【文档说明】《煤化工工艺学》__煤的直接液化.pptx，共(70)页，684.714 KB，由精品优选上传

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2023/7/27-1-第7章煤直接液化2023/7/27-2-§7.1煤直接液化的意义和发展概况2023/7/27-3-煤直接液化:是把煤在较温度和压力下与氢气反应（加氢），使煤降解和加氢，从而转化成液体油品的工艺，故又称加氢液化。❑直接液化热效率比间接液化高，对原料煤

的要求高，较适合于生产汽油和芳烃；❑间接液化允许采用高灰分的劣质煤，较适合于生产柴油、含氧的有机化工原料和烯烃等。一、煤直接液化的意义2023/7/27-4-1913年德国Berguis首先研究了煤高温高压加氢

技术，并从中获得了液体燃料。1927年，I.G.Farben公司在德国Leuna建成了第一座10104t/a褐煤液化厂。1935年，英国I.C.I.公司在Bilingham建成烟煤加氢液化厂。1973年，世界发生石油危机，各国又

重新开始重视煤液化制液体燃料的技术研究工作，开发了许多煤直接液化制油新工艺。主要有美国开发的溶剂精炼煤工艺（SRC）、供氢溶剂工艺（EDS）等。二、煤直接液化技术发展概况2023/7/27-5-•煤直接液化是在溶剂油存在下通过高压加氢使煤液化的方法；根据溶剂油和催化剂的不同、热解方式和加

氢方式的不同以及工艺条件的不同，可以分为以下几种工艺：•（1）溶解热解液化法（不用氢气）利用重质溶剂对煤热解抽提可制得低灰分的抽提物（日本称膨润炭）——产率虽高但产品仍为固体；利用轻质溶剂在超临界条件下抽提可得到以

重质油为主的油类——抽提率不太高。•（2）浴剂加氢抽提液化法使用氢气，但压力不太高，溶剂油有明显的作用，如：溶剂精炼煤工艺（SRC）和供氢溶剂工艺（EDS）等。三、煤直接液化工艺分类2023/7/27-6-（3）高压催化加氢法如：德国的新老液化

工艺和美国的氢煤法。（4）煤和渣油联合加工法以渣油为溶剂油与煤一起一次通过反应器，不用循环油。渣油同时发生加氢裂解转化为轻质油。美国、加拿大、德国和苏联等各有不同的工艺。（5）干馏液化法煤先热解得

到焦油，然后对焦油进行加氢裂解和提质。（6）地下液化法将溶剂注入地下煤层，使煤解聚和溶解，加上流体的冲击力使煤崩散，未完全溶解的煤则悬浮于溶剂中，用泵将溶液抽出并分离加工。虽可实现煤就地液化，不必建井采煤，但还存在许多技术和经济问题，近期内不可能工业化。2023/7/27-7-§7.2

煤加氢液化原理2023/7/27-8-煤和石油同是可燃矿物；有机质都由碳．氢、氧、氮和硫元素构成，但它们在结构、组成和性质上又有很大差别：化学组成上，石油的H/C原子比高于煤，而煤中的氧含量显著高于石油。煤的主体是高分子聚合物，故不挥发、不熔化、不溶解（可溶胀）并有粘弹性，而石油的主体是

低分子化合物。煤中有较多的矿物质。总之，要将煤转化为油需要加氢、裂解和脱灰。一、煤和石油的比较2023/7/27-9-高温下，煤的大分子裂解成分子量较小的自由基碎片；——煤的热解自由基碎片在供氢溶剂及催化剂的作用

下在氢气气氛中加氢稳定，变成小分子的油、气、沥青烯和前沥青烯等；（否则会发生缩聚生成高分子不溶物）——对自由基“碎片”供氢、结焦反应在加氢过程中，同时还脱除N、S、O等杂原子，生产分子量低的油品和化学品

。——脱杂原子的反应二、煤直接液化的基本原理2023/7/27-10-1.煤的热解◼煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，就会发生一系列复杂反应，析出煤气、热解水和焦油等产物，剩下煤焦。◼煤的热解温度范围较大，热解速度随温度的升高而加快。◼对褐煤和

烟煤讲，煤裂解速度最快或胶质体生成量最大的温度范围约在400～450℃，这与煤加氢液化的适宜温度区间基本一致，这也说明热解是煤加氢的前提。2023/7/27-11-2.对自由基“碎片”供氢煤热解自由基“碎片”的加氢以及再缩聚反应可用如下方程示意表示：R-CH2-CH2-R'→RCH2·+R'

