煤化学绪论·朱银惠PPT课件下载

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煤化学煤化学0绪论概述煤是古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃的有机生物岩。煤1.煤的形成煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95％以上。2.煤的组成3.煤的发热量煤的发热量，又称为煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧后产生的热量。煤的发热量是煤质分析的重要指标之一。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。我国规定以每千克发热量为7000千卡的煤作为标准煤。4.煤的应用煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。我国富煤、缺油、少气的能源蕴藏结构决定了我国经济社会发展对煤炭的高度依赖。在未来相当长一段时期内，煤炭仍将占据我国一次能源的主导地位。煤炭也是一种污染性极大的资源，其开采和燃烧过程产生的矸石、烟尘将严重污染环境，威胁人们身体健康。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。煤化学的主要内容和特点1）煤化工发展简史；2）煤的生成、组成、岩相、结构、分析、性质和分类等；3）煤的各种转化过程机理及其理论基础；4）煤的各种加工产物的组成和性质、煤及其加工产品的合理利用;0.1中国煤炭开采利用历史我国是世界上最早采煤的国家，在沈阳新乐遗址中，发现了六七千年前的煤精制品和煤块，春秋战国时期（公元前770~221年），煤炭称为石涅.魏晋时期（公元220~420年），我国古代煤炭开发和利用有了初步发展,当时称为石墨，后称为石炭；到南北朝时期（公元420~581年），有了煤井和相应的开采技术，煤炭用于生活和冶炼铁等行业.随唐时期（公元581~907年），煤炭开采技术日渐成熟，煤炭广泛用于冶金、陶瓷、民用燃料等。宋代时期（公元960年~1279年），煤的开采技术、规模兴旺发达，河南鹤壁宋元时期的一个古煤井遗址的发掘资料表明，当时的凿井、开拓、巷道布置、凿煤、井下运输、排水、提升、通风、照明等技术门类，不仅成熟且成龙配套，形成了系统的采煤技术体系。这些技术成果，推动了采煤业的长足发展。 煤炭用于冶铁、陶瓷、砖瓦等行业作为燃料，出现了焦炭、炼焦技术日臻完善，到南宋末代出现了煤的名称；元代（公元1279年~1368年），意大利人马可.波罗等旅行家把煤炭的开采、使用技术传播到了欧洲，此时，中国已使用5000年了。明代（公元1368年~1644年），已经掌握了煤矿的勘探、开采、支护、通风、及瓦斯排放、提升、排水煤炭利用等古代完善的开采技术，处于世界领先水平。中国古代煤炭科学技术在明清时期达到了极致。无论是煤矿地质和勘查找煤知识、煤炭开采技术和煤炭综合利用，不仅达到了相当高的水平，而且系统化，有些方面走在世界前列。对各类煤炭的各种性能、特征的深刻认识，并在这些认识的基础上，把煤炭广泛利用到生产生活的各个层面。特别是煤炭分类、煤炭燃烧技术、炼焦技术、煤炭成型加工技术、对煤气中毒及瓦斯的知识、从煤炭中提取各种有用物质的技术方法、把煤炭广泛利用于冶金、陶瓷、升朱、烧砖和石灰、煮盐、医药、建筑、肥田、制墨、漂白、书写、祭祀、制成工艺品等门类与领域，从而为中国近代煤炭综合利用奠定了基础。0.2煤化学科学的兴起发展18世纪后半叶，蒸汽机的普遍使用，煤炭成为世界的主要能源，逐渐形成庞大的产业，能源消费比重由1860年的24%增加到1900年的95%。19世纪形成了完整的煤化学工业体系，催生了煤化学。煤化学是煤科学的一个分支，主要研究煤的生成、组成、岩相、结构、分析、性质、分类、转化过程和合理应用的一门科学；20世纪煤化学工业成为化学工业的重要组成部分。