煤直接液化残渣的处理工艺进展研究

2022-05-28 15:20田博杨朝合杨勇
当代化工研究 2022年9期
关键词:残留物残渣气化

*田博 杨朝合 杨勇

(1.中国石油大学(华东),重质油国家重点实验室 山东 266580 2.中科合成油技术股份有限公司,国家能源煤基液体燃料研究中心 北京 101407)

我国煤炭储藏量丰富,但是石油储量却严重依赖进口,2020年我国已探明的煤炭储量接近1400万吨,占全球总储量的13.3%。而当年石油储量仅占全球储量的1.51%,石油进口依赖度已经达到70%,能源供给受外国掣肘严重。因此,如何清洁高效地使用煤炭资源,取长补短是解决能源短缺的一大问题。

煤制油即通过化学方法将煤炭转化为汽油等液态烃燃料,主要有直接液化法和间接液化法两种途径。其中,直接液化法是把煤直接转化为液态氢燃料,成本较低但是原料煤的利用率不高。而间接液化法则是先使煤炭在高温下与水蒸气和氧气反应,以将其气化为一种主要由一氧化碳和氢气组成的合成气,其后,再使合成气在特定费托合成催化剂的作用下合成不同碳数的碳氢化合物,以此得到清洁液体燃料或者化学品。虽然间接液化法的原料利用率高,但是相应的,也具有较高的投资成本,对于直接液化法,投资成本相对会降低,并且可以通过液化残渣的后处理来提高其利用率。

煤的直接液化(Direct coal liquefaction,DCL)是将煤和氢气在高温(400℃左右)、高压(18~19MPa)以及催化剂的作用下通过加氢裂化将其转变为液态烃燃料的过程,因此又称煤的加氢液化法。相较于煤的间接液化法,直接液化法有油收率高、煤的消耗量少、馏分油以汽、柴油为主,目标产品的选择性相对较高、设备体积小、投资低、运行费用低的优点。

煤的加氢液化技术最初由德国人发明,并于第二次世界大战期间成功在德国本土实现了工业化生产,并且建成了一定的规模。其后,由于在中东地区大量石油的开采以及运输成本的降低,煤直接液化技术的市场受到冲击,不少工厂因此破产倒闭。待到20世界末,石油危机席卷全球,先前被迫出局的煤炭直接液化法再度被人们提上议程。美、日、德、俄等拥有工业基础的发达国家在德国原有的工艺基础上进一步开发出一系列煤炭的加氢液化的新工艺,相较于二战时期的旧有技术,新工艺旨在提高反应条件的温和度,从而变相降低直接液化法的成本。其中以日本的NEDOL工艺、美国的HTI工艺、俄国的FFI工艺和德国的IGOR工艺为代表。

而我国在上世纪七十年代末也开始了相应的技术研究,研发了新型的高活性煤直接液化催化剂,并与美、日、德三国的有关公司合作完成了神华先锋建设煤直接液化厂的可行性研究,神华集团煤制油公司于2008年建成并试运行了百万吨级的工业示范生产线,并逐步实现了稳定运行。然而,每产生100万吨的油品,就会有70万吨的煤液化残渣(Direct Coal liquefaction Residue,DCLR),回收和利用液化残渣是提高直接液化整体工艺技术经济性的必然趋势。中科合成油技术股份有限公司于2008年开始了煤炭温和加氢热解(液化)技术的研究与开发,公司已建成一套规模为年产万吨级中试示范装置,并开展了数次中试实验与工程设计改造工作,于2019年顺利完成了万吨级中试示范与验证,该技术在反应温度400~450℃左右,操作压力5~6MPa的温和条件下,实现了稳定运行,大幅度减低了设备的投资与操作难度,通过了中国石油与化学工业联合会的专家组的技术鉴定。

目前,我国煤直接液化技术虽然得到了相应的工业化示范与发展,但无论采用何种液化加工或固体液体分离技术,直接煤液化过程中的残渣(DCLR)剩余量均在煤炭进料量的20%~30%左右。因此,从提高资源利用率和保护环境等角度出发,残渣的再度利用变得越来越重要。除此之外,对残渣的转化也有助于缓解能源短缺。此外,DCLR可以制备许多高附加值的碳材料。例如,使用DCLR制备的针焦炭,同时也是高功率石墨、碳纤维、碳微球的原料。以下分别按照不同工艺处理技术来逐一介绍。

