第3章 神华煤直接液化工艺流程 取氧气和氮气，供煤制氢、煤液化等装置使用。先期物料平衡见下表。
表3-1 先期总物料平衡（原料） 单位：万吨/年 序号 1
2 3 4 5 6
物料平衡
进厂原煤
其中：液化用精煤 催化剂用精煤 制氢用原煤
锅炉用洗中煤及煤泥 外购硫磺 外购硫化物 外购液氨
催化剂（硫酸铁） 装置用汽、水、空气 入方总计
数量 410.37 190.48 33.55 133.13 53.2 0.077 0.114 0.04 10.30 159.93 580.83
表3-2 先期总物料平衡（产品） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4 5
物料平衡 LPG 石脑油 柴油馏分 酚
产品小计
数量 10.21 24.99 71.46 0.36 107.02
表3-3 先期总物料平衡（自用） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4 5 6
19
物料平衡
锅炉用煤中煤及煤泥
油渣 燃料气 天然气燃料 废水 小计
数量 53.2 61.04 17.11 0.00 145.43 276.78
第3章 神华煤直接液化工艺流程 表3-4 先期总物料平衡（损耗） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4
物料平衡 灰渣 废气 损失 损耗小计
数量 7.25 87.04 102.73 197.02
3.1.2一期总加工流程简介
一期工程流程以先期工程煤液化总流程为基础，加工路线仍为煤液化—TSTAR加氢装置—加氢改制，围绕该加工路线仍配有催化剂制备、备煤、煤制氢、轻烃回收、脱硫等装置，以及空分等配套的公用工程系统(见附图)。
一期工程后两条线在先期投产成功后建设，最终产品总生产能力为300万吨/年。一期工程除了对先期工程的装置进行扩建外，在先期工程的基础上，一期工程增设60万吨/年重整装置和25万吨/年异构化装置，由加氢改质装置生产的重石脑油供给重整装置生产高标号汽油并富产氢气、苯和C8馏分、轻石脑油供给异构化装置生产异构化油，以提高汽油的产量；另外，为保证氢气供应并利用多余的燃料气，建设30000Nm3/h燃料气制氢装置。
一期工程主要内容包括：
1）备煤装置新建一条大的生产线，供二、三条线煤液化装置配套； 2）催化剂制备新建一条大的生产线，供二、三条线煤液化装置配套； 3）煤液化装置配套新建两条线； 4）加氢稳定装置配套新建两条线；
5）加氢改质装置新建一条大的生产线，供煤液化装置配套； 6）轻烃回收、硫磺、脱硫、酸水汽提、酚回收、油渣成型均新建一条大装置与煤液化后两条线配套；
7）煤制氢现有两条线，按原设计增加二段变压吸附和加压设备，以增加产氢率。按现有的煤制氢技术及单套规模进行平衡计算。需要5条生产线供氢。加上重整产氢，全厂还需氢约30000Nm3/h，根据
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第3章 神华煤直接液化工艺流程 全厂自产燃料气平衡，还多余相当数量的气体，鉴于现有，煤气化技术在应用中还存在较多的问题，因此在后三条线气化技术的选择上需在实施前认真的选择。
8）增加60万吨/年连续重整和20万吨/年异构化装置，可供生产93号清洁汽油，还可生产约17万吨/年的芳烃。 一期工程物料平衡见下表。
表3-5 一期总物料平衡（原料） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4 5 6
物料平衡
进厂原煤
其中：配液化用精煤 配催化剂用精煤 制氢用原煤
锅炉用洗中煤及煤泥 外购硫磺 外购硫化物 外购液氨
催化剂（硫酸铁） 装置用汽、水、空气 入方总计
数量 1180.69 571.45 100.34 386.83 122.07 0.51 0.345 0.49 28.87 563.26 1774.16
表3-6 一期总物料平衡（产品） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4 5 6 7
物料平衡
LPG 93#汽油 苯
C8馏分 柴油馏分 酚
煤液化产多余燃料气 产品小计
21
数量 31.13
52.14 6.06 11.09 215.01 1.09 5.66 322.18
第3章 神华煤直接液化工艺流程 表3-7 一期总物料平衡（产品） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4 5 6
物料平衡
锅炉用煤中煤及煤泥 油渣 燃料气 天然气燃料 废水 小计
数量 53.2 61.04 17.11 0.00 145.43 276.78
表3-8 一期总物料平衡（自用） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4
物料平衡
锅炉用油渣
锅炉用洗中煤及煤泥 燃料气 废水 小计
数量 183.12 122.07 46.83 487.25 839.27
表3-9 一期总物料平衡（损耗） 单位：万吨/年 序号 1 2 3 4
物料平衡 灰渣 废气 损失 损耗小计
数量 21.07 309.81 281.83 612.72
3.2煤直接液化工艺特点
神华集团在与煤炭科学研究总院北京煤化所多年合作研究的基础上，通过风险分析与论证，建立中试装置试验与验证，并在新型高效“863”合成催化剂研发成功的条件下，共同开发出具有我国自主知识产权的神华煤直接液化工艺技术，其特点如下： 3.2.1采用悬浮床反应器，处理能力大，效率高
煤液化反应器的制造是煤液化项目中的核心制造技术[28]。煤液化反应器在高温高压临氢环境下操作，条件苛刻，对设备材质的杂质含量、常温力学性能、高温强度、低温韧性、回火脆化倾向等都有特殊
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第3章 神华煤直接液化工艺流程 要求。反应器材质为2.25Cr-1Mo-1/4V，是中国一重集团新开发的钢种。反应器外径5.5m，壁厚335mm，设备单体质量达2 050t，是目前世界上最大的反应器。煤液化反应器采用悬浮床反应器，具有两个优点：
(1)通过强制内循环，改善反应器内流体的流动状态，使反应器设计尺寸可以不受流体流动状态的限制，因此，单台设备和单系列装置处理能力大；
(2)由于悬浮床反应器处于全返混状态，径向和轴向反应温度均匀，可以充分利用反应热加热原料，降低进料温度，同时气、液、固三相混合充分，反应速度快，效率高。
表3-10 煤液化及膜分离单元
原料 煤粉
氢气（纯氢） 注水，蒸气 催化剂煤粉 循环溶剂 注硫
冲洗，密封剂 合计 数量 万吨/年 494.06 42.99（41.31）
32.86 98.42 630.13 6.361 65.49 1370.31 表3-11 煤液化单元产品
产品 低压气 中压气 常压塔气 常顶油 减压油 重加氢油 油渣 酸性水 损失
冲洗密封油 膜分离排放气 合计
数量 万吨/年 3.70 24.45 10.62 3.12 6.42 974.91 183.12 113.86 0.17 0.00 49.93 1370.31
23
百分比 %
36.05
8.70 6.65 19.92 45.98 1.29 13.26 100
百分比 % 0.75 4.95 2.15 0.63 1.30 71.15 13.36 8.30 0.01 0.00 10.11 100