迄今为止，煤化学发展经历了开创阶段、鼎盛时期、衰落和复兴时期三个阶段；1、开创阶段（1831-1913年）从1780年第一次产业革命大规模使用煤炭作为能源就开始研究煤。19世纪30年代，分别解决了煤的起源问题，19世纪40年代，逐步形成了煤的研究方法（显微、热解、溶剂分离和氧化），对煤进行了系统的研究（元素分析、煤的分类系统等），开创了新的煤化学学科。鼎盛时期（1913-1963年）1920年-1930年间，煤炭的利用处于垄断地位，广泛用于机车、航行、炼焦、气化和发电等领域。加大了对煤的研究，涌现出了很多煤化学、煤岩学科学家。1931年，德国发明了煤间接液化的Friecher-Tropsch合成法。贝乌斯（Bergius）开发成功煤直接液化技术，1914年建成1吨/天的中试厂。1945年建立18座工厂，年生产450万吨油。1931年贝乌斯获得诺贝尔化学奖；煤的低温干馏发展较快，半焦用于民用无烟燃料，焦油可提取很多化工原料和进一步加氢生产液体燃料；二战期间，德国发明F-T合成法-煤间接液化法，同时大力发展煤低温干馏技术，发展煤焦油综合利用技术；衰落和复兴时期（1963年以后）二战结束后由于廉价石油的大量开发和运用，煤化工技术的开发陷入停滞阶段。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；南非由于石油短缺大力发展煤化工合成液体燃料（SASOL）。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；其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，化学肥料工业生产中煤炭成为主要原料，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。中国煤炭资源现状一、我国煤炭资源的地位煤炭是我国重要的基础能源。我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，将我国煤炭资源与石油、天然气、水能和核能等一次能源资源相比，探明的资源储量折算为标准煤，煤炭占85％以上。我国能源禀赋并不乐观，主要的一次能源、石油、天然气、煤炭的储采比均低于世界平均水平。值得注意的是，尽管我国的一次能源禀赋结构被称为是“富煤，贫油、少气”，但既有的能源禀赋结构造成煤炭在我国一次能源消费结构中所占的绝对比重达到约70%，“以煤为主”的能源消费结构与欧美国家“石油为主，煤炭、天然气为辅，水电、核能为补充”的情况差别显著。1.中国主要一次能源探明储量情况单位2006年底占全球比例（%）储采比世界平均储采比天然气万亿立方米2.451.341.863.3石油10亿桶16.31.312.140.5煤炭亿吨114512.648147根据BP能源统计，2006年全球煤炭消费比重的平均水平是28%，而我国则高达69%。未来中国能源供应以煤炭为主的格局短期内无法改变，采用各种清洁、高效的方式优化利用煤炭将是解决能源问题、保障国家能源安全的最主要途径。中国煤炭消费比重远高于其他国家36%40%28%25%21%69%0%20%40%60%80%100%全球美国中南美欧洲俄罗斯中东非洲亚太中国日本澳大利亚原油天然气煤炭核能水电1.世界各国能源消费结构新疆煤化工产业发展前景SchoolofChem.&Chem.Eng.X.J.Univ.Prof.FengyunMa★预测煤炭资源量2.19万亿吨，占全国煤炭预测资源总量的40％，位居全国首位。新疆是我国最重要的煤炭资源地之一。★已探明储量1008亿吨，占全国已探明储量的10％，占资源总量的4.6％。1新疆煤与水资源概况1.1煤资源新疆煤炭资源集中分布于4个主要产煤区：准噶尔:7.3k亿吨吐哈巴:7k亿吨西天山:6k亿吨塔里木北缘地区:1.4k亿吨1.1煤资源吐哈巴地区准葛尔地区西天山地区塔里木北缘吐哈煤田吐哈煤田＞5k亿吨，属于世界级大煤田;准东、伊宁煤田＞3k亿吨，属于超级煤田;准南、和什托洛盖、三塘湖煤田＞1k亿吨。