CH2·RCH2·+R'CH2·+2H→RCH3+R'CH3或RCH2·+R'CH2·→RCH2-CH2R'2RCH2·→RCH2-CH2R2R'CH2·→R'CH2-CH2R'2023/7/27-12-（1）反应中氢的来源：

①溶解于溶剂中的氢在催化剂作用下变为活性氢；②溶剂油提供的或传递的氢；③煤本身可供应的氢。（2）当溶剂无供氢能力时，则液化消耗的氢来自煤及气相氢。（3）溶剂供氢能力对液化有重要影响，随溶剂中供氢能力的增加，由

煤与氢气供氢量下降。（4）系统中供给CO+H2O或CO+H2时，液化效果比单纯供氢效果好。（这因为（CO+H2O）的变换反应放出的氢更容易和自由基碎片结合。）2.对自由基“碎片”供氢2023/7/27-13-（3）对供氢可采取的有利措施：①使用有供氢性能的溶剂；②提高系统氢气压力

；③提高催化剂的活性；④保持一定的H2S浓度等。当液化反应温度提高，裂解反应加剧时，需注意有相应的供氢速度配合，否则会有结焦的危险。2023/7/27-14-（1）脱氧反应：①氧的存在形式；②各基团脱除的难易程度；③随氧脱除率的增加，油品产率增加

，同时煤中总是有40%的氧稳定存在。（图7-1）（2）脱硫反应：含硫化合物转化为H2S。（3）脱氮反应：比脱硫困难，含氮化合物转化为NH3。3.脱杂原子的反应2023/7/27-15-4.结焦反应◼热解生成的自由基碎片，加果没有机会与

氢反应，它们就会彼此结合，这样就达不到降低分子量的目的。多环芳烃在高温下有自发缩聚成焦的倾向。◼在煤加氢液化中结焦反应是不希望发生的。一旦发生，轻则使催化剂表面积炭，重则使反应器和管道结焦堵塞。采取以下措施可防止结焦：①提高系统的氢分压；②提高供氢溶剂的浓度；③反应温度不要太高；④降低循环油

中沥青烯含量，⑤缩短反应时间。2023/7/27-16-三、煤加氢液化的反应产物2023/7/27-17-•煤加氢液化后所得的并非是单一的产物，而是组成十分复杂的，包括气、液、固三相混合物。按照在不同溶剂中的溶解度不同，对液

固部分进行分离。•可见残渣是不溶于吡啶或四氢呋喃部分，它是由未转化的煤、矿物质和外加催化剂组成。•前沥青烯是指不溶于苯但可溶于吡啶和四氢呋喃的重质煤液化产物，其平均分子量约1000，杂原子含量较高。•沥青烯是指可溶于苯，但不溶于正己烷或环己烷的部分，类似石油沥青质的重质煤液化产物，

其平均分子量约为500。•油是轻质的可溶于正己烷或环己烷的产物，其分子量大约在300以下。•煤液化气体包括两部分：①杂原子的H2O，H2S，NH3，CO2和CO等；②气态C1-C4。其产率与煤种和工艺条件有关。2023/7/27-

18-煤加氢液化的产物非常复杂，既有多种气体和沸点不同的油类，又有结构十分复杂的重质产物。现已证明，煤加氢液化包括一系列的顺序反应和平行反应，即有一定的顺序：反应产物的分子量由高到低，结构从复杂到简单，出现的时间先后大致有－次序；但另一方面，

反应又是平行进行的，在反应初期，煤刚刚开始转化时，就有少量气体油产生。2023/7/27-19-（1）煤不是组成均一的反应物煤的组成是不均一的，既存在少量易液化的成分，也包含一些极难液化的惰性成分。所以，把煤看作组成均一的反应物是有条件的，一般不符合客观

实际。（2）反应以顺序进行为主虽然反应初期己有气体和轻油生成，但为数不多，在比较温和的条件下数量更少，总的讲，反应以顺序进行为主。（3）前沥青烯和沥青烯是中间产物它们都不是组成脯定的单一化合物，在不同

反应阶段生成的前沥青烯和沥青烯肯定不同。它们转化为油的反应速度较慢，需要活性较高的催化剂。（4）逆反应（即结焦反应）也有可能发生四、煤加氢液化的反应历程2023/7/27-20-将煤加氢液化的反应历程表示如下：C1：是煤有机质的主体；C2：为存在于煤中的