1.煤直接液化残渣(DCLR)物理化学特性

(1)DCLR的组成

传统的煤液化残渣主要由重质液化油、沥青烯、催化剂、夹杂在煤炭中的矿物质以及未完全转化的煤炭组成。其中重质液化油主要为芳香族化合物,包括四环芳烃、二环芳烃和含氮氧杂原子化合物,其次为正构烷烃(C16~C32)、偶碳烯烃(C16~C26)和邻苯二甲酸酯类,沥青主要是由多环稠环芳香烃及其烷基取代物组成,二者约占残渣总量的50%,未转化煤约占残渣总量的30%,灰分主要为原煤中的矿物质(如粘土、硫化物、碳酸盐、氧化硅、硫酸盐等类矿物)、铁硫催化剂以及催化剂助剂硫,占残渣总量20%左右。因此,从技术经济性的角度出发,可以将液化残渣中约占50%的沥青类物质和重质液化油分离出来进行综合开发利用,从中提取出更有价值的产品,尤其是将煤液化残渣中的重质液化油提取出来用作煤直接液化的循环溶剂,可以提高整个煤直接液化的收益。

(2)煤液化残渣的形成机理

煤直接液化技术能够提供丰富的化学品,但同时会产生占液化原煤总量20%~30%的液化残渣(DCLR)。DCLR是一种高碳高灰和高硫的混合物,含有液化原料煤中未转化的煤有机质转化中间产物无机矿物质以及外加的液化催化剂等。

煤直接液化过程是由大量的物理和化学过程组成的,液化机理复杂,影响煤直接液化的因素都会对DCLR的组成和性质产生影响,主要影响因素有煤的种类、反应器类型、溶剂与催化剂种类、工艺条件(液化温度、氢初压、反应时间、溶煤比、催化剂含量等)等。研究表明DCLR的热解特性随煤种工艺流程液化工艺条件和固液分离方法的不同而有所差别。由于减压蒸馏技术在石油工业上的应用比较成熟,所以很多煤直接液化工艺都采用减压蒸馏技术来进行分离。此外,为了使残渣能够顺利地流出装置,残渣排出时必须具有一定的流动性,一般都要求残渣的固含量50%,软化点180℃左右。

DCLR的组成较为复杂,根据不同的煤种,其成分也有很大差别。煤直接液化残渣由3个部分组成:溶于有机溶剂的成分、难以溶于有机溶剂的成分、无机矿物质及加入的催化剂[1]。

(3)煤液化残渣的无机与有机主要成分

①溶于有机溶剂的成分

能够被有机溶剂溶解的组分,主要是煤中有机成分加氢形成的分子量相对较低的组分,通过溶剂逐级萃取分为正己烷可溶物(重油或残油)、正己烷不溶甲苯可溶物(沥青烯)、甲苯不溶四氢呋喃可溶物(前沥青烯)。其中的重质油或者残油是加工过程中的产物,在介质中残留的时间短,可迅速转移到土壤或水体中。土层中残油通过降雨淋滤或河水冲刷释放进入地下水,河流多次冲刷包气带油污土,不断出现新的油水接触面,使油类释放量增加,对水源地构成一定的危害。因此,从环保角度,能溶于有机溶剂的这些有机质成分需要尽量回收和再利用。

②难以溶于有机溶剂的成分

难以溶解于有机溶剂的包括未反应煤、惰质组分以及在液化蒸馏过程中形成的分子量更大的有机组分,如小球体及其微变形体、半焦。半焦是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温(500~700℃)干馏得到的固体产物。

由于不粘结煤干馏时不软化熔融,仅脱去部分挥发分,因此有时将由不粘结煤低温干馏制得的固体产物称作干馏炭,以区别于由粘结煤低温干馏,经软化、粘结得到的固体产物。其中,灰分含量取决于原料煤性质,挥发分含量约5%~20%(质量)。与焦炭相比,挥发分含量高,孔隙率大而机械强度低。与一氧化碳、蒸汽或氧具有较强的反应活性。

表1 煤液化残渣组成及性质分析

③无机矿物质及加入的催化剂

混杂于煤的有机基质间的无机物,是煤化学的研究内容之一。煤中矿物质的含量范围很宽,组成复杂,主要有硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硫化物和氧化物等。煤中矿物质由原生矿物质、次生矿物质和外来矿物质三个部分构成。所含元素可达数十种,主要有硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、硫、磷等。煤中矿物质按来源可分为内在矿物质和外来矿物质。内在矿物质是在成煤过程中形成的矿物质,其灰分称为内在灰分。内在矿物质进一步分为原生和次生两类,前者主要来自成煤植物,较难从煤中分离出来,后者主要来自成煤过程和成煤后地下水循环过程中带来的,在煤中呈层状、凸镜状以及各种复杂形状。外来矿物质是在采煤过程中由于煤层的顶板、底板和煤层中的矸石等混入煤中而造成的,这种矿物质只有用洗选的方法较易除去。另外就是直接液化过程中加入的催化剂成分残留在液化残渣中。

