《煤化学工业》PPT课件.ppt

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1、煤 化 学 工 业组 长 ： 梁 晓 满组 员 ： 李 依 珊 智 明 明 郝 嘉 岐幻 灯 片 制 作 ： 李 依 珊 梁 晓 满幻 灯 片 解 说 ： 智 明 明 主 要 内 容 煤 化 工 发 展 简 史 煤 化 工 范 畴 炼 焦 粗 苯 的 回 收 煤 的 气 化 煤 化 工 发 展 简 史 煤 化 工 的 发 展 始 于 18世 纪 后 半 叶 ， 19世 纪 形 成 了 完整 的 煤 化 学 工 业 体 系 。 进 入 20世 纪 ， 许 多 有 机 化 学 品 多 以煤 为 原 料 生 产 ， 煤 化 学 工 业 成 为 化 学 工 业 的 重 要 组 成 部 分 。 20世

2、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

3、 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 范 畴 煤 化 工 是 指 以 煤 为 原 料 ， 经 化 学 加 工 使 煤 转 化 为 气 体 、 液 体 和 固体 燃 料 以 及 化 学 品 的 过 程 。 煤 气化 煤 气 净 化 氨 合 成 煤 气 甲 醇 合 成 甲 醇 甲 醇 毛 比 尔 法 汽 油 费 托 合 成 液 体 燃 料 、 化 学 品 乙 酐 合 成 乙 酐 、 乙 酸 甲 酯 直接 液化 加 工 液 体 燃 料 、 化 学 品 炼焦 焦 炉 煤 气

4、 分 离 城 市 煤 气粗 苯 苯 、 甲 苯 、 二 甲 苯 煤 焦 油 加 工 萘 、 蒽 、 吡 啶 、 酚 沥 青 、 碳 素 制 品焦 炭 电 石 炉石 灰 石 冶 金 焦 电 石 乙 炔 化 学 品 低温 干馏 煤 气 燃 料 气 低 温 煤 焦 油 加 工 液 体 燃 料 、 酚 半 焦 无 烟 燃 烧 、 还 原 剂 气化 原 料其 他加 工 褐 煤 蜡 、 活 性 炭 、 碳分 子 筛 合 成 氨 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

5、 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

6、 、 发 电 燃 料 以 及 碳 质 还 原 剂 等 。 低 温 干 馏 煤 气 可 做 燃 料 气 。 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 500600 为 低温 干 馏 ； 9001100 为 高 温 干 馏 ； 700900 为 中 温 干 馏 。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

7、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 。 煤 焦 油 黑 褐 色 液 体 ， 密 度 一 般 0.951.1g/cm 3;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

8、包 括 苯 、 萘 的 同 系 物 及 其 他 成 分 。 煤 气 低 温 干 馏 煤 气 密 度 为 ： 0.91.2g/cm3 含 有 较 多 甲 烷 及 其 他 烃 类 ， 煤 气 组 成因 原 料 煤 性 质 不 同 而 有 较 大 差 异 。 炼 焦 炼 焦 煤 在 隔 绝 空 气 条 件 下 加 热 到 1000 左 右 （ 高温 干 馏 ） ， 通 过 热 分 解 和 结 焦 产 生 焦 炭 、 焦 炉 煤气 和 炼 焦 化 学 产 品 的 工 艺 过 程 。 炼 焦 的 煤 包 括 ： 气 煤 ， 肥 煤 ， 焦 煤 ， 瘦 煤 ， 贫 煤 。 焦 炭 主 要 用 于 高 炉

9、炼 铁 。 煤 气 可 以 用 来 合 成 氨 ，生 产 化 肥 或 用 作 加 热 燃 料 。 炼 焦 所 得 化 学 产 品 种 类 很 多 ， 特 别 是 含 有 多 种 芳香 族 化 合 物 ， 主 要 有 硫 酸 铵 、 吡 啶 碱 、 苯 、 甲 苯 、二 甲 苯 、 酚 、 萘 、 蒽 和 沥 青 等 。 倒 焰 式 焦 炉 废 热 式 焦 炉 蓄 热 式 焦 炉 。 化 学 成 分 高 炉 和 铸 铁 的 焦 炭 的 化 学 成 分灰 分 焦 炭 的 灰 分 越 低 越 好 ， 灰 分 每 降 低 1%， 炼 铁 焦 比 可 降 低 2%， 渣 量 较 少 2.7%2.9%，

