戰略性資源，從某種意義上說，能源問題也就是石油問題，能源安全實質上就是石油安全。
我國的石油生產取得了很大進展，但遠不能滿足消費的需求，我國已經成為僅次於美國的全球第二大石油消費國。隨著經濟的快速發展，自1993年以來，石油的進口量逐年提高，歷年的石油消費量、生產量和進口量見表1-1［2］，2009年以後我國的石油對外依存度就超過了50%；2011年，我國原油加工量為4。48億t，原油生產量為2。04億t，原油淨進口2。54億t，進口原油支付費用1951。，進口原油均價為1/桶［3］；預計2020年石油對外依存度將遠在60%以上。
我國2011年的石油儲采比僅為9。9，遠低於全球平均儲采比的46。2［2］；另外我國的石油戰略儲備遠遠低於國際能源機構（IEA）對其成員國要求的不低於90天的要求。
我國石油進口的地區集中度高，2011年我國從中東和非洲進口的石油分別占進口總量的51。5%和23。7%［3］，使得我國能源安全始終存在一定的隱患。
研究機構預測我國2020年石油的對外依存度見表1-2［4］。
表1-11993~2011年中國石油的供需情況（單位：億t）
表1-2國內外機構對中國2020年石油對外依存度預測（單位：%）第1章緒論

隨著我國國民經濟的持續高速發展，我國的能源消費逐年增加，2011年我國的一次能源消費已經達到34。8億t標準煤。我國的能源資源稟賦的特點是富煤、缺油、少氣，2011年我國一次能源消費中煤炭約占68。8%、石油和天然氣約占23。2%。近10年來我國的石油消費以年均7。4%的速度增長，而石油產量年均增長速度為2。2%，2013年我國石油對外依存度已經接近60%，而且還有逐年遞增的趨勢。近年來，國際原油價格一直維持在80~1/桶的高價位，也使我國為原油進口付出了高昂的經濟代價。

以我國相對豐富的煤炭資源適度發展石油替代能源，生產關繫國民經濟命脈的液體油品，符合我國能源安全和經濟安全的戰略。

在國家相關部委的倡導和支持下，神華集團從1997年就開始了煤炭直接液化生產液體運輸燃料的研究工作，並從2004年開始在內蒙古自治區鄂爾多斯市開工建設世界上首條采用先進工藝技術的百萬噸神華煤炭直接液化工業示範項目，並於2008年建成投產。目前該項目生產運行安全、穩定，經濟效益良好［1］。

1。1我國原油與成品油的需求與生產

石油是我國經濟發展的命脈，為我國提供了幾乎全部的汽油、柴油等運輸燃料，以及生產乙烯、丙烯等石油化工產品的基礎原料，是我國重要的能源資源。石油是世界各國的戰略性資源，從某種意義上說，能源問題也就是石油問題，能源安全實質上就是石油安全。

我國的石油生產取得了很大進展，但遠不能滿足消費的需求，我國已經成為僅次於美國的全球第二大石油消費國。隨著經濟的快速發展，自1993年以來，石油的進口量逐年提高，歷年的石油消費量、生產量和進口量見表1-1［2］，2009年以後我國的石油對外依存度就超過了50%；2011年，我國原油加工量為4。48億t，原油生產量為2。04億t，原油淨進口2。54億t，進口原油支付費用1951。，進口原油均價為1/桶［3］；預計2020年石油對外依存度將遠在60%以上。

我國2011年的石油儲采比僅為9。9，遠低於全球平均儲采比的46。2［2］；另外我國的石油戰略儲備遠遠低於國際能源機構（IEA）對其成員國要求的不低於90天的要求。

我國石油進口的地區集中度高，2011年我國從中東和非洲進口的石油分別占進口總量的51。5%和23。7%［3］，使得我國能源安全始終存在一定的隱患。

研究機構預測我國2020年石油的對外依存度見表1-2［4］。

表1-11993~2011年中國石油的供需情況（單位：億t）

表1-2國內外機構對中國2020年石油對外依存度預測（單位：%）

預測機構中國能源研究所國際能源機構美國能源信息署(EIA)預測值55~627665。5根據我國目前的石油資源狀況、勘探開發條件和水平，保障國內原油供應的措施有：一是東部主力油田采取三次采油、CO2驅油（EOR）等新技術盡可能地穩產；二是加大西部地區的勘察開發力度；三是加強海上（特別是南海地區）的勘探開發力度，力爭使我國的原油產量能夠維持在2億t左右。

我國對石油的高需求、高對外依存度、進口高度依賴某些國家和地區、低儲備、低產量的特點，使我國的石油安全面臨重大威脅。

1。2我國成品油的生產與消費

隨著我國運輸行業的快速發展，成品油（主要指汽油、煤油和柴油）消費量急速增加。成品油消費量從1990年的5032萬t，增加到2000年的11085萬t，又增加到2010年的24654萬t；2010年的成品油消費量占當年原油消費量的54。2%；在2010年，汽油消費中汽車占84。3%，柴油消費中汽車和農用車占71。8%，在煤油消費中民航占78。8%［5］。2011年我國的成品油表觀消費量達到2。62億t，同比增加6。4%，其中汽油消費7719萬t，柴油消費16620萬t，煤油消費1824萬t，消費柴汽比為2。15［6］。

