煤制油工艺中PSA制氢技术的应用实践

白 茹

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司,山西 长治 046200)

煤制油生产技术工艺通常可以分为直接液化技术工艺和间接液化技术工艺两种类型[1]。煤制油技术工艺运用过程中做好氢气制备环节，可获取到良好的技术结果。

1 国内煤制油工艺现状

我国的煤制油技术，通常采用煤直接液化工艺技术路线和煤间接液化工艺技术路线[2-3]。

对我国各地区开采生产的100余种煤进行液化检测试验，在将“液化油物质回收率50.00%”作为判断尺度条件下，可以筛选获取到15种适宜开展液化加工处理环节的煤炭产品。

2 煤制油尾气与PSA(变压吸附)

煤直接液化处理技术，就是煤炭经溶剂抽提技术处理，或是在高温、高压、催化剂物质作用下，在煤浆物质内部添加适宜的氢气，煤炭中包含复杂的有机化合物质，发生基于分子组成结构层面的显著变化，继而在显著提升H/C技术参数项目测定数值水平条件下，直接性地被转化成处在液体状态下的石油产品[4]。

煤直接液化处理技术运用过程中，与氢气具备关联性的技术装置，主要涉及加氢稳定技术装置、加氢改质技术装置，以及制氢技术装置等。

煤间接液化处理技术，就是要将煤炭产品先转化成合成气物质形态，之后以合成气物质形态为基础，借助于适宜温度、压力、催化剂，合成气转化成烃类燃料油和化工产品[5-7]。

在费托合成技术工艺过程中，通常需要有氢气的参与，需要开展氢气的提取技术、制备技术研究。

3 PSA(变压吸附)工艺技术简述

PSA工艺技术是针对混合气体中的部分物质组成展开分离回收后可供运用的技术，在PSA工艺技术具体运用过程中，通常技术环节主要包含：PSA制氢技术、PSA脱除二氧化碳技术、PSA二氧化碳提浓技术、PSA一氧化碳提浓技术、PSA空分制氧技术、PSA空分制氮技术、PSA甲烷提浓技术及PSA回收氯乙烯乙炔技术环节等。

4 PSA制氢工艺原理

所谓变压吸附技术(pressure swing adsorption，PSA)，本质上就是凭借吸附剂类物质(通常为多孔固体物质)内部表面结构组成部分气体物质分子的物理吸附作用。借由吸附剂物质在同等压力下容易吸附高沸点组分物质、不易吸附低沸点组分物质(如H2物质)和高压技术环境下被吸附物质组分吸附量持续增加、低压技术环境下吸附量持续减小的技术特性来实现针对气体杂质物质的分离处理过程。

5 PSA制氢工艺技术在煤制油项目中的应用

5.1 煤直接液化制油项目中PSA制氢技术应用

神华集团煤制油生产技术项目的产能为108.00万t/a，选用煤炭直接液化工艺技术路线。在2003年8月，神华集团将以往运用的技术工艺类型替换成国内自主研发形成的煤炭直接液化工艺技术类型，其催化剂物质选择使用863煤直接液化高效催化剂物质，并将原HTI技术工艺体系中的固定床加氢技术环节替换为T-star加氢技术环节，并且于2009年实现全线投产运行。

神华煤制油生产技术项目设备为世界上最大规模的PSA制氢工业化技术设备装置。这套PSA制氢装置，其处理量为340 000.00 m3/h。

5.2 煤间接液化制油项目中PSA应用

神华集团宁煤煤制油生产技术项目的产能为400.00万t/a，运用煤炭间接液化工艺技术路线。

5.3 煤制油工艺中PSA制氢技术特点

在煤制油工艺构成体系中，PSA制氢技术的主要特点为：1) 原料气体物质形态种类多样；2) 原料气体物质形态内部组成结构极其复杂；3) PSA制氢技术环节推进过程中，对实际获取的氢气物质产品的纯净度要求水平较高；4) PSA制氢技术环节推进过程中，对实际获取的氢气物质产品的回收率要求水平较高。

在PSA技术装置吸附塔组成部分中安装配置的吸附剂物质床层结构部分，通常需要配置基于多种类吸附剂物质共同组成的复合式吸附床层结构，其工作过程中需要设置的压力技术参数数值介于1.50 MPa～3.50 MPa。

6 结语

综合梳理现有研究成果可知，在煤制油技术工艺具体运用过程中，择取和结合运用适当技术方法针对氢气物质展开回收处理技术环节，能支持获取较好结果，适宜推广普及运用。