低分子化合物；C3：为惰性成分。上述反应历程并不包括所有反应。2023/7/27-21-§7.3德国煤直接液化工艺的发展2023/7/27-22-由德国染料工业公司开发而成，又称IG工艺。过程分两段；第一段为糊相加氢；将煤转化为粗汽油和中油；第

二段为气相加氢，将上述产物加工成商品油。一、德国煤直接液化老工艺——IG老工艺2023/7/27-23-煤糊相加氢工艺流程将煤、催化剂和循环油在球磨机内湿磨制成煤浆（煤糊）。然后用高压泵输送并与氧气混合送入热交换器，与从热分离器顶部出来的油气进行热交换，接着进入预热器和

4个串联的反应器。反应后的物料先进入热分离器，分出气体和油蒸气，剩下重质糊状物料。前者经过热交换器后再到冷分离器，分为气体和油。气体的主要成分是H2，经洗涤后作为循环气再回到反应系统。从冷分离器底部得到的油经蒸馏得到粗汽油、中油和重油。重质糊

状物料经离心过滤分为重质油和固体残渣，离心分离重质油和蒸馏重油合并后作为循环油返回系统，用于调制煤糊。固体残渣干馏可得到焦油和半焦。蒸馏得到的粗汽油和重油再进入气相加氢系统。2023/7/27-24-

未反应的H22023/7/27-25-气相加氢工艺流程粗汽油和中油与氢气混合后，经热交换器和预热器，进入3个串联的固定床催化加氢反应器、产物通过热交换器后进一步冷却分离，分出气体和油，前者基本作为循环气，后者经蒸馏得到汽油作为

主要产品，塔底残油返回作为加氢原料油。2023/7/27-26-H22023/7/27-27-二、德国煤直接液化新工艺——IG新工艺2023/7/27-28-①固液分离不用离心过滤，而用闪蒸塔，生产能力大、效率高。②循环油不但不含固体，还基本上排除了沥青烯。按循环油的沸点范围，

约由55％中油和45％重油构成。煤浆粘度大大降低。反应压力由70MPa降到30MPa；③闪蒸塔底流出的淤浆有流动性，可以用泵输送进德士古气化炉，气化制氢或供锅炉燃烧；④加氢（煤糊相加氢和油的加氢精制）一体化，油收率增加，质量提高。与IG老工艺相比，新工艺主要有以下改进2023/7

/27-29-§7.4美国煤加氢液化的中试2023/7/27-30-一、溶剂精炼煤法（SRC）属加氢抽提液化工艺，按产品不同，有：SRC-I：加氢程度较低SRC-Ⅱ：加氢程度较高2023/7/27-31-1.溶剂精炼煤-Ⅰ（SRC-Ⅰ）煤浆用往复式高压泵输送，与新鲜H2和循环H2混合后

送入用直接火加热的预热器2，加热至规定温度后进入“溶解器”——反应器3。反应器操作条件：出口温度约450℃，压力10～13MPa，停留时间40min。从反应器3流出的料浆经热交换器进入分离器4。由其顶部排出的H2、H2S、CO2和气态烃

，先经油吸收除去酸性气体和气态烃，然后H2循环回到反应系统，吸收油解吸时放出的气体进入酸性气体洗涤塔5除去H2S和CO2，剩下的为气态烃，可作燃料或其他用途。从分离器4底部排出的是由溶剂油、煤溶解物和未溶固体所组成的淤浆、开始采用预涂硅藻土的真空回转过滤机6分离（后改用其他方法），滤液加热

后进入真空蒸馏塔8脱除溶剂油，塔底排出物即为溶剂精炼煤。2023/7/27-32-制氢H2,H2S,CO2,气态烃溶剂油、煤溶解物和未溶固体溶剂油未溶固体煤溶解物循环H22023/7/27-33-SRC-Ⅱ是在Ⅰ法基础上发展起来的，基本流程和工艺条件与

Ⅰ法相近，不同点如下：①气液分离器底部流出的淤浆一部分循环用于制煤糊，另一部分进减压蒸馏塔。淤浆部分循环的好处：延长了煤及中间产物在反应器内的停留时间（40min→60min左右），反应深度增加；使反应器内的硫铁矿浓度提高。②用减压蒸馏分离重油和固体残渣，处理量大也比较方便，

