[科普中國(guó)]-催化兩段液化工藝

催化兩段液化工藝（CTSL工藝）是H-Coal單段工藝的發(fā)展，由美國(guó)能源部資助，美國(guó)碳?xì)浠衔镅芯抗荆℉RI）開發(fā)，包括PDU規(guī)模試驗(yàn)，在美國(guó)Wilsonville的液化試驗(yàn)裝置上對(duì)該工藝進(jìn)行了15年的研究。該工藝集中了20世紀(jì)80年代和90年代美國(guó)能源部資助的許多液化工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用了緊密串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每段都使用高活性載體催化劑。

簡(jiǎn)介催化兩段液化工藝（CTSL工藝）是H-Coal單段工藝的發(fā)展，由美國(guó)能源部資助，美國(guó)碳?xì)浠衔镅芯抗荆℉RI）開發(fā)，包括PDU規(guī)模試驗(yàn)，在美國(guó)Wilsonville的液化試驗(yàn)裝置上對(duì)該工藝進(jìn)行了15年的研究。該工藝集中了20世紀(jì)80年代和90年代美國(guó)能源部資助的許多液化工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用了緊密串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每段都使用高活性載體催化劑1。

催化兩段液化工藝（CTSL）流程催化兩段液化工藝（CTSL）流程簡(jiǎn)述：煤與循環(huán)溶劑配成煤漿，預(yù)熱后與氫氣混合加入到沸騰床反應(yīng)器的底部。反應(yīng)器內(nèi)填裝載體催化劑，通常為鎳-鉬/氧化鋁載體催化劑（也可以使用分散可棄催化劑），催化劑被反應(yīng)器內(nèi)部循環(huán)液流膨脹沸騰，因此反應(yīng)器具有全返混式反應(yīng)器模式的均一溫度特征。溶劑具有供氫能力，在第一反應(yīng)器中通過將煤的結(jié)構(gòu)打碎到一定程度而將煤溶解，第一反應(yīng)器也對(duì)溶劑進(jìn)行再加氫，操作壓力是17.0MPa，操作溫度在400-420℃。

反應(yīng)產(chǎn)物直接進(jìn)入第二段沸騰床反應(yīng)器中，操作壓力與第一段相同但溫度更高一些，反應(yīng)器也裝有載體催化劑，操作溫度通常達(dá)到420-440℃。

第二反應(yīng)器的產(chǎn)物經(jīng)分離和減壓后進(jìn)入常壓蒸餾塔，蒸餾切割出沸點(diǎn)小于400℃餾分。常壓蒸餾塔塔底物料含有溶劑、未反應(yīng)的煤和礦物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行固液分離，脫除固體后的溶劑循環(huán)至煤漿段。在有些工藝中，只有部分常壓蒸餾塔底進(jìn)行固體分離，這樣循環(huán)溶劑中含有礦物質(zhì)和可能再使用的分散催化劑，固液分離方法采用Kerr-McGee的溶劑抽提工藝。

HTI工藝此工藝是兩段催化液化工藝的改進(jìn)型。其主要特點(diǎn)是：反應(yīng)溫度440-450℃，反應(yīng)壓力17MPa；采用兩個(gè)串聯(lián)的內(nèi)循環(huán)沸騰床（懸浮床）反應(yīng)器，達(dá)到全返混反應(yīng)器模式；催化劑是采用HTI專利技術(shù)制備的鐵系膠狀高活性催化劑，用量少；在高溫分離器后面串聯(lián)有在線加氫固定床反應(yīng)器，對(duì)液化油進(jìn)行加氫精制；固液分離采用Kerr-McGee溶劑抽提工藝（即臨界溶劑萃取的方法），從液化殘?jiān)凶畲笙薅然厥罩刭|(zhì)油，提高了液化油收率。HTI工藝開發(fā)到PDU規(guī)模2。

HTI工藝流程煤、催化劑與循環(huán)溶劑配成煤漿，預(yù)熱后與氫氣混合加入到沸騰床反應(yīng)器的底部。第一反應(yīng)器操作壓力17MPa，溫度在400-440℃。反應(yīng)產(chǎn)物直接進(jìn)入第二段沸騰床反應(yīng)器中，操作壓力與第一段相同，但溫度通常達(dá)440-450℃。

第二反應(yīng)器的產(chǎn)物進(jìn)入高溫分離器。高溫分離器底部含固體的物料減壓后，部分循環(huán)至煤漿制備單元，稱為粗油循環(huán)。高溫分離器底部其余物料進(jìn)入減壓蒸餾塔，減壓蒸餾塔塔底物料進(jìn)入臨界溶劑萃取單元，進(jìn)一步回收重質(zhì)餾分油。臨界溶劑萃取單元回收的重質(zhì)油直接當(dāng)循環(huán)溶劑去配制煤漿，減壓蒸餾瓦斯油和高溫分離器氣相部分進(jìn)入在線加氫反應(yīng)器，產(chǎn)品經(jīng)加氫后品質(zhì)提高，并進(jìn)入分離器，氣相富氫氣體作為循環(huán)氫使用。液相產(chǎn)品減壓后進(jìn)入常壓蒸餾塔，蒸餾切割出產(chǎn)品油餾分，常壓蒸餾塔塔底油也作為溶劑循環(huán)至煤漿制備單元。臨界溶劑萃取單元的萃余物料為液化殘?jiān)?。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所