1.1煤资源和什煤田准东煤田三塘湖煤田准南煤田伊宁煤田新疆煤炭特点：*低灰、低硫、低磷、高热质、富含油*长焰煤、不粘煤和弱粘煤：81%*气煤90%：适用发电和煤化工原料，*成煤期集中在1.5～2亿年前侏罗纪。*煤层层数多、厚度大、稳定性好。1.1煤资源概况2009年11月在新疆沙尔湖煤田勘查区钻孔，钻探出可采煤层11层，总厚度达301米，其中一处单一煤层的最大厚度达217.14米，再次刷新了全国纪录。新疆部分地区水资源极为丰富。★河流570条★年径流量884亿m3★单位水资源量53,253m3/km2★三大流域：伊犁河流域额尔齐斯河流域塔里木河流域1.2水资源概况区域分布悬殊，实现水资源区域性合理配置的难度较大。《新疆石油化学工业发展第十一个五年规划》提出：★以国家“十一五”规划纲要“发展煤化工，开发煤基液体燃料，促进煤炭深度加工转化”和自治区“十一五”规划纲要“推进以煤炭等为重点的优势资源开发利用”为指导，加强产业发展引导，统筹科学规划，及时跟踪国内煤化工产业发展动态，加大对煤化工产业技术研究工作和项目前期工作力度，积极支持区内重点煤制油、煤化工项目和配套设施建设。★在“十一五”期间适时启动和建设准东煤化工基地，开展百万吨级甲醇和二甲醚的前期工作，继续跟踪MTO、MTP技术和工程化进展情况。2新疆煤化工发展目标2.1总体目标用10－15年左右时间，★建设一批规模大、产品附加值高、配套设施完善、辐射能力强的煤电、煤化工园区；★培育发展一批在国际、国内有竞争力的煤电、煤化工企业和企业集团；★建设成具有世界水平的国家重要特大型煤炭、煤电、煤化工（煤气化、煤液化和煤焦化）产业基地。2新疆煤化工发展目标2.2具体目标2.2.1煤炭2010年，产量达到1亿吨/年，发电用煤2800万吨/年，煤化工用煤2850万吨/年。到2020年，产量达到4亿吨/年，煤电用煤9700万吨/年，煤化工用煤３亿吨／年。2新疆煤化工发展目标2.2.2煤电2010年，煤电装机容量1100万千瓦，其中，西电东输360万千瓦，配套煤化工130万千瓦；到2020年，煤电装机容量4600万千瓦，其中，西电东输2300万千瓦，配套煤化工580万千瓦。2新疆煤化工发展目标2.2.3煤化工目标2010年，化工产品规模达到270万吨/年，煤制油生产规模达到400万吨/年。到2020年，化工产品规模达到2000万吨/年，煤制乙烯、丙烯达到300万吨/年，煤制油达到5000万吨/年。建设四大煤化工基地：准东煤化工基地伊犁煤化工基地库---拜煤焦化基地（库车-拜城）和克拉玛依煤化工基地。2新疆煤化工发展目标2.2.3煤化工目标准东和伊犁煤化工基地：以发展替代能源为主，主要是煤制油、煤制天然气和煤制烯烃等；库---拜煤焦化基地：以发展焦炭为主，与天然气化工相结合，适度发展煤制烯烃；克拉玛依煤化工基地：主要以煤与天然气资源相结合，建设甲醇、聚乙烯、聚丙烯等。2新疆煤化工发展目标2.3投资目标2010年前，煤电、煤化工项目投资约980亿元。★新增煤炭产量5000万吨，投资约125亿元；★新建270万吨煤制甲醇，投资约135亿元；★新建400万吨煤制油，投资约400亿元；★新建煤电装机容量700万千瓦，投资约320亿元。2新疆煤化工发展目标2.3投资目标2011－2020年煤电煤化工项目总投资约8240亿元。新增煤炭产量3亿吨，投资约750亿元；新增甲醇产量2000万吨，投资约800亿元；新增二甲醚产量200万吨，投资约40亿元；新增煤制乙烯产量300万吨，投资约450亿元；新增煤制油产量4600万吨，投资约4600亿元；新建煤电装机规模3600万千瓦,投资约1600亿元。2新疆煤化工发展目标3.1煤制焦炭3.2煤制化肥、醇3.3煤制天然气3.4煤制烯烃3.5煤制油甲烷化F-T合成焦化液化气化煤合成气油品（直接液化）甲醇合成氨天然气油品（间接液化）炼钢、铸造、冶金电石焦炭烯烃二甲醚（DME）汽油、煤油、柴油等尿素、氮磷钾复合化肥发电、化工、民用/工业燃料聚乙烯、聚丙烯等民用燃料、气雾剂C2H2PVC、醋酸乙烯、氯乙烯等煤转化路线图3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.1煤制焦炭重点在库--拜、昌吉等地完成一批大型环保型焦炉改造项目，并扶持新建一批大型焦炭骨干企业。