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煤炭直接液化用催化剂争论

煤炭直接液化用催化剂的争论进展

姜东昌

〔中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008〕

摘要：文章首先简要介绍了煤炭直接液化技术的进展背景，以及煤炭直接液化

用催化剂的作用及争论意义，并指出了煤炭直接液化技术的根本原理，然后对目

前主流的煤炭直接液化用铁基催化剂做了简要的介绍和分析，同时还对非铁系的

贵金属催化剂做了肯定解析，进而指出了煤炭直接液化用催化剂的进展前景，在

文章的最终对我国煤炭液化用催化剂的进展前景作了展望。

关键词：煤炭直接液化催化剂原理前景展望

作者单位：姜东昌〔1990—〕，男，江苏省徐州市中国矿业大学〔南湖校区〕

化工学院化学工程与工艺专业在读本科生，主修煤化工专业。

0引言

我国是世界上典型的“贫油富煤”国家，能源构造问题格外突出，石油短缺

直接影响了我国国民经济的进展[1]。我国石油消费的高速增长也加剧了国内石

油的产供冲突。但是，煤炭在我国的一次能源生产和消费中的比例始终占70％

以上，如何充分利用好我国丰富的煤炭资源，大力开发煤液化制油技术，不仅能

有效提高一次能源利用效率，降低煤炭直接利用带来的污染严峻的问题，并且作

为型煤化工技术之一[2]，在缓解我国一次能源构造中原油供给缺乏的问题中

起着极其重要的战略和现实意义。

煤炭直接液化技术是煤炭液化的主要手段之一，是在高温顺高压下，借助于

供氢溶剂和催化剂，使氢元素进入煤及其衍生物的分子构造，从而将煤转化为液

体燃料或化工原料的先进干净煤技术。早在19世纪即已开头在德国、日本等发

达国家开放争论，并逐步建筑一些工厂实现工业化。但是随着70年月石油工业

的快速进展，煤直接液化产业的进展受到了相当的抑制。近几年来，随着石油价

格的不断上涨，寻求石油替代能源的呼声使得人们又将视野转向了煤炭转化技术的

研发。通过煤直接液化，不仅可以生产汽油、柴油、液化石油气和喷气燃料油，还可

以提取BTX〔苯、甲苯、二甲苯〕及生产乙烯、丙烯等重要烯烃的原料。

催化剂是煤直接液化过程的核心技术之一，在煤液化过程中起着格外重要的

作用。优良的催化剂可以降低煤液化温度，削减副反响并降低能耗,提高氢转移

效率,增加液体产物的收率。在已经应用到煤液化工艺的各种催化剂中，铁基催

化剂以其高效、廉价及低污染而倍受青睐。为了进一步改善铁基催化剂的性能以

及开发型、高效的催化剂,有必要对其组成、粒度、构造特征及作用机理等进展

争论。

1煤炭直接液化的根本原理

煤中有机质的大分子构造分为两个局部：含有芳环和脂环的构造单元局部及

煤炭直接液化用催化剂争论

连接构造单元的桥键局部。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。通常煤直接液化加氢的操作条件苛刻，对煤种

和催化剂的依靠性很强，因此对于煤直接液化的争论触及到了如催化剂、煤

种等很多方面。

煤直接液化技术主要包括：〔1〕煤浆配制、输送和预热过程的煤浆制备单元；

〔2〕煤在高温、高压条件下进展加氢反响，生成液体产物的反响单元；〔3〕将

反响生成的残渣、液化油和气态产物分别的分别单元；〔4〕稳定加氢提质单元。

其根本原理是在肯定的反响温度下，煤分子中的一些键能较小的化学键发生热断

裂，变成较小分子的自由基。在加氢反响中所使用的循环油通常承受氢碳原子比较

高的饱和烃，在加压时又有相当量的气相氢溶于循环油中，两者均供给使自由基稳

定的氢源。由于C—H键比H—H键活泼而易于断裂，因此，循环油是主要

的供氢载体。煤炭直接液化的作用机理相当简单，几个最关键的反响方程[3]如

下：

R-CH-CH-RRR-CH+R-CH

□

2222

R-CH+R-CH+2HR-CH+R-CH

□