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我国煤炭资源丰富,而油气资源相对贫乏。现如今,煤炭资源利用率较低,大多采用直接燃烧的方式,对环境污染严重。煤炭直接液化技术作为一种生产可替代运输燃料油的清洁煤技术,越来越引起人们的关注。煤直接液化过程是指煤在高温高压下,催化加氢反应生成液体燃料及少量气体的过程,是一个复杂的物理和化学过程的结合。煤直接液化反应机理和动力学的研究有利于反应器设计以及工艺流程的优化。本论文以中国神华煤制油化工有限公司上海研究院0.01t/d神华煤直接液化工艺连续装置试验数据为基础,建立适合神华煤的直接液化反应集总动力学模型,在保证液化反应升温阶段和恒温阶段是一个连续整体的前提下,使用BFGS变尺度法优化计算分别获得了两阶段模型参数。研究结果表明：液化反应升温阶段模型预测的组分收率计算值和试验值平均相对偏差、绝对偏差分别为2.74%、1.84%,反应恒温阶段动力学模型预测的组分收率计算值和试验值平均相对偏差、绝对偏差分别为6.61%、1.20%,拟合结果良好,模型可以较好反映神华煤直接液化反应过程。为了进一步预测动力学模型中气体集总及液化油集总内不同气体分子和窄馏分油组成分布,开发了其与反应条件、液化反应产物集总组分分布相关联的关联模型,且关联模型拟合效果良好。同时,本研究引入化工流程模拟软件Aspen Plus实现了神华煤直接液化煤浆制备单元和液化反应单元以及分离工艺的流程模拟及连续装置的全流程模拟。由于Aspen Plus通用流程模拟软件内置的反应单元模块不能满足复杂的煤直接液化反应过程模拟的需要,故本文利用Aspen Plus软件的二次开发平台,使用Fortran语言开发了煤直接液化预热器和反应器的用户模型,并编写了接口程序使用户模型可以与Aspen Plus软件中内置单元操作模型相链接。根据已取得的神华煤液化油性质等基础数据,用Aspen Plus软件对煤液化油窄馏分段建立虚拟组分模型,使用COAL-LIQ性质方法对各窄馏分的临界性质进行估算。在Aspen Plus平台上建立了煤液化反应气液平衡体系,分别采用不同的物性方法对高温分离器及低温分离器气液相平衡进行模拟,并将模拟计算所得结果与实验值进行对比。最终高温分离器选用GRAYSON物性方法,低温分离器选用UNIFDMD-RKS物性方法。