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煤化工基础知识

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目录

煤化工概述

煤的气化技术

煤的液化技术

煤的干馏技术

焦油加工与电石乙炔化工

煤化工的环保与节能

01

煤化工概述

定义

煤化工是以煤为原料，通过化学加工将其转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。

特点

煤化工产品种类多、附加值高，但工艺复杂、能耗高、污染严重。

定义与特点

煤化工的发展历程

早期发展

中国在公元前就开始利用煤进行冶炼和烧陶瓷，明代已用焦炭冶铁，但煤化工的工业体系形成于近代工业革命之后。

近代发展

现代发展

随着钢铁工业的兴起，煤化工逐渐发展成为重要的工业部门，为工业生产提供了大量的燃料和原料。

随着石油化工的兴起，煤化工在能源和化工领域中的地位逐渐下降，但仍保持着一定的市场份额和发展潜力。

煤化工的主要类型

煤的气化

将煤转化为气体燃料，如煤气化制合成气、合成氨等。

煤的液化

将煤转化为液体燃料，如煤制油、煤制甲醇等。

煤的干馏

将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的化学反应，获得焦炭、煤焦油等产品。

煤焦油加工

从煤焦油中分离出苯、酚、萘等化工原料。

02

煤的气化技术

煤气化定义

煤气化是指煤或焦炭、半焦等固体燃料在高温常压或加压条件下与气化剂反应，转化为气体产物和少量残渣的过程。

煤气化原理

工艺流程

煤气化原理及工艺流程

煤气化原理是利用气化剂（水蒸气、空气或氧气等）与煤进行高温化学反应，将煤中的有机物质转化为气体产物，同时去除煤中的灰分和硫分等杂质。

煤气化的工艺流程包括煤的破碎、气化剂的预热、气化反应、气体净化等步骤。

反应条件

煤气化反应需要高温、高压、气化剂存在等条件。温度一般在800℃以上，压力在2-10MPa之间。

影响因素

煤的种类、气化剂的种类和浓度、反应温度、压力、停留时间等因素都会对煤气化反应产生影响。

煤气化反应条件与影响因素

煤气化可以生产各种燃料煤气，如空气煤气、半水煤气、水煤气等，这些煤气可以作为工业窑炉用气和城市煤气。

生产燃料煤气

煤气化产生的合成气可以用于合成氨、合成甲醇和合成液体燃料等，是化学工业的重要原料。

制造合成气

煤气化技术是煤化工领域的重要技术之一，可以用于煤的清洁高效利用和减少环境污染。

煤化工领域

煤气化技术的应用领域

03

煤的液化技术

煤液化定义

煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称。

煤液化原理及分类

煤液化原理

利用煤产生氢和一氧化碳的混合气体，在催化作用下转化为液态碳氢化合物燃料；或直接高温热解煤产生蒸气，蒸气凝结成燃料油；或把粉碎的煤与油混合，再经过热催化反应达到液化的目的。

煤液化分类

分为直接液化和间接液化两类。

直接液化技术与工艺流程

直接液化技术

高温热解法和溶剂萃取法。

工艺流程

煤的破碎→加氢→热解→冷凝→分离→精制。

关键技术

加氢催化剂的选择和使用、热解温度和压力的控制、冷凝和分离技术的应用。

产品特点

直接液化得到的液体燃料具有较高的热值和较低的硫含量。

先将煤气化制成合成气，再通过合成气合成液体燃料。

煤的气化→合成气净化→合成反应→产品分离和精制。

煤气化技术的选择和优化、合成气净化技术的改进、合成反应催化剂的研发。

间接液化得到的液体燃料热值高、硫含量低，且原料适应性强，可用于生产各种燃料和化学品。

间接液化技术与工艺流程

间接液化技术

工艺流程

关键技术

产品特点

04

煤的干馏技术

煤干馏原理

煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物。

煤干馏分类

按加热终温的不同，煤干馏可分为高温干馏、中温干馏和低温干馏。

煤干馏原理及分类

高温干馏

加热终温在900～1100℃，称为焦化。

高温干馏产品

焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等，焦炭是高温干馏的主要产品，用于高炉冶炼、铸造和化工等。

高温干馏技术与产品

加热终温在500～600℃，称为低温干馏。

低温干馏

半焦、低温煤焦油、低温焦炉煤气等，半焦是低温干馏的主要产品，可用作高炉喷吹燃料或气化原料等。

低温干馏产品

低温干馏技术与产品

05

焦油加工与电石乙炔化工

焦油加工工艺及主要产品

主要产品

酚类、吡啶碱、洗油、萘、蒽等，这些产品是化学工业的重要原料，可用于生产塑料、染料、合成纤维等。

焦油加工工艺

将煤高温干馏，产生的煤焦油通过蒸馏、萃取等方法进行深加工，得到各种芳香烃化合物、酚类、吡啶碱等产品的过程。

电石乙炔化工原理

利用电石（碳化钙）与水反应生成乙炔，乙炔再经过炔烃化、聚合等反应，合成有机化合物的过程。

工艺流程

电石乙炔化工原理及工艺流程

将电石破碎、筛分，与水在发生器中反应产生乙炔，乙炔经过净化、压缩，送入反应器进行聚合反应，生成聚乙烯、聚氯乙烯等产品。

01

02

用于制作管道、电缆、人造革等。

聚氯乙烯

聚乙烯

乙炔黑

用于制作塑料袋、保鲜膜、塑料瓶等。

用于橡胶、塑