④煤液化残渣的成分总结及占比

煤直接液化技术能够提供丰富的化学品,但同时会产生占液化原煤总量20%~30%的液化残渣(DCLR)。某煤液化残渣中重油含量为34%~37%,沥青烯含量为17%~22%,前沥青烯和四氢呋喃不溶物含量为43%~46%;煤液化残渣中重油和沥青烯含量>50%,同时残渣的发热量很高,具有较高的利用价值。通常情况下,DCLR的组成与煤液化原料煤性质、煤液化反应条件和减压蒸馏的效果有关。

表1中煤液化残渣取自某煤炭直接液化示范装置,经鄂式破碎机破碎至平均颗粒小于5mm,其基本组成分析如表1所示,实物如图1所示。

图1 煤直接液化残渣

(4)DCLR的理化性质研究

日本的田口尚毅,通过对液化残留物及其溶剂萃取物进行热重量分析发现:煤液化残留物与原煤相比,热分解时在较低温度下减重较多,热分解时挥发的大部分可通过提取溶剂回收。因此,利用溶剂提取后,将提取残留物气化的方法被认为是有效的利用方法之一。煤液化残留物热分解的活化能小于煤热分解的平均值,这是因为轻质挥发分的馏出占主导地位。在煤液化残留物及其油、沥青质组分的热分解过程中,升温速度小和分解率大时,更能进行重缩合反应,使活化能E变大。

Ren-Y等人[2]通过对多种煤液化残渣的残留成分、分离时间和温度对其流变特征影响的研究,得出煤液化残留物是一种非牛顿伪塑性液体,其表面粘度随着剪切率的增加而降低。此外,残留物在初始软化温度下具有较高的粘度,其粘度随着温度的升高而大大降低。而残留物中的含油量对残留物粘度下降有很大影响。沥青在较低的温度下其表观粘度增加,但在高温下粘度降低。然而,固体的粘度只会表现出明显的增加趋势,因为它既不能软化,也不能溶解成为液体。模拟分离条件后,发现延长分离时间、提高分离温度会增加残留物的表观粘度,不利于防止管道堵塞。因此,选择正确的分离时间和分离温度是实际工业生产的必要条件。

徐等人[3]在固定床反应堆中对神华煤直接液化残留物焦炭的蒸汽气化进行了调查,研究了残留物中温度、矿物、液化催化剂和重油对气化特性的影响。与煤焦相比,液化残留物在液化过程中主要成分为未处理煤、重油和凝结产物,气化反应较低。矿物质在煤焦和DCLR焦炭蒸汽气化过程中具有催化作用,残留物中残留的液化催化剂为FeS,对蒸汽气化反应性没有显著影响,因为在蒸汽气化过程中,大量的H2S是由剩余液化催化剂(FeS)产生的,抑制了残留物的蒸汽气化。从残留物中提取重油后,残留焦炭的BET表面和孔隙结构增加,但蒸汽气化能力下降。

2.DCLR的处理工艺进展

DCLR的利用主要集中在气化、燃烧和焦化三种方法上,而近年来,又出现了其他新的利用方式,例如直接利用DCLR制备高附加值碳材料、直接应用于路面等方式,为DCLR的再利用提供了一个新思路。

(1)燃烧

DCLR的热值较高,因此可以用作燃料。烟的脱硫可以通过添加石灰和石灰石浆(副产品石浆)或氨水(副产品硫酸铵)的方法解决,这已成为一种成熟的工业技术。

DCLR的燃烧性能通常通过热重力分析技术进行分析。崔等考察了元州煤业DCLR的特性与氧化反应的关系,认为影响DCLR反应的因素不仅是DCLR的有机结构和表面特性,还有液化催化剂的灰烬和残留物,特别是灰烬中的NaCl对DCLR的氧化反应有促进作用。

