煤炭液化的工艺煤的液化是先进的洁净煤技术和煤转化技术之一，是用煤为原料以制取液体烃类为主要产品的技术。煤掖化分为“煤的直接液化”和“煤的间接液化”两大类。煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。煤的间接液化是以煤基合成气(CO+H)为原料，在一定的温度和压力下，2定向催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其净化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。通过煤炭液化，不仅可以生产汽油、柴油、LPG(液化石油气)、喷气燃料，还可以提取BTX(苯、甲苯、二甲苯)，也可以生产制造各种烯烃及含氧有机化合物。煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化剂，煤中硫在气化和液化过程中转化成硫化氢再经分解可以得到元素硫产品。2.1直接液化的基本原理2.1.1反应机理大量研究证明，煤在一定温度、压力下的加氢液化过程基本分为三大步骤，首先，当温度升至300℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元分子为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。第二步，在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下，自由基被加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油的分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢，而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有:①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基;②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基;③氢气中的氢分子被催化剂活化;④化学反应放出的氢，如系统中供给(CO+HO)，可发生变换反应2(CO+HOCO+H)放出氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生222缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固半焦或焦炭。第三步，沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。所以，煤液化过程中，溶剂及催化剂起着非常重要的作用。2.1.2反应模型为了能利用计算机模拟计算煤液化反应的结果，根据以上反应机理的分析，许多研究者假设了煤加氢液化的各种反应模型。最有代表性的是日本研究者的模型，见图2-12-1煤液化反应模型该模型假设原料煤分成三种类型。CI是不反应的惰性煤。CB热解只产生沥青烯类物质。CA热解产生气体、重质油和沥青烯三种物质。沥青烯加氢产生气体、水、轻质油，CA产生的重质油加氢产生中油。通过积累大量试验数据，可算出模型中的各反应的级数及速度常数冷，再通过不同温度下求出的k值，可求出各反应的活化能。以上反应机理实际上并不是真正的墓元反应，由此得出的动力学模型仅仅是一种表观的形式，但被应用于反应器模拟计算时已足够了。也可以划到这两种工艺中去。同样，两种液化工艺都可改进用来做煤油共处理。2.2单段液化工艺2.2.1埃克森供氮溶剂法(EDS工艺)EDS是美国公司开发的一种煤炭直接液化工艺。公司从1966年开始研究煤炭直接液化技术，对EDS工艺进行开发，并在0.5t/d的连续试验装置上确认了EDS工艺的技术可行性。1975年6月，1.0t/d规模的ETA工艺全流程中试装置投人运行，进一步肯定了ELF工艺的可靠性。1980年在德克萨斯的建了250t/d的工业性试验厂，完成了EDS工艺的研究开发工作。EDS工艺（如图2-2）的基本原理是利用间接催化加氢液化技术使煤转化为液体产品，即通过对产自工艺本身的作为循环溶剂的馏分，在特别控制的条件下采用类似于普通催化加氢的方法进行加氢，向反应系统提供氢的“载体”。加氢后的循环溶剂在反应过程中释放出活性氢提供给煤的热解自由基碎片。释放出活性氢的循环溶剂馏分通过再加氢恢复供氢能力，制成煤浆后又进人反应系统，向系统提供活性氢。通过对循环溶剂的加氢提高溶剂的供氢能力，是EDS工艺的关键特征，工艺名称也由此得来。图2-2EDS工艺流程图EDS工艺流程描述煤与加氢后的溶剂制成煤浆后，与氢气混合，预热后进人上流式管式液化反应器，反应温度425~450℃和液体产物，反应压力17.5MPa。不需另加催化剂。反应产物进入气液分离器，分出气体产物。气体产物通过分离后，富氢气与新鲜氢混合使用。液体产物进入常、减压蒸馏系统，分离成气体燃料、石脑油、循环溶剂馏分、和其他液体产品及含固体的减压塔釜底残渣。循环溶剂馏分(中、重馏分)进入溶剂加氢单元，通过催化加氢恢复循环溶剂的供氢能力。循环溶剂的加氢在固定床催化反应器中进行，使用的催化剂是石油工业传统的镍一钼或钴一铂铝载体加氢催化剂。反应器操作温度370