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这是煤炭的间接液化ppt，包括了煤液化的定义，煤液化的实质，煤和石油的元素组成，影响煤液化的因素，煤液化的发展简史，煤炭液化的定义，煤液化研究的现实意义等内容，欢迎点击下载。
煤炭的间接液化ppt是由红软PPT免费下载网推荐的一款课件PPT类型的PowerPoint.
煤间接液化
1.3 煤液化的发展简史
煤液化经历了漫长的发展历程，大致可分为三个阶段：
第一阶段第二次世界大战前及大战期间。德国因为军事上的需要大力发展煤液化工作。德国的柏吉乌斯（Bergius）于1913年研究了在高温高压氢条件下，从煤中得到液体产品：
煤粉和重油（ 1：1 ）+催化剂（ 5% ）在450 ℃，20MPa条件下。
1921年在Manheim Reinan建立了5t/d的中试厂。1927年I.G.Farben公司在Leuna建成第一个工业厂：
褐煤+重油+氧化钼（催化剂）+(30MPa)H2
第一步液化生成汽油、中油（180~325℃）、重油（>325℃）
第二步气相加氢，将中油在固定床催化剂上进行异步加氢得到汽油.至1943年德国共建了12个煤和焦油加氢液化工厂。提供了战时所需的航空汽油的98%.因此，该阶段为煤液化的发展期。
第三阶段1982年至今，煤液化新工艺的研究期。1982年后期石油市场供大于求，石油价格不断下跌，各大煤液化试验工厂纷纷停止试验.但是各发达国家的实验室研究工作及理论研究工作仍在大量的进行。如近年来开发出来的煤油共处理新工艺和超临界抽提煤工艺等。
近两年，由于中东形势的复杂性，石油原油的价格迅猛升高，最高价格已超过150美元/桶，目前仍然维持在100美元/桶左右。必将促进煤液化工艺的发展。
一、煤炭液化的定义
煤炭液化是把固体状态的煤炭经过一系列化学加工过程，使其转化成液体产品的洁净煤技术。这里所说的液体产品主要是指汽油、柴油、液化石油气等液态烃类燃料，即通常是由天然原油加工而获得的石油产品，有时候也把甲醇、乙醇等醇类燃料包括在煤液化的产品范围之内。
根据化学加工过程的不同路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。
直接液化是把固体状态的煤炭在高压和一定温度下直接与氢气反应(加氢)，使煤炭直接转化成液体油品的工艺技术。
间接液化是先把煤炭在更高温度下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气(一氧化碳和氢气的混合物)，然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。
煤炭液化所用的催化剂
煤炭加氢液化过程属于有机化学反应的范畴。有机化学
反应的特点：
1 反应速度较慢
2 反应副产物较多
3 反应机理较为复杂
煤炭是最复杂的有机岩，故煤加氢液化时添加催化剂可
以提高总转化率；加快反应速度；降低反应温度；改善选
择（产生更多的油品和低馏分），使液体产物中含硫量和
含氮量降低，改善液体产物的质量。
催化剂的作用特征：
1 参加化学反应，但不计入化学反应的化学计量
2 对化学反应具有选择性（反应类型、反应方向、产物结构等）
CO+H2→甲醇（铜） CO+H2 →甲烷（镍）
3 只能加速热力学上可能进行的化学反应，不能影响热力学上不能
进行的化学反应
在无外功的情况下，H2O 不能转化成H2+O2，因而也不存在任何能加快该反应的催化剂。
4 只能改变化学反应速度，不能改变化学平衡关系
N2:H2=1:3 400℃ 300atm 热力学计算表明能够生成NH3 ，但NH3 的最终平衡浓度体积分数为 35.87%， 这个数值与催化剂的种类和用量无关。
常见的煤液化催化剂可以分为三大类：
4.1 卤化物催化剂
4.2 过渡金属催化剂
4.3 铁基催化剂
Fe催化剂的应用环境
铁催化剂是最早使用，可通过沉淀、烧结或熔融氧化物而制得。其反应压力一般在0.5～3.0MPa，反应温度有高温(300～350℃)和低温(约220～270℃)之分。铁催化剂对费托合成具有较高的活性，但是由于其对硫中毒特别敏感，所以必须对原料气进行脱硫处理。同时，因Fe是水煤气变换反应的催化剂，生成的水对反应也有抑制效应，所以目前正在寻找新的催化剂以代替铁催化剂。但由于其价廉易得，许多研究者仍致力于铁催化剂的研究，以期进一步改进它的性能。
Cobalt catalysts（钴催化剂） have been applied in the first F-T plant of Ruhrchemie（鲁尔） in 1935.