方等人[4]研究了热液化物中褐煤和煤液化残留物混合的燃烧性能,煤液化残渣是煤经过液化工艺后的残余混合物,液化工艺温度一般在400~500℃,因此煤中的有机硫已大部分转化成了硫化物气体随液化气体排出,因此方认为煤液化残留物的最大减重率大于褐煤,即残渣的燃烧性能优于褐煤。根据以上的研究表明,DCLR的燃烧也具有广泛的应用前景。

但是用燃烧解决DCLR的方法仍存在着诸多问题。例如:残渣作为煤液化的副产物,其中近三成均为未完全燃烧的煤,而且还有相当一部分的液化重质油,具有相当高的二次利用率。鉴于目前火力发电厂较低的转化率,如若直接燃烧发电也会造成一定程度的浪费,不能得到很好的利用。此外,即使目前已经探索出了成熟的烟的脱硫工艺,然而,如果为了DCLR的后处理而单加一套烟气脱硫的工艺,这样一来,增加的投资以及操作费用也足以让厂家对投资采取较为谨慎的态度。

(2)气化

煤气化技术是煤炭清洁高效转化的核心技术,而DCLR气化原理与煤气化原理相似,气化DCLR可以为煤炭直接液化提供氢气。有许多实验都对DCLR的气化特性进行了深入的研究。

徐[3]通过对神华煤直接液化残留物与蒸汽的气化研究发现,采用无溶剂化方式从DCLR中提取的残留物和重油中的矿物物质对气化与蒸汽的活性有一定程度的提升,在煤焦气化过程中,在1273K下反应21min,反应率为92%。而DCLR焦气化过程中,在1273K下反应21min,反应率为77%。同时液化催化剂对蒸汽气化反应没有显著影响。与煤焦相比,DCLR的气化反应性较低。崔等[5]使用热重技术,通过对兖州煤液化残焦的进行了水蒸气气化实验和分析,考察了不同液化条件下所获残焦的气化反应性的变化规律。发现液化反应的温度、时间及催化剂担载量等对残焦收率及其性质有明显的影响。

而使用煤气化技术提纯煤液化残渣所面临的主要问题就是完成能量的高效转化以及合理回收:由于DCLR气化过程是在高温条件下进行的,途中如果能实现高效的能量回收,将显著降低处理成本,提高能源利用率。除此之外,鉴于煤直接液化工厂每年动辄几十上百万吨的年产量,要做到产出DCLR残渣的同时,完成对DCLR残渣的同步气化提纯再利用,也是一个浩大的工程,这就要求对应的DCLR气化技术要朝着巨型化、大规模的方向发展。

(3)热解

DCLR高效、清洁的应用之一是气化生产氢气。然而,残渣的热解是气化和其他化学反应过程的第一步,直接影响气化过程,因此,研究DCLR的热解具有重要意义。这也是我国神华煤DCLR残渣处理所采用的工艺之一。

根据周等人[6-7]的报告,神华煤的DCLR热解分为两个阶段:低温期(180~450℃),挥发性物质迅速释放;在高温阶段主要产生大分子有机物的热分解,由于DCLR中有重油和沥青烯达到30%~50%,研究重油和沥青烯的回收利用是一项重要的工作。

李等人[8]通过对神华煤和胜利煤的透气液化残留物的测试发现,这两种残留物在450℃时达到最大产油量,热解温度在450℃以上,在400~500℃时,两种残留物的沥青部分倾向于将油析出。利用高温快速透析煤,加热速度快,反应时间短,可获得高产油量。因此,DCLR也可以通过高温快速火焰溶解进行热解。李等人[8]还研究了氮气下DCLR快速热解的焦炭规律,发现终温和反应时间是DCLR热解的主要因素。随着最终温度的升高,焦炭产量降低,焦炭变得更脆,反应程度也更小。随着反应时间的延长,焦炭产量减少,焦炭形成多孔结构。同时,随着残余颗粒大范围变小,焦炭产量降低。

基于上述研究,可以得到现有的煤快速热解工艺对于小粒径的粉煤利用较难,因此也可能导致含有的热解煤气中混带有一定数量的粉尘,导致最终产出的焦油存在质量较差的问题。

李等[9]研究了采用也给出采用低变质煤与神华煤液化残渣共热解的方法,通过低变质煤缓解液化残渣软化点低、流动性差的问题,实现了对液化残渣中高附加值的油类组分的充分利用,同时也克服了液化残渣热解过程中给料困难、转化率低的问题。

