煤的液化方法是将固体煤炭在催化剂作用下转化成液体燃料(碳氢化合物混合物)的一种能源技术方法。该法的优点是：①燃料利用率高;②代替石油产品;③有利于保护环境;④贮运方便。煤的液化技术比其气化技术更复杂，已研制的液化方法可分为直接液化法和间接液化法两大类。直接液化法是将煤炭在高温高压和催化剂的作用下进行加氢处理而得到液体油品。其中包括着：①直接加水液化法，该法实际上是以水煤气作原料，经过化学反应得到一系列烷烃、烯烃和芳烃化合物，再经催化定向转化成所需要的液体燃料;②干馏加氢液化法，利用煤干馏所得到的一系列化合物，经过催化加氢转化成所需要的油品;③抽出(溶剂处理)液化法，把煤与沥青一起加热，经反应生成液体油品，可采用乙烷萃取油，提高油品质量。此法的优点不需要加氢，有利于降低成本。

间接液化法也叫合成液化法，是先将煤气化，然后利用合成工艺液化。影响煤液化法有效性和经济性的关键因素是提供高效催化剂和廉价的氢气。直接液化法正在向深度转化和降低氢耗的方向发展;间接液化法由于合成燃料装置的技术性很复杂、投资大，致使工业化的进程比较慢。从长远的观点看，由于石油的储量很有限，煤液化法的继续研究与开拓仍然是很有发展前途的能源技术方向。 2100433B

煤直接液化方法主要有溶剂精炼煤法、氢煤法、供氢溶剂法、两段催化液化法和煤油共炼法。

溶剂精炼煤法(solvent refined coalprocess简称SRC) 煤与自身液化油为溶剂制成油煤浆直接加氢的工艺。煤在溶剂中借助高温和氢压作用溶解或解聚，进而又发生加氢裂解，生成较小分子碳氢化合物、轻质油和气体。

按加氢深度的不同，SRC法又分为SRC—Ⅰ和SRC—Ⅱ两种。SRC—Ⅰ法以生产固体、低硫、低灰、热值约38.7MJ/kg的溶剂精炼煤为主，用作锅炉燃料，也可以作为炼焦配煤的粘合剂、炼铝工业的阳极焦、生产碳素材料的原料或进一步加氢裂解成液体燃料。SRC—Ⅱ法是SRC—Ⅰ法的改进，煤液化反应器的液态产物的一部分再循环，作为配制煤浆的部分溶剂，以生产液体燃料为主。

两种方法的工艺过程基本相似。煤和液化过程的循环溶剂制成煤浆，与氢气混合后，经过预热进入溶解液化反应器，反应产物有气体、液体和固体残余物，先分出气体，液态混合物再经过蒸馏切割出馏分油。在SRC—Ⅰ法中，蒸馏釜底物需要过滤，将液体与未溶解煤及矿物质分离，滤液再进行减压闪蒸，分出重质油，剩余物即是溶剂精炼煤 (SRC)。

氢煤法(H-coal process) 采用加压沸腾床反应器进行煤的催化加氢的液化工艺。煤借助高温和催化剂的作用，在氢压下裂解成较小分子的液态烃类燃料。由美国碳氢化合物研究公司 (HRC) 于1973年开发，其特点是采用石油渣油的催化加氢裂化的沸腾床反应器和高活性催化剂，由煤直接制取合成原油或洁净燃料油。

煤的循环溶剂制成煤浆，与氢气混合后，经过预热进入装有颗粒状Co—Mo/Al₂O₃催化剂的沸腾床反应器。由于反应器的特殊结构，内部设有循环管，底部装有循环泵及粒度适当的煤粒和催化剂颗粒，反应过程中的残煤、矿物质及气、液态产物从反应器顶部导出，少部分则由循环管导出，经循环泵再返回反应器，催化剂仍留于反应器内，且保持沸腾状态。反应过程中连续排放少量已使用过的催化剂(每天1%～3%)，新催化剂由反应器顶部补充，以稳定床层内催化剂的活性。煤浆在氢压20MPa、温度425～450℃、煤速240～800kg/(h·m3)、催化剂补充量每吨煤为0.23～1.4kg条件下加氢液化，液态产物在闪蒸器分出轻质油后，用水力旋流器分出循环溶剂油，然后经过常压、减压蒸馏切割各种馏分油。

