煤直接液化催化剂的研究进展论文

煤直接液化需要在大约450℃高温、15—20MPa氢气压下进行加氢反应。煤直接液化的主要原料是煤和氢气，加氢反应是在催化剂和循环溶剂的作用下实现的。 此项技术在二战期间一度在德国实现了工业化生产。到了20世纪80年代，美国、德国和日本等西方国家又相继开发出新一代的煤直接液化的工艺，并完成了日处理百吨级煤的煤直接液化中试厂的设计、建设和成功运转，有的国家已完成了日处理5000吨煤的液化示范厂的设计。 "但是目前世界上还没有一个国家拥有工业化的煤直接液化工程的经验，我国正在进行世界上首座煤直接液化示范厂的建设，一些工程化的技术问题将在我国煤直接液化示范厂项目中得以突破和解决。" 方法二:间接液化法 煤的间接液化是先将煤气化，生产出原料气，经净化后再进行合成反应，生成油的过程。它是德国化学家于1923年首先提出的，可以分三大步。 第一步:制取合成气。 把经过适当处理的煤送入反应器，在一定温度和压力下通过气化剂(空气或氧气+蒸汽)，使煤不完全燃烧，这样就能以一定的流动方式将煤转化成一氧化碳和氢气混合的合成气，灰分形成残渣排出。 第二步:进行催化反应。 把这些合成气净化，在催化剂作用下，让合成气发生化合反应，合成烃类或液态的烃类的类似石油和其他化工产品。这个过程催化剂起着关键的作用。 很早时候，国外有一家公司曾经研制出成分为铁、硅、钾、铜的催化剂，所得产物组成为:汽油32％、柴油21％、石蜡烃47％。 第三步:需要对产物进行进一步的提质加工。 因为经过催化反应出来的油可能有很多指标不合格，如十六烷值含量、硫含量、水分，以及黏度、酸度等，所以还需要把产物进行处理，使其达到合格标准，满足市场需要。

煤可以通过化学手段转化为石油。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。) `! o# ?/ k( i5 i' j y 经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。 包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。 * j6 s( j k7 y4 \6 }" f0 b2 m( h 以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。; e* ~7 d& g& o5 r 主要包括煤的气化 、液化 、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

煤炭的主要成分是碳，石油的主要成分是烃类（碳氢化合物）。许多勘探资料都表明，全世界煤的可开采资源是巨大的，其能量值相当于石油资源的10倍。煤和石油的形态、形成历史、地质条件虽然不同，但是它们的化学组成却大同小异。煤中约含碳80％~85％，含氢4％~5％，平均分子量在2000以上。石油含碳85％，含氢13％，平均分子量在600以内。从组成上看，它们的主要差异是含氢量和分子量的不同，因此，只要人为地改变压力和温度，设法使煤中的氢含量不断提高，就可以使煤的结构发行变异，由大分子变成小分子。当其碳氢比降低到和石油相近时，则煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油气、喷气燃料等石油产品了。同时还可以开发出附加值很高的上百种产品，如乙烯、丙烯、蜡、醇、酮、化肥等，综合经济效益十分可观。国际上经典的煤变石油工艺是把褐煤或年轻烟煤粉与过量的重油调成糊状（称为煤糊），加入一种能防止硫对催化剂中毒的特殊催化剂，在高压釜里加压到20266~70931千帕并加热到380~500摄氏度的温度，在隔绝空气的条件下通入氢气，使氢气不断进入煤大分子结构的内部，从而使煤的高聚合环状结构逐步分解破坏，生成一系列芳香烃类的液体燃料和烷烃类的气体燃料。一般约有60％的煤能转化成液化燃料，30％转化成为气体燃料。具体来说，煤变石油的工艺可分为“直接液化”和“间接液化”两种，从世界范围来看，无论哪一类液化技术，都有成熟的范例。“直接液化”是对煤进行高压加氢直接转化成液体产品。早在第二次世界大战之前，纳粹德国就注意到了煤和石油的相似性，从战略需要出发，于1927年下令建立了世界上第一个煤炭直接液化厂，年产量达10万吨，到1944年达到423万吨，用来开动飞机和坦克。一些当时的生产技术，今天还在澳大利亚、德国、巴基斯坦和南非等地应用。“间接液化”是煤先气化，生产原料气，经净化后再行改质反应，调整氢气与一氧化碳的比例。此项技术主要源于南非，技术已非常成熟，煤变石油成本已低于国际油价，但技术一直严格保密。20世纪50年代，南非为了克服进口石油困难，成立了南非萨索尔公司，主要生产汽油、柴油、乙烯、醇等120多种产品，总产量达到700多万吨。目前，这家公司的3个液化厂，年耗煤4590万吨，年产合成油品1000万吨。该公司累计投资70亿美元，现在早已回收了全部设备投资。此外，俄罗斯、美国、日本等国也相继陆续完成了日处理150~600吨煤的大型工业试验，并进行了工业化生产的设计。

可以。煤转油是由煤炭气化生产合成气、再经费-托合成生产合成油称之为煤炭间接液化技术。“煤炭间接液化”法早在南非实现工业化生产。南非也是个多煤缺油的国家，其煤炭储藏量高达553.33亿吨，储采比为247年。煤炭占其一次能源比例为75.6%。南非1955年起就采用煤炭气化技术和费-托法合成技术，生产汽油、煤油、柴油、合成蜡、氨、乙烯、丙烯、α-烯烃等石油和化工产品。煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料，这是煤能制成油最根本的基础。但它们在外观和化学组成上都有明显差别，其中最明显的差别就是氢、氧含量的不同。煤中氢含量低、氧含量高，氢/碳比低、氧/碳比高。煤的化学成分中氢含量为5%，碳含量较高，而成品油中氢含量为12%-15%，碳含量较低，且油品为不含氧的液体燃料。这主要是由于煤与石油的分子结构不同。因此，要将煤转化为液体产物，首先要将煤的大分子裂解为较小的分子。而要提高氢/碳比，就必须增加氢原子或减少碳原子。总之，煤液化的实质是在适当温度、氢压、溶剂和催化剂条件下，提高其氢/碳比，使固体的煤转化为液体的油。