钴催化剂通常用硝酸钴经碳酸钠或碳酸钾沉淀制得；
使用前在200 ℃用氢气还原；
加入过渡金属元素和碱金属或碱土金属作为助剂，氧化硅、氧化铝等作为载体。
优点：与铁催化剂相比，钴催化剂更稳定、使用寿命长；
缺点：要获得合适的选择性，必须在低温下操作，因而反应速率减慢，时空收率比铁催化剂低；同时由于在低温下操作，产品中烯烃含量较低。
较理想的催化剂应具有铁催化剂的高时空收率和钴催化剂的高选择性和稳定性。
催化剂上的析炭问题应特别小心地控制。
碱性助催化剂有利于生成高级烃、含氧化合物和析炭。
通常在镍、钴催化剂上合成的主要是脂肪烃，碱性铁催化剂产品烯烃多；而钌催化剂在较高压力和较低温度时产品多长链脂肪烃。
2. 催化剂
目前工业上主要用铁催化剂。反应条件为：温度200~350ºC， 压力1~3MPa。实际操作温度与催化剂活性有关。加有锰、钒的铁催化剂对合成低分子烃特别有利，选择性好。活性高的催化剂中压合成时反应温度220~240ºC。
加钾的铁催化剂可在较高温度320~340ºC合成低分子烃。
沸腾床和气流床用铁催化剂是与磁铁矿和助熔剂溶化后再加氢还原制成。其活性较低，但强度高。反应在较高温度下进行。
阿盖合成工艺参数
催化剂：通常用铁催化剂，催化剂中提高CaO含量，可使重产品和酸性产品选择生增加，硬质蜡减少。操作中随催化剂使用时间延长而相应提高操作温度以保证活性。装入前用氢还原并在CO2气氛下覆蜡。可延长催化剂使用时间。
H2/CO: 提高此值轻质
产品选择性好，C3以上
高烃减少，如图.
气体负荷和组成：最大气体负荷量72000m3/h。H2/CO比为1.85，循环比为1.8~1.0。
运行时间：主要是催化剂运行时间，一般95~120d. 选择性随运行时间变化情况如下图.
9.3.1.5 F-T合成液体燃料的影响因素
(1) 反应温度
钴催化剂的合成最佳温度为170210℃，铁系催化剂的最佳合成温度为220340℃。在合适的温度范围内，提高反应温度，有利于低沸点产物的生成。反应速度和产率均随温度的增高而增加。但反应温度升高，副反应的速度也随之增加。因此，生产过程中必须严格控制反应温度。
(2) 反应压力
铁系催化剂一般在0.73.0MPa压力下合成比较好。压力增加，重组分和含氧物增多，平均相对分子质量增加，反应速度加快。但压力太高，CO可能与主催化剂金属铁生成易挥发的羰基铁[Fe(CO)5]，使催化剂的活性降低，寿命缩短。
(3) 原料气组成
(CO+H2)含量高，反应速度快，转化率增加，但反应放出热量多，易造成床层温度过高。通常其体积含量为8085%。H2/CO比值高，有利于饱和烃CH4和低沸点产物的生成；比值低，有利于链烯烃、高沸点产物及含氧物的生成。H2/CO比值小于0.5不能利用，因为这时CO易分解，生成的碳积沉在催化剂上，使催化剂失活。H2/CO通常低于原料气H2/CO比，这说明参加反应的CO比H2多。排除反应气中的水汽，也能增加利用比和产物产率，因为水汽与CO反应(CO+H2O→H2+CO2)，使CO的有效利用率降低。
采用尾气循环可大大抑制CO2的生成，使H2/CO的利用比更接近原料气中H2/CO组成比，从而获得较高的产物产率。铁系催化剂采用循环比为23(循环气与新鲜原料气之体积比)。
(4) 空速
对不同催化剂和不同的合成方法，都有最适宜的空速范围，如沉淀铁剂固定床合成为500700h1，熔铁剂气流床合成为7001200h1，在适宜的空速下合成，油的收率高；空速增加，通常转化率降低，产物变轻，并有利于烯烃的生成。
反应器类型