③产品以油为主，氢耗量比I法高一倍。2.溶剂精炼煤-Ⅱ（SRC-Ⅱ）2023/7/27-34-氢煤法：美国烃类研究公司研究开发的煤加氢液化工艺。基础：对重油进行催化加氢的氢油法（H-Oil）。二、氢煤法（H-Coal）2023/7/27-35-原料煤干燥并破碎到40目以下，与制浆油

混合制成煤浆，再混入氢气，经过预热器2预热后进入流化床催化反应器3。反应器底部设有高温油循环泵，使循环油向上流动以保证催化剂处于流化状态。由于催化剂的密度比煤高，故可使催化剂保留在反应器内，而未反应的煤粉则随液体从反应器上部排出。为保证催化剂维持一定的活性，在反应

中连续抽出约2％的催化剂进行再生。同时补充足够的新催化剂。反应产物的分离和IG新工艺相近，即经过热分离器到闪蒸塔4，塔顶产物经常压蒸馏塔7分为轻油、中油和重油；塔底产物经旋流器10，含固体少的淤浆返回系统制煤浆，而含固体多的

淤浆经液固分离器9再进入减压蒸馏塔8进行减压蒸馏。塔底残渣用于气化制氢，塔顶出重油。2023/7/27-36-2023/7/27-37-由埃克森研究工程公司开发而成的煤直接液化工艺借助于供氢溶剂的作用，在一定的温度和压力下使煤加氢液化。特点：把一部分循环溶剂

，在一个独立的固定床反应器中，用高活性催化剂预先加氢为供氢溶剂。三、供氢溶剂法（ExxonDonorSolvent，EDS）2023/7/27-38-煤粉与循环溶剂混合加热脱水，然后用高压泵升压到17.5MPa，加热到425℃以上，预热后的物料与氢气一起自下而上流过中空的圆筒形反应器3，靠氢气

和溶剂提供的氢使煤转化为油。循环溶剂油在返回制浆系统前经过固定床催化加氢反应器7以提高它的供氢能力。在煤液化时，由于原料煤本身含有较多的硫铁矿，故一般不另加催化剂。对溶剂油预加氢是此法的特色。2023/7/27-39-2023/7/27-40-•优点：操作可靠性好；对煤种的适应性强，

从褐煤到烟煤都能用，灰分高达33％的煤也可作原料。•缺点：煤的转化率、油产率、特别是轻油产率比德国工艺和氢煤法低，单靠供氢溶剂来实现煤的深度转化有一定困难。2023/7/27-41-80年代初，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDOL）开发出NEDOL烟煤液化新

工艺。1．NEDOL煤液化工艺流程该工艺的特点是将制备煤浆用的循环溶剂进行预加氢处理，以提高溶剂的供氢能力，同时可使煤液化反应在较缓和的条件下进行，所产液化油的质量高于美国EDS工艺，操作压力低于德国煤液化新工艺。但NEDOL煤液化工艺流程较为复杂。生产的主要产品有轻油

(沸点＜220℃)、中质油(沸程220350℃)、重质油(沸程350538℃)。四、日本NEDOL煤液化工艺2023/7/27-42-1－原料媒贮槽；2－粉碎机；3－催化剂贮槽；4－煤浆混合器；5－煤浆贮槽；6－煤浆预热器；7－液化反应器

；8－高温分离器；9－低温分离器；10－常压蒸馏塔；11－常压塔底重油预热器；12－真空闪蒸塔；13－循环油预热器；14－固定床加氢反应器；15－分离器；16－汽提塔；17、18－循环氢气压缩机2023/7/27-43-•2．NEDOL工艺的特点•1）液化反应压力温度条件比较温和,煤液

体产品收率较高，特别是轻质和中质油的比例较高；•2）煤液化反应器等主要操作装置的稳定性高，性能可靠；•3）适用次烟煤到烟煤间的多个煤种的液化反应；•4）使用价格低廉的铁基催化剂,液化成本较低；•5）用真空闪蒸

分离液化产物，工艺过程较简，易于放大生产规模；•6）循环溶剂单独加氢处理，可提高循环溶剂的供氢能力。2023/7/27-44-1.超临界溶剂抽提（SupercriticalSolventExtractionProcess，SCE）对煤进行溶剂抽提时，溶剂密度越高对煤的溶解度越大，但因粘度高，液