供氢溶剂法(exxon donor sovent process 简称EDS) 煤借助供氢溶剂作用，在一定温度和压力下溶解加氢液化的工艺。美国埃克森研究和开发公司于1976年开发，1985年完成日处理煤250t半工业试验装置，烟煤油收率是55%～60%，次烟煤是40%～45%，褐煤是47%，油品主要成分是轻、中质馏分油。该法特点是循环溶剂的一部分在一个单独的固定床反应器中，用高活性催化剂预先加氢，变成供氢溶剂。

煤和预加氢的供氢溶剂及循环溶剂制成煤浆，与氢气混合后，经过预热进入液化反应器，反应温度420～450℃，压力 10～14MPa，停留时间为30～100min，液态反应产物分馏成馏分油和循环溶剂油。该法液化烟煤时，C₁～C₄气体烃产率22%，馏分油中石脑油占37%，中质油 (180～340℃) 占37%。已利用EDS法设计出日处理11000t煤液化工厂，年出产品130×10t。

两段催化液化法(CTSL) 煤在2个沸腾床反应器(二段)中，经高温催化加氢裂解成较低分子的液化产物的方法。美国碳氢化合物研究公司 (HRI)开发，其特点是煤液化反应过程的第一段和第二段都采用高活性的加氢裂解催化剂(Ni、Mo或Co、Mo颗粒状催化剂) 和沸腾床反应器，2个反应器既分开又紧密相连，使煤的热溶解和加氢反应各自在最佳反应条件下进行，生成较多的馏分油、较少的气态烃，油品质量好，氢有效利用率高。

煤和循环溶剂制成的煤浆，与氢气混合后，经过预热进入第一段反应器，进行煤溶解，煤热解的自由基碎片加氢，从而防止了缩聚反应，生成较多的重质供氢溶剂;第二个反应器反应温度较高，使未转化煤和重质油进一步转变成馏分油，脱除氮、氧和硫杂原子。反应产物首先用氢气淬冷，然后分成气态和液态产物。液态产物通过常压、减压蒸馏，分出馏分油，残渣送到临界脱灰装置 (CSD)，回收沸点高于402℃的重质残油，用作循环溶剂。

煤油共炼法煤和石油渣油(重质馏分)混合制成的煤浆，借高温和催化剂作用，进行加氢裂化和液化反应，将煤和渣油同时转变成馏分油的方法。在反应过程中，渣油作供氢溶剂;煤和灰分促进渣油转变成轻、中质油，防止渣油结焦，吸附渣油中镍、钒重金属，由于这种协同作用，煤油共炼比煤或渣油单独加工油收率高，氢耗低，可以处理劣质油，工艺过程比单独液化煤简单，建厂投资低，是发展煤直接液化的过渡技术。

美国碳氢化合物研究公司(HRI)开发的两段煤油共炼法(HRI·COP)是比较先进的技术。石油渣油和煤制成含煤40%～50%的煤浆，同氢气混合后，经过预热，依次通过装有颗粒状的钴钼和镍钼催化剂的2个沸腾床反应器，在温度400～470℃、压力15～20MPa下进行加氢裂化和液化反应，液态产物用常压、减压蒸馏法切割回收轻、中质馏分油。

根据国内外大量的研究工作，可概括成如下几点：①煤不是组成均一的反应物，煤中有易液化的成分，也有难液化的成分；②煤液化包括一系列的顺序反应和平行反应，但以顺序反应为主，也即反应产物的相对分子质量由高到低，结构从复杂到简单，出现的时间先后大致有一次序；③前沥青烯和沥青烯是中间产物，它们的组成是不确定的，在不同反应阶段，生成的沥青烯和前沥青烯肯定不同，由它们转化成油的速率较慢，需活性较高的催化剂；④也有可能发生结焦的逆反应。

煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。

（1）煤直接液化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。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。

（2）煤间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400℃、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到石油产品的等级。一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。

煤直接液化技术研究始于上世纪初的德国，1927年在Leuna建成世界上第一个10万吨/年直接液化厂。1936～1943年间，德国先后建成11套直接液化装置，1944年总生产能力达到400万吨/年，为德国在第二次世界大战中提供了近三分之二的航空燃料和50%的汽车及装甲车用油。第二次世界大战结束，美国、日本、法国、意大利及前苏联等国相继开展了煤直接液化技术研究。50年代后期，中东地区廉价石油的大量开发，使煤直接液化技术的发展处于停滞状态。1973年，爆发石油危机，煤炭液化技术重新活跃起来。德国、美国及日本在原有技术基础上开发出一些煤直接液化新工艺，其中研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低液化油生产成本的目的。不少国家已经完成了中间放大试验，为建立商业化示范厂奠定了基础。