文档介绍：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。
炭料名称
孔隙率/%
反应性(于1050℃,CO2)/〔mL/(g·s)〕
比电阻/(Ω·cm)
强度/%
褐煤中温焦
36~45
-
70
前苏联列库厂半焦
38
长焰煤半焦
50~55
66~80
英国气煤半焦
-
60%气煤配煤焦炭
-
80
冶金焦(10~25mm)
44~53
~
~
77~85
半焦和焦炭性质的对比
煤焦油
黑褐色液体,~;
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。
,它与焦油上水
的区别是呈酸性或中性。焦油下水中含有低级醇类、甲酸和其他可溶于水的
酸类以及酚类,也含有含硫和含氮化合物。
煤气
低温干馏煤气密度为:~
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。褐
煤低温干馏煤气的烃类含量低,烟煤的含量可高达65%,所以其煤气热值
~.
低温干馏煤气主要用于本企业加热和其他用途,多余的煤气可做民用煤气,
也可做化学合成原料气。