(4)焦化

DCLR中的高沸点油和沥青质可以通过焦化转化为可蒸馏油、天然气和焦炭,以提高DCLR的附加值。陈等人[10]讨论了在焦炉中焦化神华煤DCLR的基本规律,焦化获得的焦炭中含有更多的灰烬和硫磺,但其热值较高(干法加热值较低,高于25.00MJ/kg)。焦化过程中焦炭的产量约为70%,此外还可以获得一定的焦油和热解气体产量。焦炉中心附近的焦炭更硬、更紧凑,而靠近远处焦炉壁附近的焦炭存在脆弱的大孔和薄孔。在适当的实验条件下,每次原料质量为10~20kg,烤箱入口处温度为400℃,烤箱壁最终温度为800℃,焦炉中心附近温度为700℃,焦化时间为13h。

目前,Wang等人[11]还研究了连续焦化DCLR的可能性。这种连续给料的方式焦化相较于传统的间歇焦化工艺,去除了冷却和残渣粉碎的过程,因此大大缩短了焦化时间,提高了设备的生产能力。但是与此同时也使DCLR再转化效率产生一定程度的折损。同时针对延迟焦化技术也进行了很多实验室研究,其中,笔者用固定床也进行了类似延迟焦化的研究,其结果表明:延迟焦化实验过程中,适宜的裂解温度为600℃以上。这种工艺的缺点在于油品收率偏低,生焦率很高,工程放大经济性不佳。另外,基于煤液化残渣的高含量,进料加热炉设备的炉管会磨损严重,并会出现磨损和堵塞现象,因此,延迟焦化工艺并不适合大规模液化残渣处理的工程化应用。

(5)液化

DCLR通过加氢可以获得过剩的石油,以提高煤炭直接液化的经济性。由于DCLR中存在丰富的预沥青质和沥青质,在液化过程中裂解氢化反应和多聚变同时发生,使DCLR的液化比未转换煤的液化更为复杂。宋等人[12]研究了在反应过程中,DCLR和煤的液化具有相同的反应步骤,但不同的是DCLR的热溶解、氢转移反应和氢化同时发生,所以反应温度在DCLR液化过程中起着重要作用。

王等人[13]通过微型反应堆研究了DCLR液化的最佳状态。结果表明,最佳温度和初始加氢压力分别为450℃和6MPa,最佳反应时间为60min。此外,较高的氮气压力可以促进四氢呋喃等不溶性有机物分数转化为沥青成分。

采用方法对液化残渣提纯也不失为后处理的一种方法,同时由于后处理过程近似于直接液化过程,因此可以在原有设备的基础上进行残渣处理,但是这种方法本质上并没有解决DCLR的后处理问题,同时DCLR的成分相对于原煤来说更加复杂,因此在二次加氢液化时对工艺的要求更加苛刻。

(6)其他应用研究

除上述几种方法外,还有其他有效利用DCLR或提高DCLR附加值的方法。

①改性沥青

近年来为了刺激经济增长,我国卷起了一阵基建热潮,许多地方都在积极的翻新、修建新公路,因此带来了一个庞大的沥青需求。现在的沥青主要有两个来源[14]:一个是石油沥青,另一个就是煤焦油沥青。基于特立尼达沥青(TLA)和DCLR在成分和物理特性上相似,使用DCLR改性道路沥青可以达到与TLA相同的效果。

朱等人[14]发现,当残渣改性沥青的特性接近TLA改性沥青的特性时,残留物的添加量低于TLA,而与此同时,在DCLR的添加量较低时,所生产出的改性沥青可满足美国ASTM和英国BSI相应的标准要求,当体系中液化残渣含量为5%、7%时,可以达到国家要求的TMA-50产品指标,当液化残渣含量为10%时,可以达到国家要求TMA-70产品指标。因此,残留改性沥青的方法是经济可行的。

②碳纳米管的制备

富含碳的有机成分在DCLR中具有较高的使用价值,因此DCLR可以作为制备CNT的原料。此外,液化过程中使用的苯二甲酸盐可以在反应中形成的苯丙酸盐在一定程度上可以促进CNT的制备。周等人[15]首次以DCLR为起始原材料,通过直流弧放电技术成功合成了大量CNT。这种方式制作出来的CNT长度达几微米,内径约80nm,外径约120nm,具有长而直的特点,且石墨化程度较好。

③碳纤维制备

在过去十年中,有许多关于以煤炭作为制备碳纳米/微材料的原材料的论文发表。例如,周等人[16]首次研究了在电弧喷射等离子体条件下直接从DCLR制备碳微纤维(CMFs)。这种方法合成的CMF表面光滑,直径相当均匀,小于1μm,中心为700nm。

