煤的液化是指從煤中產生液體燃料的一系列方法的統稱。最初的液化方法是先利用煤產生氫和一氧化碳的混合氣體，然後使這種氣體在催化作用下成為液態碳氫化合物燃料。更先進的直接的煤液化方法是高溫熱解法和溶劑萃取法；前者是通過高溫熱解煤產生蒸氣，蒸氣凝結成燃料油；後者是把粉碎了的煤與油混合，再經過熱催化反應達到液化的目的；
基本介紹
- 中文名：煤的液化
- 外文名：Coal liquefaction
- 分類：直接液化和間接液化
- 產物：液態碳氫化合物、煤氣和水
- 套用領域：煤技術處理
- 目的：獲得液態的碳氫化合物
特點,產物和目的,加工工藝,技術路線,
特點
（1） 液化油收率高。例如採用HTI工藝，神華煤的油收率可高達63%-68%；
（2） 煤消耗量小，一般情況下，1噸無水無灰煤能轉化成半噸以上的液化油，加上制氫用煤，約3-4噸原料產1噸液化油。
（3）餾份油以汽、柴油為主，目標產品的選擇性相對較高；
（4）油煤漿進料，設備體積小，投資低，運行費用低；
（5） 反應條件相對較苛刻，如德國老工藝液化壓力甚至高達70MPa，現代工藝如IGOR、HTI、NEDOL等液化壓力也達到17-30MPa，液化溫度430-470℃；
（6） 出液化反應器的產物組成較複雜，液、固兩相混合物由於粘度較高，分離相對困難；
（7）氫耗量大，一般在6%-10%，工藝過程中不僅要補充大量新氫，還需要循環油作供氫溶劑，使裝置的生產能力降低。
產物和目的
液化產物有液態的碳氫化合物、煤氣和水。這些產物的生成量受到多種條件的影響，主要是煤的煤化程度(煤種)、液化用的溶劑、液化工藝及操作條件等。
液化目的是獲得液態的碳氫化合物。這些液態碳氫化合物可進一步加工，製成汽油、柴油和煤油等產品，也可將液態碳氫化合物直接用作鍋爐燃料；或作為原料進一步加工，以製造電極、碳纖維、粘結劑等。副產的煤氣是高熱值氣體燃料。
加工工藝
煤經化學加工轉化為液體產品的過程。可分為五類加工工藝：
（1）煤在高壓下加氫的直接加氫液化法；
（2）煤的溶劑抽出油加氫的抽出油化法；
（3） 煤的乾餾生成油加氫的乾餾液化法；
（4） 先將煤生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的煤氣，再用催化合成法製得液態油的合成液化法；
（5） 煤經溶劑處理的高溫分解液化法。在液化過程中，氫將煤中的硫轉化為硫化氫，進而被部分氧化成元素硫和水。煤的液化可使煤脫硫率在85%以上。
技術路線
根據加工過程的不同路線，煤的液化分為直接液化和間接液化兩種。主要產物是柴油(或汽油)、石腦油和液化石油氣(LPG)。
煤直接液化是油煤漿在一定的溫度和壓力及催化劑作用條件下，通過一系列加氫反應生成液態烴類及氣體烴，脫除煤中氧、氮和硫等雜原子的深度轉化過程。
典型的煤直接加氫液化工藝包括：氫氣製備、油煤漿製備、加氫液化反應、油品加工等先並聯後串聯4個步驟。氫氣製備是加氫液化的重要環節，通常採用煤氣化或天然氣轉化而獲得。在煤液化過程中，將煤、催化劑和循環油製成的油煤漿，與製得的氫氣混合送入反應器。在液化反應器內，煤首先發生熱解反應，生成自由基“碎片”，不穩定的自由基“碎片”再與氫在催化劑存在條件下結合，形成相對分子質量比煤低得多的初級加氫產物。出反應器的產物成分十分複雜，包括氣、液、固三相。氣相的主要成分是氫氣，分離後循環返回反應器重新參加反應；固相為未反應的煤、礦物質及催化劑；液相則為輕油(粗汽油)、中油等餾分油及重油。液相餾分油經提質加工(如加氫精制、加氫裂化和重整)得到合格的汽油、柴油和航空煤油等產品。重質的液固淤漿經進一步分離得到循環重油和殘渣。
煤間接液化是將煤先經氣化製成合成氣(CO+H2)，再在催化劑的作用下，經Ficher-Tropsch(F-T費托，下同)合成反應，生成烴類產品和化學品的過程。典型煤間接液化工藝包括：煤的氣化及煤氣淨化、變換和脫碳；F-T合成反應；油品加等3個串聯步驟。氣化裝置產出的粗煤氣經除塵、冷卻得到淨煤氣，淨煤氣經CO寬溫耐硫變換和酸性氣體(包括H2S和CO2等)脫除，得到成分合格的合成氣。合成氣進入合成反應器，在一定溫度、壓力及催化劑作用下發生F-T合成反應，H2和CO轉化為直鏈烴類、水以及少量的含氧有機化合物。生成物經三相分離，水相去提取醇、酮、醛等化學品；油相採用常規石油煉製手段(如常壓、減壓蒸餾)，根據需要切割出產品餾分，經進一步加工(如加氫精制、異構降凝、催化重整、加氫裂化等工藝)得到合格的油品或中間產品；氣相經冷凍分離及烯烴轉化得到LPG、聚合級丙烯、聚合級乙烯及中熱值燃料氣。
