液化用煤

      煤的液化就是在一定条件下（温度、压力、催化剂、溶剂、氢气等）将固体煤炭转化为液体燃料的过程。煤炭是重要的能源，储量极为丰富，而石油、天然气储量相对少得多，很难满足消费富，而石油、天然气储量相对少得多，很难满足消费增长的需求。因此，世界许多国家都在研究煤炭液化技术。 
  

      煤的结构为由许多有机芳香性高分子化合物组成的混合物，其骨架基本是以多环芳香结构为单位的多核结构，煤的液化过程，就包含将固体高分子结构解聚进行低分子化的化学反应。从煤中得到液体燃料大致有三条途径：①在煤的结构 单位尽可能保持不变的情况下低分子化得到液体产物，即所谓降解液化反应；②利用煤的热分解炼焦过程，把副产品焦油作为液体燃料的干馏热解；③煤气化全部转化为CO和H2，从合成气出发转化为液体燃料的合成。对第二种方法来说，由于煤的芳香结构单位相当稳定，主要由侧链生成的CmHn烷烃量不多，所得到的产品是以芳香族化合物为主的重质液体燃料，而用合成法以CO和H2为原料有可能合成所有的有机化合物，并可得到轻质液体燃料。煤的液化方法很多，从目前来看，大多采用直接液化法和间接液化法两种。

       1、直接液化法。又分为热解法和加氢法两种。热解工艺是指煤在隔绝空气条件下进行分解，煤中的氢重新分配，产生液体、气体产品和大量半焦。其中半焦可作燃料或生产燃料气、合成气以及进一步制取液体燃料的原料。液体产品是一种复合焦油，需加氢精制才能成为可用的液体燃料。煤的直接加氢液化就是在高温作用下以及在高压氢气、催化剂（溶剂精炼煤有时不用）和溶剂的存在下进行分解及加氢等反应，直接将煤转化为分子量较小的燃料油和化工原料。如果煤在受热分解过程中不加入氢气，那么裂解后的产物只能靠自身发生氢的再分配而稳定，即一部分发生热缩聚反应生成H见原子比重更低，分子量更大的物质——半焦或焦炭，而另一部分与前者脱下的氢反应生成H此原子比较高、分子量较小的物质—一油和气态烃，但生成的数量较少。如果在煤热解过程中加入充分的氢气，则裂解产物能迅速与周围的氢作用，生成稳定的分子量较低的物质，这样就能抑制热缩聚反应的进行，使煤能全部或绝大部分转化为液体燃料和气态烃。这就是煤加氢液化的基本原理。

      煤直接加氢液化效果的好坏，一般用下列三个指标来衡量：①煤转化为液体油的比率；②煤转化为指标来衡量：低分子产物速度的快慢；③氢耗量的多少。影响煤加氢液化效果的因素主要有原料煤的性质、催化剂、溶剂、反应压力和反应温度等。催化剂在加氢液化过程中的主要作用是使反应物活化，同时还应有选择性（指能促进有利反应，抑制热缩聚等不利反应）。从实用看，催化剂多为锡、氯和铝的化合物，其中以AL2O3。作为载体较为普遍。溶剂在煤加氢液化过程中的作用是将煤在高温下溶解，增加与氢的接触，从而使煤的转化率和液化产率提高，并为煤的液化提供氢，此外溶剂还能与煤进行反应，生面稳定的溶解产物。液化过程中采用高压的目的是为了增大反应速度，将煤加热到适当的温度（一般为400~480℃）是为了提高液体油的收率。
   

      2、煤的间接液化。亦称气化合成法，是指先将煤气化得到的煤气（即水煤气，主要成分为CO和H2）在一定条件（温度、压力）下经催化合成得到合成石油和其它化学产品的加工过程。这种方法是德国人Fischer和Tropsch在1932年创造的，所以又称F-T法（费—托法）。
   

     3、液化用煤的质量要求。煤中燃质的元素组成是评价原料煤的重要指标。许多研究工作表明：氢含量高、氧含量高、碳含量低的煤，转化为低分子产物的速度快，特别是原料的H/C原子比越高，其转化率越高，液体油收率也增加。在煤化过程中，煤的元素组成不断发生变化，H/C原子比不断降低。因此，总的来讲，腐泥煤比腐植煤容易加氢液化；对腐植煤，煤化程度越深.