固分离困难，当溶剂处于气态时，粘度小密度也小，对溶解不利，当处于超临界状态下，溶剂兼有液体的高密度和气体的低粘度的特点。抽提温度一般在410℃左右，不超过440℃，压力一般10MPa，不超过20MPa。用于超临界抽提的溶剂应对煤有较好的溶解能力，故可从苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等溶剂中选

取，其中三甲苯的临界温度（364℃）与使用温度差最小，密度最高，但考虑到廉价易得，一般还是用甲苯。五、煤直接液化新技术2023/7/27-45-抽提过程是在一个萃取塔内逆流萃取的，煤的停留时间不少于30min，而气体停留时间尽可能短，应小于2min，使

萃取物迅速离开高温区。超临界甲苯流体形成的溶液经闪蒸分离，塔底得到煤的萃取物（分子量约300左右）。回收甲苯循环使用。煤萃取残渣为多孔炭，可用于气化或燃烧。腐泥煤与褐煤是比较合适的原料煤，油产率为30

％～50％。2023/7/27-46-2.煤二段液化法（IntegratedTwo-stageLiquifactionProcess，ITSL）在煤液化反应历程的讨论中已知，液化过程实质分成两个阶段：①热解抽提，煤转化为中间产物前沥青烯和沥青烯；②中间产物转化成可蒸馏的油。这两个阶段的反应

性质明显不同，前者速度快，耗氢少，催化剂的影响小，而后者则相反。在以前介绍的一段法工艺中都让这二个阶段放在同一反应器中进行，工艺虽简单，但不能兼顾两个阶段的优化条件。于是提出了两段液化的设想，即先进行热解抽提，然后脱

灰，再对初级液化产物加氢得到蒸馏油。2023/7/27-47-第一段热解抽提条件与SRC-Ⅰ基本相同。脱灰可采用反溶剂法或临界溶剂抽提法。第二段催化加氢可用H-Coal法中的流化床反应器或固定床反应器。2023/7/27-48-两段法有好几种类型，例如：

美国Lummus公司开发的Lu-ITSL过程，它由短接触时间溶剂热溶解，反溶剂脱灰和精炼三步组成。美国HRI公司开发了催化两段液化工艺（CTSL），德国在IG工艺基础上也进行了两段液化的研究，提出了IGOR工艺2023/7/27-49-美国HRI催化两段

液化工艺(CTSL)工艺催化两段液化(CTSL)工艺是1982年由美国HRI公司开发的煤液化工艺。该工艺的煤液化油收率高达77.9%，成本比一段煤液化工艺降低17%，使煤液化工艺的技术性和经济性都有明显的提高和改善。CTSL工艺的第一段和第二段都装有高活性的加氢和加氢裂解催化

剂，两段反应器既分开又紧密相连，可以单独控制各自的反应条件，使煤液化处于最佳的操作状态。CTSL工艺使用的催化剂主要有Ni-Mo/AI2O3或Co-Mo/AI2O3等工业加氢及加氢裂解催化剂。2023/7/

27-50-2023/7/27-51-德国IGOR煤液化工艺原料煤经该工艺过程液化后，可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料油，从而改变了以往煤加氢液化制备的合成原油还需再单独进行加氢精制工艺处理的传

统煤液化模式。•德国IGOR煤液化工艺流程•原料煤主要采用德国鲁尔地区的高挥发分烟煤。煤液化过程使用的催化剂为炼铝工业的废弃物赤泥。固定床加氢精制工艺过程使用的催化剂为工业加氢催化剂，主要组成为Ni-Mo/Al2O3。2023/7/27-52-德国在IG工艺基础上也

进行了两段液化的研究，提出了IGOR工艺，在高温分离器和低温分离器之间，增加了一个固定床加氢反应器，把一段加氢液化和二段液化油加氢组合在一起，使液化油产率增加了10％左右。2023/7/27-53-德国IGOR工艺的特点•1）煤液化反应和液化油

的提质加工在同一高压系统内，燃料油杂原子含量极低,循环油量、气态烃生成量及废水处理量少。•2）煤液化反应器的空速达到0.5t/m3·h,空速高,，提高生产能力50%~100%。•3）循环溶剂具有较高的供氢

性能，有利于提高煤液化率和液化油产率。•4）两段固定床加氢装置，使制备的成品煤液化油中稠环芳烃、芳香氨和酚类物质的含量极少，成品油质量高。2023/7/27-54-3.煤-渣油共炼法（Coprocessing）所指的渣油是原油的常压渣油和减压渣油。煤和渣

