一、煤直接液化原理
1.打斷煤大分子的橋鍵；
2.加氫，改變分子結(jié)構(gòu)，提高H/C原子比；
3.脫除煤炭中氧、氮、硫等雜原子；
4.脫除煤炭中無機(jī)礦物質(zhì)。
二、煤直接液化基本歷程
1.煤的熱解
煤的大分子結(jié)構(gòu)中，聯(lián)接基本結(jié)構(gòu)單元的橋鍵強(qiáng)度較弱，當(dāng)施加外作用力超過橋鍵的強(qiáng)度時(shí)，聯(lián)接基本結(jié)構(gòu)單元的橋鍵會(huì)發(fā)生斷裂，分解為自由基碎片，由于這一過程一般是通過提高溫度來實(shí)現(xiàn)，通常稱作煤的熱解。
煤熱解產(chǎn)生的自由基，易發(fā)生縮合反應(yīng)。溶劑的作用相當(dāng)重要，加氫程度合適的溶劑中的氫的反應(yīng)活性很高，可以向反應(yīng)性高的自由基碎片轉(zhuǎn)移和提供氫。因此始終保證溶劑中含有活性氫非常重要。
2.加氫裂化
在熱解反應(yīng)過程中產(chǎn)生的物質(zhì)仍含有大分子。如果把可蒸餾液體作為最終產(chǎn)品，這些分子必須要通過加氫裂化來降低分子尺寸。加氫裂化還有另外一個(gè)作用，即脫除不同比例的硫和氮。
加氫裂化可以與煤的熱解反應(yīng)在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，或者作為完全獨(dú)立的操作步驟。
加氫裂化的產(chǎn)物遠(yuǎn)未達(dá)到均質(zhì)，因而在溶劑循環(huán)時(shí)重的、難以處理的物質(zhì)會(huì)積累。所以，所有的工藝都含有脫除高沸點(diǎn)瀝青類物質(zhì)的步驟。一般與固液分離合在一起。
固液分離的方法主要有加壓過濾、離心分離、溶劑萃取、減壓蒸餾等。
減壓蒸餾被認(rèn)為是一種在煤直接液化工藝中最有效的固液分離方法。
三、煤直接液化工藝流程
四、煤直接液化對煤質(zhì)的要求
1.惰性組分低、活性組分高；
2.H/C比>0.7；
3.揮發(fā)分>35%；
4.灰含量<10%；
5.硫含量高對液化有利；
6.根據(jù)上述要求，直接液化適宜煤種范圍：褐煤—?dú)饷海?
7.包括：褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤。
五、煤直接液化工藝
1.液化催化劑：采用了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的863催化劑。
2.溶劑組成：采用了全部供氫溶劑。
3.反應(yīng)系統(tǒng)：采用兩個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同的強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的串連。
4.固液分離：采用減壓蒸餾的方法。
5.溶劑加氫：采用T－Star工藝。
六、PDU中試裝置的基本情況
1000單元包括煤的前處理（煤接受罐、粗破、干燥細(xì)破）、催化劑制備（人工合成鐵系催化劑、天然黃鐵礦濕式粉碎）。
2000單元主要由主要由煤漿制備、燃?xì)饷簼{預(yù)熱爐、兩個(gè)強(qiáng)制循環(huán)懸浮床反應(yīng)器、高、中壓分離、常、減壓蒸餾塔、兩個(gè)固定床加氫反應(yīng)器、產(chǎn)品分餾塔等組成。
3000單元公用工程主要有：循環(huán)水，空氣壓縮機(jī)，消防水，儲(chǔ)罐，H2、N2、蒸汽、天然氣接受系統(tǒng)等。
七、煤直接液化示范工程
世界上第一套大型現(xiàn)代煤直接液化工藝示范裝置項(xiàng)目選址于內(nèi)蒙古。規(guī)劃年產(chǎn)液化油500萬噸，先期建設(shè)一條每天處理6000噸干煤的煤直接液化生產(chǎn)線，年產(chǎn)液化油100萬噸。先期工程2004年8月現(xiàn)場開始開工建設(shè)，2007年建成試車。
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