簡述煤的間接液化技術

杜佳龍

摘 要：煤炭能源是支撐化工領域不斷發展發展的重要因素，而煤炭則是在該領域被不斷運用的重要原料，對于煤炭的利用就是目前化工人員最重視的問題之一。文章介紹了煤炭間接液化這一清潔高效轉化技術，闡述了間接液化技術的發展狀況、發展意義及發展情景，重點介紹與總結了目前較為成熟的間接液化技術及其衍生工藝。

關鍵詞：煤炭液化技術;間接液化;能源工業;發展應用;前景分析

1 煤炭間接液化的基本原理

煤炭的間接液化的技術是在1923年由德國提出，其核心內 容是F-T合成。但是隨著煤炭間接液化技術的不斷發展，目前 間接液化的主要技術有南非SASOL公司的F-T合成技術，荷蘭 Shell公司的SMDS技術，美國Mobil公司的MTG合成技術等等。煤炭間接液化技術是先將煤與氧氣、水蒸氣反應，全部氣化成粗合成氣，制得的粗合成氣經過脫硫、脫碳等技術轉化為潔凈的合成氣，然后以潔凈的合成氣為原料，在一定溫度和壓 力下將其化合成為烴類，烴類再進一步加工成汽油、柴油等燃料油及化工原料和產品的工藝。

費托合成（簡稱F-T合成）是煤間接液化技術的核心。另外，在實際應用過程中，使用廉價高性能的F-T合成工業催化劑和高效可靠的F-T合成工業反應器是煤炭間接液化應用的關鍵。

在煤炭間接液化過程中，應用F-T反應可以有效地降低煤 炭間接液化的成本投資，在未來應當對這一反應更加深入的研究，不斷促進煤炭間接液化過程的發展。間接液化過程和直接 液化過程所得到的化工產品是不同的，因此可以對間接液化過 程中所得到的化工產品進行更加深入的研究，能夠為提高煤液化產品的競爭力提供支持。

2 煤炭間接液化的影響因素

煤炭間接液化受催化劑、反應器、操作條件及原料煤的影響。（1）不同的催化劑對F-T合成有不同的影響。經過實踐證明，鐵系催化劑可以催化合成烴類及水煤氣的變換反應，且對H2/CO的要求相對較低，而鈷催化劑幾乎不發生變換反應;在合成產物方面，由于鈷催化劑活性較強，CH4和長鏈烴產率相對較高。

（2）反應器不同液化結果也有影響。氣流床的輕質組分產率較高;固定床的低碳烴率低，重質組分產率高;漿態床重質組分產率相對更高。

（3）反應溫度主要影響反應速率、產物的分布及反應選擇性。在183～219℃，甲烷產率隨溫度升高而增加;大于200℃，C2～C4產率大致穩定;200℃前餾出的液態產率在211℃時達最高，200～300℃餾分產率隨溫度升高而下降，203℃前下降較少，之后則下降較多;大于300℃餾分產率隨溫度升高直線下降，平均相對分子質量隨溫度升高而下降。

（4）提高反應壓力有利于高級烴的生成。

（5） H2/CO比大時有利于CH4的生成，因此為了獲得合適的反應結果，不宜選用H2/CO比大于2的原料氣。

3 煤間接液化技術的典型工藝

3.1 SASOL-I生產工藝

該工藝采用固定床和氣流床兩類反應器。在操作周期末期允許最高溫度為 245℃。產物從反應器底部流出， 經分離器分出蠟類， 氣體產物流經一個換熱器與原料氣進行換熱， 在其底部分出熱凝液， 然后氣體再經過兩個冷卻器并在分離器中分出輕油和水。用堿中和酸性物， 固定床采用鐵催化劑。 固定床反應器的缺點是致命的， 反應器制造昂貴、催化劑床層壓降大、反應器放大困難、需要定期更換鐵基催化劑等等。

3.2 中國科學院山西煤化所的合成汽油新工藝

該工藝的合成過程主要分為兩段進行。首先煤基合成氣通過F-T合成器的第一段合成器進行烴類的合成反應，生成寬餾分的烴類、水以及少量含氧化合物;其次以上的合成產物立即進入裝有沸石分子篩的二段反應器進行烴類改質和含氧化合物脫水反應，使得產物烴類分變寬、選擇性提高及汽油餾分比例由原來的30%提高到70%。

4 發展前景

我國雖然地大物博，但是能源資源還是十分貧乏的，并且煤炭資源的儲備量要遠高于石油資源的儲備量。人均能源的占有量只能達到世界水平的51%，在這樣的能源結構下，不難 發現，石油短缺的問題嚴重的影響到了我國的經濟發展。盡管從國外大規模的進口石油，但是也不能改變我國能源結構，因此我們應當不斷地對我國能源結構進行優化和調整。正視我 國目前資源發展的現狀，充分的認識到煤炭資源才是支撐我國能源結構的主要資源。并且不斷對煤炭行業進行發展。使其能夠更好地促進我國經濟的穩定發展。

5 結語

當前能源節約和環境保護的可持續發展要求煤炭清潔高效轉化技術不斷進步，各行各業關于該要求都在不斷進行技、術上的研究和學習，煤熱解技術、煤氣化技術、煤炭直接液、化技術以及煤炭間接液化技術都是當前應當大力應用于煤炭清潔高效轉化工作的技術，需要相關人員促進煤炭清潔高效轉化工作的進步。煤炭的產業化發展必然會帶動其相關技術的創新和進步，不斷的促進我國經濟的發展。

參考文獻

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