油共炼是以渣油作为煤加氢的制浆油，制成的煤浆在高温高压下裂解和加氢，使煤和渣油同时发生转化的工艺。2023/7/27-55-•原油加工时，减压渣油量占原油的30％~40％，数量相当大，也需寻求新的利用途径。进行煤-渣油共炼的主要有美

国烃类研究公司（HRI）的催化两段法，加拿大的Canmet法以及德国的Pyrosol法。•联合加工的工艺流程与煤直接液化法基本相同，主要区别是没有循环油。•把粉煤和渣油制成煤浆（煤浓度30～40％）一次

通过加氢反应器，反应温度420～450℃，压力15～20MPa。HRI法使用Ni-Mo及Co-Mo催化剂，Canmet和Pyrosol都使用铁催化剂。2023/7/27-56-煤-油共炼的特点•①装置处理能力提高

。因为煤和渣油都是加工对象，总加工能力可提高一倍以上，油产量可增加2～3倍；•②煤和渣油的协同效应、在反应过程中渣油起供氢溶剂作用，煤及煤中矿物质具有促进渣油的转化、防止渣油结焦和吸附渣油中镍钒重金属等作用。由于这种协同作用，共炼比煤或渣油单独加工时油收率高，可以处理劣质油，工艺

过程比煤液化工艺简单；•③与液化油相比，共炼的馏分油比重较低，H/C比高，易于精炼提质；•④氢的利用率高，因为煤液化工艺中，不少氢消耗于循环油加氢。而共炼时由于渣油本身的H/C比高（H/C=1.7），所以加工时以热裂解反应为主。2023/7/27-57-§7.5煤直接

液化技术开发中的若干重要问题2023/7/27-58-一、煤加氢液化的影响因素1.氢耗量氢耗量的大小与煤的转化率和产品分布密切相关。氢耗量低时，煤的转化率低，产品主要是沥青，各种油的产率随氢耗量增加而增加，同时气体的产率也有所增加2023/7/27-59-几种

煤直接液化工工艺的氢耗的分布项目H-CoalSRC-ⅠSRC-ⅡEDS燃料油合成油原料煤伊利诺斯6号煤肯塔基9号煤肯塔基9号煤伊利诺斯6号煤氢耗，％3.976.12.35.674.61氢耗分布，％脱杂原子C1～C3C4以上油39.348.112.626.645.727.73

6.570.4-6.925.662.212.232.840.127.12023/7/27-60-直接液化消耗的氢有40％~70％转入C1～C3气体烃，另外25％~40％用于脱杂原子，而转入产品油中的氢是不多的。脱杂原子和转入产

品油中的氢是过程必须的，对提高产品质量有利，故降低氢耗的潜力要放在气态烃上。要降低气态烃的产率，措施有：①缩短糊相加氢的反应时间，例如SRC-I工艺中，若停留时间从40min缩短到4min，气体产率由8.2％降为1.3％，

氢耗量从2.9％降为1.6％；②适当降低煤的转化率，例如转化率达80％后，再提高不仅费时而且耗氢多；③选用高活性催化剂；④采用后文介绍的分段加氢法。2023/7/27-61-2.液固分离液化反应后总有固体残渣（

包括原煤灰分，未转化的煤和外加催化剂），因此需要液固分离，早期的工艺采用过滤法，现在广泛采用真空闪蒸方法，其优点是操作简化，处理量剧增，蒸馏油用作循环油，煤浆粘度降低。缺点是收率有所降低。另外还有二种液固分离方法。一是反溶剂法（anti-solvent），它是指采用对前沥青烯和沥青烯等重质

组分溶解度很小的有机溶剂，把它们加到待分离的料浆中时，能促使固体粒子析出和凝聚，颗粒变大，利于分离。常用含苯类的溶剂油，它和料浆的混合比为0.3～0.4：1，固体沉降速度提高十倍以上，用此法可使SRC的灰分降到0.1％左右。另一种是临界溶剂脱灰，它利用超临界抽提原理，使料浆中可溶

物溶于溶剂而留下不溶的残煤和矿物质，常采用的溶剂是含苯、甲苯和二甲苯的溶剂油。液固分离出来的残渣占原料煤的30％左右，处理方法有干馏、锅炉燃烧以及气化等，其中气化制氢是最方便的利用方法。2023/7/27-62-3.循环油煤直接液化中溶剂的作用有：