碳泡沫是一种新的功能和结构材料,具有轻量级和细胞结构的特点。Xiao等人[17]通过在DCLR制备的碳泡沫表面种植碳纳米纤维(CNFs),合成了碳纳米纤维/碳泡沫复合材料。成品CF的细胞大小为300~600μm,CNF的外部直径约为100nm,长度为几十微米。

④多孔碳材料制备

多孔碳是一种传统材料,具有很好的可设计性。其具有较高的比表面积和导电率,同时也有很好的化学稳定性,目前被广泛应用在超级电容器、高性能电池等方面。李等人[18]以DCLR为原料,通过交联、固化、碳化一系列操作制备了硬碳负极材料,并对制备的多孔碳材料的结构、组成、储锂储钠性质进行了系统的研究。分析发现,采用DCLR为原材料制备的多孔碳材料表面光滑,且表现出短程有序、长程无序的乱层微观结构特点,是一种较难石墨化的碳材料。由DCLR制得的硬碳材料在50mA·g-1电流密度下首次比容量为301.4mAh·g-1,首圈库伦效率为85.97%。在200mA·g-1的电流密度下循环500圈时,表现出了良好的循环稳定性,在大电流密度循环后能恢复到50mA·g-1电流密度下的可逆比容量,具有优良的倍率性能。

⑤含碳复合物

鉴于碳材料所拥有的诸多优点,现在将碳材料与其他材料进行复合获得二元或者多元复合材料也是当下的热点。通过以DCLR为碳源制备出含碳的复合物也是一种重要的转化利用液化残渣的方式。

由于DCLR本身就具有稠环芳烃结构,且具有大量的官能团和杂原子,因此Liu等人[19]把DCLR作为两亲性碳材料(ACM)制备储能电极。又根据DCLR富含硝基和羰基官能团以及易于结构剪裁的特性制备了Fe/ACM复合材料。另外还有将DCLR与氧化石墨烯混合,利用高温热退火的方法制备出了石墨烯包覆硬质碳的材料,使得不规则的硬碳颗粒均匀地分布在石墨烯薄层上,形成了有利于离子迁移的孔结构,提高了材料的电导率。研究发现,虽然引入石墨烯对硬碳材料的电荷比容量提升不大,但是以涂层形式包覆硬碳的石墨烯对于硬碳阳极材料的充放电速率提升以及其循环放电稳定性具有非常重要的影响。

3.结论

目前,我国煤炭液化技术的DCLR残渣利用尚未完全成熟,如生产回收率低、催化剂回收难度大、残留有效利用等问题尚未解决。但是利用DCLR合成一些高附加值的产品仍可以弥补煤炭液化中有机质重组分的损失。而且从某种意义上说,对余渣利用研究的经济效益要优于研究煤炭液化工艺改良的效益。到目前为止,残留物的利用尚未进入工业大规模产业化,但是根据调查,对余渣再利用的投资远远低于煤炭液化的投资,这个行业仍处于方兴未艾的阶段。

目前来说,DCLR处理技术研究的多处于实验室阶段,还未有工业化成熟的装置。中科合成油技术股份有限公司自主开发的流化床热解工艺技术[20]用于处理煤温和加氢热解所产的液化残渣已经顺利完成5000t/a的中试示范,该技术使煤液化残渣在流化床中发生热解反应,流化床具有气固颗粒混合均匀、温度场和浓度场均匀、传热效率高等优势,热解所产油收率高,可连续化运行的优势,该技术通过了中国石油化学工业联合会的专家组鉴定,技术指标国际领先,可用于高效回收处理液化残渣中的馏分油,增加了整体直接液化过程的总油品收率。综上所述,在今后,对DCLR的回收和处理方面,需进一步研究,投资和工业示范。

同时也应扩大残留物研究的种类。除目前被研究较多的神华DCLR外,其他煤液化的残留物也应详细研究,如高硫煤液化残留物,与聚丙烯酸酯(PAN)产生的碳纤维相比,高凝结度DCLR制备的碳纤维目前要解决的关键是如何将DCLR切成窄段,去除矿物。其他类的渣油例如炼油厂的减压渣油,催化裂化的含固油浆,石油炼制所产的含固油泥等。

总之,随着我国煤制油行业的蓬勃发展,液化残渣的解决问题逐渐被大家所重视,在讲究绿色生产和环境保护的大前提下,DCLR的再处理利用是大势所趋。DCLR的研究也应该更加全面,去探索更多经济可行、具有大规模应用前景的新技术。

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