到2020年，全区焦炭生产能力达到1200万吨/年，不仅满足区内消费需求，且积极开拓海外市场。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.2煤制化肥、甲醇新疆已有乌石化、中石化、库尔勒锦化和泽普石化四家大型“气头”合成氨/尿素企业。尿素总产量达到209万吨/年。规划在2008--2020年期间，在准东、伊犁等粮棉主产区，布局十套左右大型煤制合成氨、尿素生产装置，新增煤制合成氨生产能力330万吨/年、尿素生产能力572万吨/年。届时，新疆就成为国家名副其实的氮肥基地。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.2煤制化肥、甲醇目前，塔石化正在库尔勒建设“气头”45万吨/年合成氨、80万吨/年尿素项目，农七师在奎屯筹建“煤头”30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素项目。兖矿新疆能化公司，拟投资40亿元，采用具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆加压气化技术，上马醇氨联产装置，即合成氨30万t/a、尿素52万t/a、甲醇60万t/a。该项目已获得国家、自治区发改委批准。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.3煤制天然气国外，美国于1984年建成了世界上第一个煤气甲烷化特大装置，其规模是天然气7.78×106Nm3/d。国内，大唐国际引进美国的这套技术，正在内蒙多伦启动33.3×106Nm3/d煤气甲烷化项目，其规模是美国第一套装置的4.28倍。新疆，正在紧锣密鼓地酝酿由中科院大连化物所牵头，在乌鲁木齐米东区建设一套12万Nm3/d的煤气甲烷化工业示范装置。目的是在催化剂等关键技术上取得自主知识产权。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.3煤制天然气规划在2015年之前和2016-2020年期间，在准东化工园区分别建设一套120亿Nm3/年的生产装置。目前，神华新疆能源有限公司的煤制天然气、煤制烯烃项目已进入工作议程。到2020年，形成240亿Nm3/年煤制天然气生产能力，作为“西气东输”气源补充，管输送往华东和华南，少量补充疆内民用燃气缺口。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.4煤制烯烃即：甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)。国内：大唐国际在内蒙多伦建设的46万吨/年MTP计划于2008年投产。陕西新兴的60万吨/年MTO将于2010年建成。神华在内蒙包头的80万吨/年MTO已开工建设。新疆：中煤能源、中石化、新疆广汇新能源和新汶矿业等大集团规划在新疆建设MTO项目。规划：2008--2020年，在准东、伊犁和库--拜等煤化工基地建设7~8套60万吨/年或以上MTO装置，总生产能力达到500万吨/年。与石油化工和氯碱化工相补充，最终形成900万吨/年合成材料生产能力。届时，新疆就成为国内最大的合成材料生产基地。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油自上世纪20年代，德、南非、俄罗斯（原苏联）、美、中、日等国家坚持不懈进行煤深加工研究。目前，处于工业中试装置和实验层面的各种煤制取液态燃料的技术有六十多项。