•①供氢与传递氢；•②溶剂提抽作用，例如煤焦油馏分和煤液化油对煤有较好的溶解能力；•③对氢的溶解作用，一般氢的溶解度随溶剂氢含量增加而提高，且随温度升高而增加。至今所采用的液化工艺，都采用蒸馏油为循环油。2023/7/27-63-4.催化剂有两类，一类是铁系

统催化剂，如含氧化铁的矿物，铁盐及煤中硫铁矿等，使用时要求系统中有硫，否则活性不高，铁系催化剂用于煤的糊相加氢，反应后不回收。另一类是石油工业中常用的工业加氢催化剂，其活性成分是NiO、MoO3、CoO、WO3等，以Al2O3为载体。使用前要预硫化，也

要求气相中有足够的H2S存在。这类催化剂活性明显高于铁催化剂，但价格较贵，需反复使用，不适合用于糊相加氢。2023/7/27-64-5.原料煤•用于液化的煤应符合以下条件：•①高挥发分年青烟煤和硬质褐煤，碳含量约在77～82％

之间；•②煤中惰性组分<15％；•③灰分<10％；•④硫含量要高，即需用高硫煤。2023/7/27-65-6.反应温度与压力各工艺采用的温度大致相同，大多为450℃，也有485℃。反应温度高有利于沥青烯向油的转化，但温度高会引起结焦和产生更多的气体。氢在煤浆

中的溶解度随压力增加而增加，由于煤液化温度较高，采用较高的压力才有足够的氢分压，一般压力控制在20MPa以下是完全可行的。2023/7/27-66-二、煤共处理工艺煤共处理工艺包括煤/油共处理和煤/废塑料共处理。煤/油共处理工艺是将原料煤与石油重油、油沙沥青或石油渣油等重质油料一起

进行加氢液化制油的工艺过程。煤/油共处理工艺实际上是石油炼制工业中重油产品的深加工技术与煤直接液化技术的有机结合与发展。煤/废塑料共处理工艺是将原料煤与废旧塑料（包括废旧橡胶）等有机高分子废料一起进行加氢液化制油的

工艺过程。该工艺的实现可明显降低供氢溶剂和氢气的消耗量。所以煤共处理技术的开发和利用，可以充分发挥液化原料间在反应时产生的协同作用，提高液化原料的转化率和液化油产率。2023/7/27-67-1）煤共处理用原料的性质煤共处理原料主要有

重质油、废旧塑料及废旧橡胶等有机废料。2）煤共处理基本原理煤液化时，重油中的氢化芳烃可以释放出活性氢，以此稳定煤热解生成的自由基“碎片”，达到增加液化油的目的。重油中的芳烃和氢化芳烃在液化条件下存在如下化学平衡：芳

烃＋H2氢化芳烃为保证反应体系的供氢性能，必须维持较高的氢气压力才可满足失去活性氢的芳烃能在体系内重新再生，成为具有供氢性能的溶剂。2023/7/27-68-3）HTI公司的COPRO煤共处理工艺流程HTI公司在1985年开发了催化两段共处理工艺。先后进行了煤/油共处理和煤/废塑

料共处理试验研究，并在600kg/d小型连续试验装置和3t/d的工艺开发装置上进行了煤共处理试验。1-煤浆混合罐；2-煤浆预热器；3-一段反应器；4-—段高温分离器；5-一段低温分离器,6-二段反应器；7-二段高温分离器；8-固定床加氢反应器；9-

减压蒸馏塔；10-二段低温分离器；11-真空闪蒸器；12-临界溶剂脱灰（CSD）装置；2023/7/27-69-4）重质油和废旧塑料的性质对煤共处理的影响在煤/油共处理中，如不用催化剂时，渣油粘度和康氏残碳值对煤转化率有较大的影响。当采用低粘度和低康氏残碳值的渣油时，煤转化率较高。如共处理时

加入催化剂，渣油的性质对煤的液化转化率影响不大，但采用不同类型的重质油进行共处理，其液化产物组成的分布和氢耗均不相同。煤/废塑料共处理时，由于废塑料中H/C比较高，是极好的富氢材料。2023/7/27-70-5）煤共处理工艺

特点1）反应条件比较缓和；2）轻质油品收率高，气体产率低；3）氢耗较低，氢利用率高，从而降低了生产成本。