據預測，我國的汽車保有量將從2010年的8500萬輛增加到2015年的1。11億~1。30億輛和2020年的約2億輛［5］，因此成品油消費還將繼續高速增長，在未來我國的原油供應將會越來越緊張，石油對外依存度會逐年提高。

1。3煤炭直接液化的可行性簡要分析

2002年1月，神華集團完成並上報了《神華煤直接液化項目可行性研究報告》；2002年5月，中國國際工程咨詢公司組織專家對項目的可行性研究報告進行了評估，國家發展計劃委員會（簡稱國家計委；後改組為國家發展和改革委員會，簡稱國家發改委）於2002年9月9日下發了《印發國家計委關於審批神華煤直接液化項目一期工程可行性研究報告的請示的通知》（計基礎［2002］1587號），文件批復了神華煤直接液化項目一期工程可行性研究報告，可行性研究報告提出一期工程分步實施，先建設一條生產線（先期工程），待取得經驗後再建設其他兩條生產線。2002~2004年，神華集團對條煤炭直接液化生產線的工藝技術進行了大量研究和優化工作；2004年8月20日，國家發改委以《國家發展和改革委關於神華煤直接液化項目一期工程工藝優化方案有關問題的批復》（發改能源［2004］1743號）文件批準本項目開工建設。

1。3。1可行性研究報告結論簡介

國家計委在計基礎［2001］345號文件《印發國家計委關於審批神華煤直接液化項目建議書的請示的通知》中指出：“九十年代以來，我國石油消費不斷增長，大大超過同期原油生產的增長速度，致使石油供需缺口逐年擴大，不得不依靠進口補充國內資源的不足。自1993年起我國成為石油淨進口國，1999年石油進口量達到4000萬t，2000年進口量將達到8000萬t，預計2005年實際進口量將接近1億t。如此大規模的石油進口，增加了我國對國外資源的依賴程度，國際市場的波動和變化將直接影響到國內經濟乃至政治的安全和穩定。我國有豐富的煤炭資源，是世界上的產煤國和消費國。到1998年末，我國煤炭保有儲量高達10070億t。充分利用我國豐富的煤炭資源，大力開發以煤帶油、以煤造油技術，多樣化降低石油風險，是當前一項緊迫而帶戰略性的任務，同時也可緩解煤炭銷售市場的不暢，煤炭工人就業壓力加大的矛盾。”神華集團建設煤炭直接液化工程的必要性和意義主要有：①本項目建設在神華集團神東礦區，地處石油資源貧乏的山西、陝西、內蒙古、寧夏和甘肅等省區中間地帶，這幾個省區是我國西部開發的重要地區，本項目的建設對落實黨中央西部大開發戰略、加快西部經濟發展具有重大的現實意義。②建設煤炭直接液化項目必然對緩解石油產品的供需矛盾開闢一條新的途徑。③與石油相比，我國具有豐富的煤炭資源；到1999年年底我國累計探明的煤炭儲量為10018億t。充分利用我國儲量豐富的資源，大力開發替代石油的技化降低我國的能源風險，及早考慮能源的多樣化是普遍的共識。④石油是保障國家經濟命脈和政治安全的重要戰略物資，為了保障本國經濟安全，世界各國均十分重視國家石油安全。我國政府對此更加重視，國家采取了一繫列加大國內石油勘探開發力度、國際合作開發利用周邊國家的石油資源等措施。從能源戰略和國家石油安全的角度出發，我國政府十分重視我國煤炭資源的利用以降低我國的石油風險，以煤炭液化代替石油的技術是一個重要方面。

20世紀80年代初，我國在煤炭科學研究總院開展了煤炭直接液化的研究工作，通過科技攻關和國際合作，已經建成了0。02t/d、0。1t/d、0。12t/d的煤炭直接液化試驗裝置3套，裝置運轉正常並生產出了合格的煤炭直接液化油品，在催化劑篩選和研制方面也取得了很好的進展。在國家部委的組織下通過政府間合作，開始與美國、日本和德國進行合作，分別開展了神華煤、黑龍江依蘭煤、雲南先鋒煤的液化試驗，並相應進行了項目的前期研究工作。通過初步研究，各國的煤液化工藝技術各有特點，神華集團選擇國外中試驗證的煤液化技術作為可行性研究的依據。

可行性報告研究階段，神華集團煤炭直接液化項目油品一期生產能力為250萬t/a，包括煤液化廠內的全部工藝生產裝置、儲運設施、公用工程配套、輔助設施，以及廠外供排水、廠外鐵路等。主要工藝生產裝置包括備煤裝置、催化劑制備裝置、煤液化裝置、加氫穩定裝置、溶劑脫灰裝置、重整-抽提裝置、加氫裂化裝置、煤制氫裝置、空分裝置、氣體制氫裝置、輕烴回收及脫硫裝置、含硫污水汽提裝置、硫黃回收裝置等。