3新疆煤化工未来发展的重点工艺表1美、德、日、英、俄和哈等国装置概况国家装置t/d-1试验时间试验地点开发机构现状美国EDS2501979～1985BaytownEXXOH拆除美国H-Coal6001979～1982CatletsburgHRI转存美国SRC1501974～1981TacomaGULF拆除德国ICOR2001981～1987BottropRAG&VEBA改造加工重油和废塑料德国PYROSOL61977～1988SAAR拆除日本NEDOL1501996～1998日本鹿岛NEDO日本BCL501986～1990澳大利亚NEDO拆除英国LSE2.51988～1992BritishCoal拆除俄罗斯CT-57.01983～1990图拉市莫斯科可燃矿物研究所哈萨克斯坦2002005～目前阿可丘宾国家有机催化所和卡拉干达大学3.5煤制油煤液化是涉及到煤化学、有机化学、物理化学、化学工程和过程控制等多学科的系统工程。研究核心：探索煤液化反应机理。研究热点：★采取有效预处理手段，显著改变煤的化学结构；★寻找低压液化催化剂，增强反应活性，温和工艺条件，提高油产率，缩短工艺流程，增大液化反应器的有效体积；★在保证低污染、低消耗条件下，使煤尽可能多地转化为清洁、高热值液体燃料和化工原料。显然，仍然需要在基础研究和工艺开发方面做大量深入、细致的研究工作。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油间接法：即商业性F－T合成。国外：南非的SASOL技术，包括SASOL-Ⅱ流程(1980年)和SASOL-Ⅲ流程(1982年)。该技术建立在易采的褐煤，廉价制取合成燃料（如车用汽油），但经济条件是必须同时生产丙烯等化工原料和合成氨。从1956年到至今，已建成三个大厂，年产油品近500万吨。国内目前在建：内蒙伊泰集团、山西潞安和神华。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油直接法：主要产品是优质汽油、喷气燃料油、柴油、芳烃及炭素化工原料，并副产燃料气、液化石油气、硫磺和氨。尽管诸多文献都认为，煤制取液体产物，直接加氢液化为首选，但落后于F-T技术，已建的十几个产能不等试产厂，无一达到商业性企业水平，都不是Sasol公司的竞争对手。国外：壳牌公司正在大力发展以合成气和天然气为原料的合成液体燃料。杜邦公司致力研究用高效反应炉嫁接F－T合成技术。目的是制取氧饱和燃料，由合成气生产含氧化合物，用作发动机燃料。这一技术不可缺少的工艺环节是必须开发高效的固体燃料气化技术。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油国内研究概况：1970年代末以来，随着石油战略地位不断加重，国内重新开始了煤炭直接液化技术研究。中国煤科总院建成了具有国际先进水平的煤炭直接液化、液化油提质加工和分析检验实验室，开展了大量基础研究和工艺开发工作。主要成绩：找出了15个适宜直接液化的煤种；选出了5种活性较高，具有世界先进水平的催化剂；完成了4种煤的工艺条件试验。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油经过中德、中日和中美政府间科技合作，选择内蒙东胜煤、黑龙江依兰煤和云南先锋煤进行了直接液化前期研究。最终，神华集团在内蒙东胜建设了国内外第一座100万吨/年煤炭直接液化示范装置。据说2009年底投产。新疆规划在准东建煤制油项目，争取到2020年形成2000万吨/年的油品生产规模。神华新疆能源有限公司在基地内建设3百万t/a煤直接液化和3百万t/a煤间接液化项目正进行预科研工作。3新疆煤化工未来发展的重点工艺3.5煤制油目前，煤液化技术虽有较大进步，但同样面临规模放大后设备能否稳定运转、产品是否有市场竞争力、CO2排放、如何提高水利用率和节能减排等主要问题。相对而言，我国对煤液化的基础研究投入较少，而耗资数千万元的示范工程已实施多项。这些工程皆因技术和工艺等原因而纷纷搁浅，教训值得深思。3新疆煤化工未来发展的重点工艺根据煤化工产业发展的主要资源条件，综合考虑煤炭资源、水资源、交通运输等因素，规划了五个发展大型煤化工产业的基地。准东区域伊犁州托克逊县克拉玛依库拜矿区4五个重点规划的煤化工基地覆盖阜康、吉木萨尔、奇台。煤炭资源丰富，水资源有保障。主要发展煤制油和煤制甲醇等化工产业。