白 茹

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司,山西 長(zhǎng)治 046200)

煤制油生產(chǎn)技術(shù)工藝通常可以分為直接液化技術(shù)工藝和間接液化技術(shù)工藝兩種類型[1]。煤制油技術(shù)工藝運(yùn)用過(guò)程中做好氫氣制備環(huán)節(jié)，可獲取到良好的技術(shù)結(jié)果。

1 國(guó)內(nèi)煤制油工藝現(xiàn)狀

我國(guó)的煤制油技術(shù)，通常采用煤直接液化工藝技術(shù)路線和煤間接液化工藝技術(shù)路線[2-3]。

對(duì)我國(guó)各地區(qū)開(kāi)采生產(chǎn)的100余種煤進(jìn)行液化檢測(cè)試驗(yàn)，在將“液化油物質(zhì)回收率50.00%”作為判斷尺度條件下，可以篩選獲取到15種適宜開(kāi)展液化加工處理環(huán)節(jié)的煤炭產(chǎn)品。

2 煤制油尾氣與PSA(變壓吸附)

煤直接液化處理技術(shù)，就是煤炭經(jīng)溶劑抽提技術(shù)處理，或是在高溫、高壓、催化劑物質(zhì)作用下，在煤漿物質(zhì)內(nèi)部添加適宜的氫氣，煤炭中包含復(fù)雜的有機(jī)化合物質(zhì)，發(fā)生基于分子組成結(jié)構(gòu)層面的顯著變化，繼而在顯著提升H/C技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目測(cè)定數(shù)值水平條件下，直接性地被轉(zhuǎn)化成處在液體狀態(tài)下的石油產(chǎn)品[4]。

煤直接液化處理技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，與氫氣具備關(guān)聯(lián)性的技術(shù)裝置，主要涉及加氫穩(wěn)定技術(shù)裝置、加氫改質(zhì)技術(shù)裝置，以及制氫技術(shù)裝置等。

煤間接液化處理技術(shù)，就是要將煤炭產(chǎn)品先轉(zhuǎn)化成合成氣物質(zhì)形態(tài)，之后以合成氣物質(zhì)形態(tài)為基礎(chǔ)，借助于適宜溫度、壓力、催化劑，合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料油和化工產(chǎn)品[5-7]。

在費(fèi)托合成技術(shù)工藝過(guò)程中，通常需要有氫氣的參與，需要開(kāi)展氫氣的提取技術(shù)、制備技術(shù)研究。

3 PSA(變壓吸附)工藝技術(shù)簡(jiǎn)述

PSA工藝技術(shù)是針對(duì)混合氣體中的部分物質(zhì)組成展開(kāi)分離回收后可供運(yùn)用的技術(shù)，在PSA工藝技術(shù)具體運(yùn)用過(guò)程中，通常技術(shù)環(huán)節(jié)主要包含：PSA制氫技術(shù)、PSA脫除二氧化碳技術(shù)、PSA二氧化碳提濃技術(shù)、PSA一氧化碳提濃技術(shù)、PSA空分制氧技術(shù)、PSA空分制氮技術(shù)、PSA甲烷提濃技術(shù)及PSA回收氯乙烯乙炔技術(shù)環(huán)節(jié)等。

4 PSA制氫工藝原理

所謂變壓吸附技術(shù)(pressure swing adsorption，PSA)，本質(zhì)上就是憑借吸附劑類物質(zhì)(通常為多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面結(jié)構(gòu)組成部分氣體物質(zhì)分子的物理吸附作用。借由吸附劑物質(zhì)在同等壓力下容易吸附高沸點(diǎn)組分物質(zhì)、不易吸附低沸點(diǎn)組分物質(zhì)(如H2物質(zhì))和高壓技術(shù)環(huán)境下被吸附物質(zhì)組分吸附量持續(xù)增加、低壓技術(shù)環(huán)境下吸附量持續(xù)減小的技術(shù)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)氣體雜質(zhì)物質(zhì)的分離處理過(guò)程。

5 PSA制氫工藝技術(shù)在煤制油項(xiàng)目中的應(yīng)用

5.1 煤直接液化制油項(xiàng)目中PSA制氫技術(shù)應(yīng)用

神華集團(tuán)煤制油生產(chǎn)技術(shù)項(xiàng)目的產(chǎn)能為108.00萬(wàn)t/a，選用煤炭直接液化工藝技術(shù)路線。在2003年8月，神華集團(tuán)將以往運(yùn)用的技術(shù)工藝類型替換成國(guó)內(nèi)自主研發(fā)形成的煤炭直接液化工藝技術(shù)類型，其催化劑物質(zhì)選擇使用863煤直接液化高效催化劑物質(zhì)，并將原HTI技術(shù)工藝體系中的固定床加氫技術(shù)環(huán)節(jié)替換為T-star加氫技術(shù)環(huán)節(jié)，并且于2009年實(shí)現(xiàn)全線投產(chǎn)運(yùn)行。

神華煤制油生產(chǎn)技術(shù)項(xiàng)目設(shè)備為世界上最大規(guī)模的PSA制氫工業(yè)化技術(shù)設(shè)備裝置。這套PSA制氫裝置，其處理量為340 000.00 m3/h。

5.2 煤間接液化制油項(xiàng)目中PSA應(yīng)用

神華集團(tuán)寧煤煤制油生產(chǎn)技術(shù)項(xiàng)目的產(chǎn)能為400.00萬(wàn)t/a，運(yùn)用煤炭間接液化工藝技術(shù)路線。

5.3 煤制油工藝中PSA制氫技術(shù)特點(diǎn)

在煤制油工藝構(gòu)成體系中，PSA制氫技術(shù)的主要特點(diǎn)為：1) 原料氣體物質(zhì)形態(tài)種類多樣；2) 原料氣體物質(zhì)形態(tài)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜；3) PSA制氫技術(shù)環(huán)節(jié)推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)實(shí)際獲取的氫氣物質(zhì)產(chǎn)品的純凈度要求水平較高；4) PSA制氫技術(shù)環(huán)節(jié)推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)實(shí)際獲取的氫氣物質(zhì)產(chǎn)品的回收率要求水平較高。

在PSA技術(shù)裝置吸附塔組成部分中安裝配置的吸附劑物質(zhì)床層結(jié)構(gòu)部分，通常需要配置基于多種類吸附劑物質(zhì)共同組成的復(fù)合式吸附床層結(jié)構(gòu)，其工作過(guò)程中需要設(shè)置的壓力技術(shù)參數(shù)數(shù)值介于1.50 MPa～3.50 MPa。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可知，在煤制油技術(shù)工藝具體運(yùn)用過(guò)程中，擇取和結(jié)合運(yùn)用適當(dāng)技術(shù)方法針對(duì)氫氣物質(zhì)展開(kāi)回收處理技術(shù)環(huán)節(jié)，能支持獲取較好結(jié)果，適宜推廣普及運(yùn)用。