神華集團煤炭直接液化項目廠址位於內蒙古自治區伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮。液化原料煤和氣化原料煤分別采用上灣礦的3#煤和2#煤。主要產品包括汽油、柴油、液化氣、石腦油、苯、甲苯、混合二甲苯、溶劑油等。項目主要技術及經濟指標見表1-3。

表1-3主要技術經濟指標

1。3。2項目總體優化

確保煤炭直接液化裝置長周期運行是保證煤炭直接液化項目成功的關鍵。影響煤炭直接液化裝置長周期運行、煤炭轉化率、液化油品收率的主要因素包括：循環溶劑中瀝青烯和前瀝青烯的逐漸積累而導致的溶劑性質變差，對煤液化殘渣溶劑萃取運行的可靠性，催化劑的活性和選擇性，以及催化劑制備原料的可獲得性、液化反應器的利用率等。

針對上述問題，神華集團組織了技術攻關和大量的試驗研究，開發出來具有自主知識產權的煤炭直接液化技術［7］。神華集團煤炭直接液化工藝的主要特點包括：①液化催化劑采用人工合成的高效催化劑［催化劑為超細水合氧化鐵（FeOOH）］，催化劑的活性高、使用量少，煤炭液化轉化率高，殘渣中由於催化劑帶出的液化油少，增加了蒸餾油收率。②煤炭液化裝置的溶劑全部采用經過預加氫的供氫性溶劑，其結果表現為溶劑性質穩定、成漿性好，可以制備出含固體濃度為45wtwt%為質量分數，為遵從行業習慣，本書仍沿用。%~55wt%的高濃度煤漿，且煤漿的流動性好；溶劑的供氫性能好，可以降低煤液化反應的苛刻度，反應壓力為17~19MPa，反應溫度為440~465℃；另外采用預加氫溶劑還可以防止加熱爐、反應器和高溫分離器內的結焦，延長操作周期。③采用了兩個串聯的強制內循環懸浮床反應器，反應器內徑向、軸向的溫度分布均勻，反應溫度容易控制，通過調整進料預熱溫度就可以控制反應溫度，不需要采用反應器側線急冷氫來控制反應溫度，產品性質穩定；由於強制循環懸浮床反應器的氣體滯留繫數低，反應器液相利用率高；同時由於反應器內液相速度大，可以有效避免反應器內的礦物質沉積；采用強制內循環懸浮床反應器，可以將第二反應器出口的高壓高溫氣液分離器的溫度控制在420℃以下操作，避免了該分離器內的結焦風險。④采用常減壓蒸餾的方法脫除反應產物中的瀝青和固體物，減壓蒸餾的殘渣中的固體含量達50wt%~55wt%，殘渣中的含油量低。⑤溶劑加氫采用內循環懸浮床反應器，催化劑可以在線更新，催化劑活性保持穩定，溶劑的性質穩定；同時可以有效適應煤液化粗油含有固體的特性，裝置運行周期長。⑥單繫列處理能力大，神華煤直接液化工藝單繫列可以處理干煤6000t/d。

與原擬采用的國外技術相比較，采用神華煤炭直接液化工藝對煤炭液化示範工程進行優化具有如下優點：①煤液化單繫列處理干煤的能力從185。183t/h提高到250t/h，提高了35%；②人工合成的催化劑活性組分直徑在100nm左右，催化劑比表面積大，活性高，同時也避免了原來擬采用的水基凝膠催化劑與煤、熱油直接接觸脫水引起的不安全問題；③液化產品固液分離方法由擬采用的臨界溶劑脫灰工藝優化為減壓塔底脫除固體的方法，在保證了液化油收率的同時也簡化了工藝流程；④從擬采用的部分加氫溶劑改為全部經預加氫的溶劑，提高了裝置的可靠性和煤炭轉化率；⑤采用神華集團開發的煤直接液化工藝和催化劑後，氫耗從擬采用工藝時的8。8wt%（干煤基）下降到7。7wt%，液體產品收率從56。3wt%（干煤基）提高到58。0wt%。

煤炭直接液化工藝優化後，神華煤炭直接液化示範工程的主要技術經濟數據見表1-4。與表1-3對比，工藝優化後的加工能力、液化油品產量及經濟性都有了較大幅度的提高。

表1-4工藝優化後的主要技術經濟指標

1。4煤炭直接液化工程工藝過程綜述

神華煤炭直接液化示範工程建設在神華集團下屬的煤炭生產基地的坑口煤炭轉化工廠，煤炭從生產工作面通過皮帶輸送到洗煤廠進行洗選，洗精煤通過皮帶輸送到煤液化裝置作為煤炭直接液化的原料生產液體運輸燃料，

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