10、高 炉 增 产 约 2.0%2.5%。硫 分 硫 分 转 移 到 生 铁 中 ， 使 生 铁 呈 热 脆 性 ， 加 快 生 铁 腐 蚀 。 挥 发 分 焦 炭 挥 发 分 是 鉴 别 焦 炭 成 熟 的 一 个 重 要 指 标 ， 成 熟 焦 炭 的 挥 发 分 为 1%左 右 ； 当 挥 发 分 高 于 1.5%时 ， 则 为 生 胶 。水 分 焦 炭 水 分 一 般 为 2%6%。 焦 炭 水 分 要 稳 定 ， 否 则 将 引 起 高 炉 炉 温 波 动 ， 并 给 焦 炭 转 鼓 指 标 带 来 误 差 。碱 性 成 分 K2O、 NaO对 焦 炭 在 高 炉 中 的 性 状 影 响

11、 大 ， 严 重 降 低 焦 炭 强 度 。 炼 焦 原 理 干 燥 预 热 胶 质 体 形 成 半 焦 形 成 焦 炭 形 式 炼 焦 是 将 煤 放 在 焦 炉 中 加 热 ， 随 着 温 度 的 升 高 （ 1000 左右 ） 。 煤 中 有 机 质 逐 渐 分 解 ， 其 中 ， 挥 发 性 物 质 呈 气 态 或蒸 汽 状 态 逸 出 成 为 煤 气 或 煤 焦 油 ， 残 留 下 不 挥 发 性 产 物 就是 焦 炭 。 焦 炭 生 产 工 艺 流 程焦 炭 生 产 过 程 分 为 ： 洗 煤 ， 配 煤 ， 炼 焦 ， 焦 炭 处 理 等 工 序 ，工 艺 流 程 如 下 ： 1

12、.洗 煤 原 煤 在 炼 焦 之 前 ， 先 进 行 洗 选 。 目 的 是 降 低 煤 中 所 含 的 灰 分 和 去 除 其 他 杂 质 。 2.配 煤 将 各 种 结 焦 性 能 不 同 的 煤 按 一 定 比 例 配 合 炼 焦 。 目 的 是 在 保 证 焦 炭 质 量 的 前 提 下 ， 扩 大 炼 焦 用 煤 的 使 用 范 围 ， 合 理 地 利 用国 家 资 源 ， 并 尽 可 能 地 多 得 到 一 些 化 工 产 品 。 3.炼 焦 将 配 合 好 的 煤 装 入 炼 焦 炉 的 炭 化 室 ， 在 隔 绝 空 气 的 条 件 下 通 过 两 侧 燃 烧 室加 热 干 馏

13、 ， 经 过 一 定 时 间 ， 最 后 形 成 焦 炭 。 4.炼 焦 的 产 品 处 理 将 炉 内 推 出 的 红 热 焦 炭 送 去 熄 焦 塔 熄 火 ， 然 后 进 行 破 碎 、 筛 分 、 分 级 、 获得 不 同 粒 度 的 焦 炭 产 品 ， 分 别 送 往 高 炉 及 烧 结 等 用 户 。 熄 焦 方 法 有 干 法 和 湿 法 两 种 。 湿 法 熄 焦 是 把 红 热 焦 炭 运 至 熄 焦 塔 ， 用 高 压 水 喷 淋 60 90s。干 法 熄 焦 是 将 红 热 的 焦 炭 放 入 熄 焦 室 内 ， 用 惰 性 气 体 循 环 回 收 焦 炭 的 物 理 热