费托合成是强放热反应，反应器设计的焦点是如何排除大量反应热以满足最佳反应条件。同时使催化剂寿命长、生产更经济。
费托合成反应器
费托合成反应器-1
F-T合成液体燃料的工艺流程
SASOL厂采用的两种工艺流程。
(1) Arge固定床合成液体燃料的工艺流程
原料煤经鲁奇加压气化得到的粗煤气，经过冷却净化，得到H2/CO为1.7 的净合成原料气。新鲜合成气和循环气以1：2.3比例混合，压缩到2.45MPa送入Arge反应器。合成气先在热交换器中被加热到150180℃，再进入催化剂床层进行合成反应。每个反应器装有40m3颗粒(25mm)沉淀铁催化剂，其组成为FeCu:K2O:SiO2=100:5:5:25。反应管外通过沸腾水产生水蒸气带走反应热。开始反应温度为220235℃，在操作周期末允许最高温度为245℃。
(2) Synthol气流床合成液体燃料的工艺流程
Synthol气流床合成工艺流程见图9.24。新合成气与循环气以1：2.4比例混合，当装置新开车时，需要开工炉点火加热反应气体。在转入正常操作后，通过与重油和循环油换热加热反应气体，使温度达到160℃后，进入反应器的水平进气管，与沉降室下来的热催化剂混合，进入提升管和在反应器内进行反应，温度迅速升到320330℃。部分反应热由循环冷却油移走，用于生产1.2MPa的蒸汽。
(3) MFT法合成液体燃料的工艺流程
MFT法合成液体燃料的工艺流程见图9.25。
水煤气经常压甲醇洗、水洗、压缩后，预热到250℃，经ZnO脱硫和脱氧成为合格原料气，然后按体积比1：3的比例与循环气混合。混合气进入加热炉对流段，预热至240270℃，压力为2.5MPa，在铁催化剂存在下主要发生CO和H2合成烃类反应。由于生成的烃分子分布较宽(C1C40)，需要进行改质。
一段反应生成物进入一段换热器与330℃的二段反应尾气换热至295℃，再进入加热炉辐射段进一步加热至350℃后，送入二段反应器，进行烃类改质反应，生成汽油。
二段反应产物首先进一段换热器，再进循环气换热器，入水冷器冷却至40℃。此时绝大多数烃类产品和水均被冷凝下来，经气液分离器分离，粗汽油进入贮槽，然后送入蒸馏塔切割气液馏分。气液分离器的尾气进入换热器与5℃的冷尾气换热至20℃，再经氨冷器分离出汽油馏分，直接送精制工段汽油贮槽。分离后的冷尾气进换冷器与气液分离器的尾气换冷至27℃后大部分(80%以上)循环，由循环压缩机增压进入循环气换热器，与280℃的二段尾气换热至240℃，再与压缩后的原料气混合，重新进入反应系统。
作业题
1.简述煤的直接液化和间接液化的区别？
2.煤的间接液化的核心技术是什么？
3.简单的绘制F-T合成的工艺流程图？
F-T合成反应原理及特点
F-T合成反应机理
产物分布特点及影响因素
F-T合成反应器的类型及其特点
F-T合成催化剂的主要类型及其研究进展
比较不同F-T合成工艺的优势及特点和不足
作 业(一）
1.通过观看《百科探秘之煤变油之谜》你认为什么是煤变油技术？
2.中国为什么要发展煤变油工业？有什么现实意义？试着从能源战略、环境保护、经济价值等方面加以论述。
3.简答煤直接液化和间接液化工艺的区别。
4.简述煤制油的发展历程。
5.绘制费托合成工艺流程图。煤炭ppt背景：这是煤炭ppt背景，包括了国际煤炭分类，中国煤炭分类，无烟煤，煤炭贸易，煤炭进出口（历史），进口煤炭种类分析，动力煤进口分析（来源国），国际煤炭指数之API8，煤炭贸易流程 （FOB 合同和CFR合同）等内容，欢迎点击下载。
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