煤转化成石油的原理主要基于两种不同的化学加工过程:直接液化和间接液化。
直接液化
定义:直接液化是在高温高压和催化剂的作用下,对煤直接催化加氢裂化,使其降解和加氢转化为液体油品的工艺过程。
过程:煤在高温高压条件下,通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料,并脱除硫、氮、氧等原子。
特点:对煤的种类适应性差,反应及操作条件苛刻,产出燃油的芳烃、硫和氮等杂质含量高,十六烷值低,在发动机上直接燃用较为困难。
间接液化
定义:间接液化是先将煤炭气化产生合成气体(主要是一氧化碳和氢气),再进一步将合成气体液化成液体燃料或化工产品的过程。
过程:把煤磨成煤粉与溶剂配成油煤浆,然后在高温、高压和催化剂的作用下直接转化成液体油品。
特点:可利用煤种多,但转化效率低。合成气中的氢气和一氧化碳在催化剂的作用下进行聚合,生成油品。生产的油品具有十六烷值高、H比C含量较高、低硫和低芳烃以及能和普通柴油以任意比例互溶等特性。
综合比较:
直接液化:转化效率高,但对煤种要求高,反应条件苛刻,产物杂质多,不适合直接用于发动机。
间接液化:转化效率较低,但对煤种适应性强,产物质量好,适合作为液体燃料使用。
应用实例:
神华集团:采用直接液化技术,利用高温高压加氢裂化方法将煤炭转化为液体燃料。
兖矿集团:采用间接液化技术,通过煤气化生成合成气,再合成液体燃料。
结论:
煤转化成石油的技术包括直接液化和间接液化两种方法,各有优缺点。直接液化转化效率高,但对煤种要求高;间接液化煤种适应性强,产物质量好,但转化效率较低。根据不同的煤种和应用需求,可以选择合适的技术路线进行煤变油的生产。