14、 ，时 间 为 2 4h。 在 炼 焦 过 程 中 还 会 产 生 炼 焦 煤 气 及 多 种 化 学 产 品 。 焦 炉 煤 气 是 烧 结 、 炼 焦 、炼 铁 、 炼 钢 和 轧 钢 生 产 的 主 要 燃 料 。 炼 焦 化 学 产 品 的 回 收 与 精 制 煤 焦 化 工 学 产 品 回 收 和 精 制 流 程 组 分 与 组 成 炼 焦 过 程 析 出 的 挥 发 性 产 物 ， 简 称 为 粗 煤 气 。 粗 煤 气 中 含 有 许 多 化 合 物 ， 包 括 气 态 物 质 ， 如 H2、 甲 烷 、 CO、 CO2等 ； 烃 类 ； 含 氧 化 合 物 ， 如 酚 类 ；

15、含 氮 化 合 物 ， 如 氮 、 氰 化 氢 、 吡 啶 类和 喹 啉 类 等 ； 含 硫 化 合 物 ， 如 硫 化 氢 、 二 氧 化 硫 和 噻 吩 等 ； 水 蒸 气 。 粗 煤 气 组 成 的 影 响 因 素 主 要 是 ： 炼 焦 温 度 和 二 次 热 解 作 用 。 煤 热 解 生 成 的 粗 煤 气 由 煤 气 、 焦 油 、 粗 苯 和 水 构 成 。低 温 干 馏 技 术 的 发 展 低 温 煤 焦 油 主 要 是 有 褐 煤 和 高 挥 发 性 的 烟 煤 经 低 温 （ 500-700 ） 干馏 得 到 的 焦 油 ， 是 煤 受 热 分 解 的 初 级 产 物 。

16、 干 馏 温 度 一 般 在 900 以 下 ， 如 干 馏 产 品 以 焦 油 为 主 要 产 品 ， 则 干 馏终 温 低 于 600 ， 即 低 温 干 馏 ； 如 干 馏 产 品 以 半 焦 为 主 要 产 品 ， 则 干 馏 终温 在 800 900 ， 即 中 温 干 馏 。低 温 煤 焦 油 的 加 工 利 用 现 状 粗 苯 回 收粗 苯 ： 脱 氨 后 的 焦 炉 煤 气 含 有 苯 系 化 合 物 ， 其 中 以 苯 的 含 量 为 主 ，称 之 为 粗 苯 。粗 苯 组 成 和 性 质 ：粗 苯 组 成 （ %）苯 甲 苯 二 甲 苯（ 含 乙 基苯 ） 三 甲 苯 和乙

17、 基 甲 苯 不 饱 和 化合 物 硫 化 物5557 1122 2.56 12 712 0.31.8 淡 黄 色 ， 透 明 ， 液 体 ， 比 水 轻 ， 不 溶 于 水 ， 易 挥 发 易 燃 。 l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

18、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 间 接 液 化煤 炭 的 间 接 液 化 是 煤 气

19、化 产 生 合 成 气 （ CO+H2） ， 再 以 合 成 气 为 原 料 合 成 液 体 燃 料 和 化 学 产 品 。反 应 器 类 型 ： 固 定 床 反 应 器 、 气 流 床 反 应 器 、 浆 态 床 反 应 器 。煤 气 化 直 接 液 化煤 炭 的 间 接 液 化 是 将 煤 在 较 高 温 度 和 压 力 下 与 氢 气 反 应 使 其 降解 和 加 氢 ， 从 而 转 化 为 液 体 油 类 的 工 艺 。直 接 液 化 与 间 接 液 化 的 对 比 ： 直 接 液 化 热 效 率 较 高 ， 对 原 料 的要 求 高 ， 较 适 合 于 生 产 汽 油 和 芳 烃 ； 间 接 液 化 允 许 液 化 采 用 高 灰 分 的 劣 质 煤 ， 较 适合 于 生 产 柴 油 、 含 氧 的 有 机 化 工 原 料 和 烯 烃 等 。