煤化工技术.ppt

煤气化 煤化工主要研究方向介绍 煤气化是一个热化学过程。 以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在 高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。 煤的气化类型可归纳为五种基本类型：自热式的水蒸气气化、外热式水蒸气气化、 煤的加氢气化、煤的水蒸气气化和加氢气化结合制造代用天然气、煤的水蒸气气化 和甲烷化相结合制造代用天然气。 自热式煤的水蒸气气化 外热式煤的水蒸气气化 煤的加氢气化 煤的水蒸气气化和加氢气化相结合 煤的水蒸气气化和甲烷化相结合 煤气化的另外一种方式：煤炭的地下气化 煤气化方法分为：固定（移动床气化法）、流动床气化法、气流床气化法 煤炭气化联合循环发电（IGCC） IGCC工艺方块流程 二O一O年十月 煤 化 工 生 产 技 术 主要内容 煤化工发展简史 煤化工的范畴 煤化工主要研究方向 未来煤化工产业的发展趋势 煤化工发展简史 发展于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化学工业体系，20世纪煤 化学工业成为化学工业的重要组成部分； 1920年~1930年间，煤的低温干馏发展较快，半焦用于民用无烟燃料， 焦油进一步加氢生产液体燃料； 1931年，Bergius开发成功煤直接液化技术，获得诺贝尔化学奖； 二战期间，德国发明F-T合成法，同时大力发展煤低温干馏技术，发展 煤焦油综合利用技术； 二战结束后由于廉价石油的发现，煤化工技术的开发陷入搁置阶段。南 非由于石油短缺大力发展煤化工合成液体燃料（SASOL）。 1973年由于中东战争和石油价格大涨，使得煤生产液体燃料及化学品 的方法又受到重视，欧美等国家加强了煤化工研究的开发工作，取得了 进展； 20世纪80年代后期，煤化工有了新突破，成功地由煤制成乙酐：煤气 化制成合成气，再合成乙酸甲酯，进一步进行羰化制乙酐； 2005年，中国所产煤46%用于火力发电；17%用于炼焦；13%建材工 业；5%化学工业；余为供热等其他用煤。 炼焦化学工业年用煤超过2×108吨，生产冶金焦炭居世界首位，化学 肥料工业生产煤炭成为主要原料，以煤为原料生产的甲醇和以电石为原 料生产的氯乙烯占很高比例，萘、蒽等产品则全部来自炼焦化学工业。 煤化工的范畴 煤化工分类及产品示意图 煤焦化主要生产炼钢用焦炭，同时生产焦炉煤气、苯、萘、蒽、沥青以 及碳素材料等产品； 煤气化生产合成气，是合成液体燃料、乙醇、乙酐等多种产品的原料； 煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。煤间 接液化是由煤气生产合成气，再经催化合成液体燃料和化学产品。 煤低温干馏生产低温焦油，经过加氢生产液体燃料，低温焦油分离后可 得有用的化学产品。低温干馏的半焦（兰炭）可用作无烟燃料，或用作 气化原料、发电燃料以及碳质还原剂等。低温干馏煤气可做燃料气。 煤化工主要研究方向介绍 煤的低温干馏 煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程， 称为煤干馏（或炼焦、焦化）。按加热终温的不同，可分为：500~600℃ 为低温干馏；900~1100 ℃为高温干馏；700~900 ℃为中温干馏。 褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤等低阶煤，适用于低温干馏加工。 一般煤低温干馏产物和组成取决于原料煤的性质、干馏炉结构和加热条件。 一般焦油产率6%~25%；半焦产率为50%~70%；煤气产率为80~200m3/t。 煤低温干馏产品 半焦 半焦的孔隙率为30%~50%，反应性和比电阻率都比高温焦炭高； 原料煤的煤化度越低，半焦的反应能力和电阻越高； 半焦强度低于焦炭。 77~85 0.012~0.015 0.5~1.1 44~53 冶金焦（10~25mm） 80 - 2.2 49.8 60%气煤配煤焦炭 54.5 - 2.7 48.3 英国气煤半焦 66~80 6.014 7.4 50~55 长焰煤半焦 61.8 0.921 8.0 38 前苏联列库厂半焦 70 - 13.0 36~45 褐煤中温焦 强度/% 比电阻/(Ω·cm) 反应性（于1050℃，CO2）/〔mL/(g·s）〕 孔隙率/% 炭料名称 半焦和焦炭性质的对比 煤焦油 黑褐色液体，密度一般0.95~1.1g/cm3； 含有酚类达35%；有机碱1%~2%；烷烃2%~10%；烯烃3%~5%；环烷烃 10%；芳烃15%~25%；中性含氧化合物（酮、酯和杂环化合物） 20%~25%；中性含氮化合物为2%~3%；沥青达10%。 低温焦油可生产发动机燃料、酚类、烷烃和芳烃，其中包括苯、萘的同系 物及其他成分。 低温