煤化工工艺1_832202838.ppt

煤化工工艺 骞伟中2008 9 16 内容简介 化工工艺煤 天然气 石油的区别煤化工的重要过程炼焦过程的热量回收城市煤气中苯 萘的回收煤造合成气合成气制备合成氨煤加氢液化煤等离子体法制备乙炔 化工工艺 重要性 课程特点 起始对象变化 其工艺可能完全不同讲解顺序 按照某一产品的生产原理 工艺条件 生产工艺 生产设备的顺序 工厂里当总工的人永远是工艺出身 而不是仪表出身 特点 不再是独立的知识而是各种知识的结合需要物理 化学 反应 分离 系统 动力学 热力学等各种知识的灵活应用在适宜的地方 使用适宜的技术 没有最好 只有最合适 哲学基础 一切出实际出发 具体问题具体分析举一反三 触类旁通 煤对中国未来化工与能源的意义 中国缺油 缺气 富煤中国长久以来的能源结构 煤 67 油 25 天然气 2 5 水电 6 8 2006中国一年兴建的火电站大于英国全部电站的规模从目前来说 煤对能源的意义远大于对化工的意义 2005煤炭的用途火力发电 46 炼焦 17 建材 13 化工 5 供热 20 煤 天然气 石油的区别 天然气石油煤 气体 分子量16 CH4 液体 分子量200 300 C20H42 固体 碳 氢 氧占95 化工产品的特征 碳氢组成的化工产品 几属有机类化工产品 甲醇CH3OH醋酸CH3COOH乙炔C2H2乙烯C2H4丙烯C3H6丁二烯C4H6苯C6H6甲苯C7H8二甲苯C8H10汽油C8 辛烷 柴油C12 C16 十六烷 衍生产品 橡胶树脂塑料染料医药炸药 聚乙烯 聚丙烯聚酸酸乙烯 聚氯乙烯聚氨酯 聚碳酸酯尼纶 酚醛树脂尿醛树脂 环氧树脂丙烯酸酯 有机玻璃玻璃钢阿斯匹林维生素C 基础产品 不同原料的加工特性 原油 液体 密度大 体积小 易输送 氢碳比 2 1 与分子量与目标产物最接近 化学性质活泼 方便加工天然气 气体 密度低 体积大 易输送 氢碳比大 4 1 分子量比目标产物小很多 化学性质惰性 不易加工煤 固体 密度大 氢碳比小 分子量比目标产物大很多 化学惰性 不易加工 煤制化工品的分子设计思路 煤焦化 妥协法 将煤中有机物干馏出来使用 同时生成焦碳炼铁与发电直接法 勇气可嘉法 在高温高压条件下 将氢气与煤中的有机物作用 变为液体燃料 然后再加工为化学品或能源 间接法 识时务法 先将煤切割成小分子 然后再进行小分子的组装 煤在高温环境中与氧气或水蒸汽作用 变为合成气 CO H2 然后做甲醇与二甲醚煤在高温下与氧化钙作用 生成电石 电石与水作用生成乙炔 煤化工发展简史 18世纪中叶 由于炼铁业的需要 炼焦化工发展 煤化工发展简史 1920 1930 煤化工发展简史 二战 德国1932 CO加氢合成液体燃料 费托合成 1931 煤直接液化制备液体燃料 诺贝尔奖 低温干饱焦油处理后作海军船用燃料二战末期 利用加氢液化法用煤和焦油得到的液体燃料总量达480万吨 年 煤焦油中的芳烃与杂环化合物 制备染药与炸药 煤化工发展简史 二战后 大量廉价与更加清洁石油 天然气的开采 使得煤在世界能源中的比例由65 70 降到25 27 南非 煤化工一枝独秀 煤化工发展简史 1973 中东战争 石油大涨价多种直接液化与间接法兴起 现在 甲醇工业大发展合成氨工业是命脉氯乙烯工业 乙烯法与乙炔法三十年河东 三十年河西 合成气制备二甲醚 代替柴油甲醇制备丙烯 合成聚丙烯甲醇制备芳烃 做最重要的基础化学品 不同煤化工工艺的温度选择 煤气化 以水或氧气 空气为介质 生成CO与H2 800 1300 煤焦化 隔绝空气加热 生成焦炭与煤气及芳烃 1000 低温干馏 生成焦油与半焦 500 600 煤加氢直接液化 与氢气作用 生成液体燃料 400 500 典型固体产品流程 问题 用什么介质来使高温焦炭降温 得到产品 并且尽可能考虑能量损失最低 干法熄焦 煤气中苯 萘的回收 焦炉煤气含20 40g m3 55 常压下苯的饱和蒸汽压所对温度为80 5 Ln P 1 t 横坐标 关系图 回收率与温度的关系 吸收解吸流程 煤制合成气之一 生活常识 向燃烧碳的火炉子里倒点水 会出现什么现象 C H2O CO H2 CO2 发生的条件是什么 实际过程中参与的物种有哪些 工业上的半水煤气炉 半水煤气法的优缺点 气体组分含氮气 如果用于合成甲醇就不合适如果用于合成氨工艺就很合适 加煤等过程如果不连续 则相当于间歇生产 生产能力低煤块在炉内的装填量会变化 操作不稳煤块在炉内静止 产生的炉渣处理复杂 有粘壁的可能性 改进 水煤浆法 德士古技术 把煤磨成细粉 与水一起配成流体 直接用泵打入煤气制造炉用纯氧代替空气 生成合成气 优点 连续 产量大操作生产强度降低气体产品质量好 适用性广 缺点 含水量大 要将水全部汽化需要高温操作 能耗高煤质要求高高温下煤气炉的损蚀度大 改进 煤干粉气化 优点 对煤质要求大大降低适用性广 气体质量更高能耗低 缺点 四大关键环节粉煤制备粉煤密相输送粉煤气化气体净化 不同气固反应器的特性 用于煤气化的反应器 固定床 6 50mm 流化床气化炉 煤 煤焦 水蒸汽氧气 煤气 带出物 3 5mm 气流床气化炉 70 小于70um 熔池气化炉 6mm 作业 查阅资料 详细总结水煤浆法与干粉气化法的工艺条件 原料消耗 气体产品质量查阅资料 找到工业上另一种重要的煤气化技术 提示 德国的 总结其原理 工艺条件与优缺点写300字的体会 前人在发展不同煤气化工艺的过程中 遵循了什么原则 查阅资料 讨论不同煤气化技术中我国应用的情况 比如包括最早是什么 然后不同年代引进了什么技术 现在什么技术是主流