4五个重点规划的煤化工基地4.1准东区域2010年前后建成300万吨/年煤制油，100万吨/年煤制甲醇。2020年达到3500万吨/年煤制油，1500万吨/年煤制甲醇，200万吨/年二甲醚，200万吨/年煤制乙烯、丙烯。主要包括伊宁县、察布查尔县和尼勒克县。煤炭和水资源丰富，重点发展煤制油及煤制甲醇等化工产品。4五个重点规划的煤化工基地2020年达到1500万吨/年煤制油，500万吨/年煤制甲醇，100万吨/年煤制乙烯、丙烯。4.2伊犁州伊犁河谷煤炭资源极为丰富，预测煤炭总资源量可达3009亿t。占新疆煤炭预测储量的18．84％。2006年10月，国家发展改革委《煤化工产业中长期发展规划》将伊犁列为国家七大煤化工基地之一，确定伊犁为全疆的煤炭、煤电、煤化工基地。根据该地区已形成的石油石化基础条件及周边丰富煤炭资源和已有的调水工程，重点发展煤化工产品。4五个重点规划的煤化工基地4.3克拉玛依2010年后建成100万吨/年甲醇，其中煤制甲醇70万吨/年，天然气制甲醇20万吨/年，联产10万吨/年。2020年规模达到200万吨/年甲醇。根据该地区煤炭及水资源保障条件，重点发展煤焦化。2010年达到150万吨/年焦炭。2020年达到300万吨/年焦炭。4五个重点规划的煤化工基地4.4吐鲁番地区托克逊县4.5阿克苏地区库--拜根据该地区资源特点，重点建设煤制油原料基地，适度发展煤化工、盐化工产品。煤化学的基本知识煤是由有机物和无机物组成的混合物。由于成煤原始物质、转变条件和作用的多变性，导致煤的化学及元素组成、分子结构、化学及工艺性质、种类的复杂性和多样性。煤化学：是从化学的角度研究煤的生成、组成、结构、性质、分类、转化过程和合理利用的一门科学。煤化学的研究方法煤的工业分析煤的元素分析煤的工艺性质试验研究煤的化学组成研究煤的元素组成研究煤的工艺性质煤的工业分类煤质评价煤的综合利用煤化工的范畴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、碳分子筛合成氨煤化工分类及产品示意图煤化工产品及其工艺流程榆林天鸿煤化工有限公司煤化工根据生产工艺及产品的不同，主要分为煤焦化、煤气化、煤电化以及煤液化四条产业链。下面按照这四条产业链来介绍一下各自对应的煤化工产品及其工艺流程。榆林天鸿煤化工有限公司煤化工产品及其工艺流程1：煤焦化产品链榆林天鸿煤化工有限公司煤化工产品及其工艺流程2：煤气化产品链煤气化粗煤气煤气净化合成气甲醇烯烃醋酸二甲醚甲醛汽油芳烃费托合成液体燃料乙二醇天然气煤化工产品及其工艺流程榆林天鸿煤化工有限公司3：煤电化产品链及流程示意图煤化工产品及其工艺流程榆林天鸿煤化工有限公司煤液化工艺流程煤的液化可以分为煤直接液化和煤间接液化两种。所谓煤直接液化就是煤与氢气在催化剂的作用下，通过加氢裂解而转化成液体燃料的过程。煤间接液化是煤经过气化制成合成气，然后通过催化剂作用而合成烃类燃料、醇类燃料和化学品的工艺过程。煤化工产品及其工艺流程榆林天鸿煤化工有限公司4：煤直接液化流程示意及产品煤化工产品及其工艺流程榆林天鸿煤化工有限公司5：煤间接液化流程示意及产品原料煤煤气化粗煤气煤气净化合成气费托合成副产燃料气汽油合成石蜡榆林天鸿煤化工有限公司煤化工技术及其设备新型煤化工技术煤制甲醇技术煤制烯烃技术煤制油技术煤制二甲醚技术煤制芳烃技术煤制天然气技术煤提质技术煤制乙二醇技术…传统煤化工技术煤焦化技术合成氨技术煤制电石技术…从上面可以看出，煤化工的技术很多，每一个项目都是由许多工艺技术的集成，涉及到的设备多达百台以上。煤化工政策及未来发展方向国家发改委多年以来不断在制定和更新关于煤化工发展的各项政策法规文件，目的是规范煤化工，使其健康发展，避免简单的重复和无节制的产能扩张。像煤化工的政策文件可以在国家发改委的网站上都有，可以随时查阅。但是不管有多少法规文件，但是有一个总体思路和方向。榆林天鸿煤化工有限公司煤化工政策及未来发展方向传统煤化工（如焦化、合成氨、电石）总体思路有两点：⑴总量控制：实施上大压小、落后产能置换、提升技术水平和产业集中度、节能减排、提高竞争力。⑵调整结构：产业布局向着中西部资源地转移；实施上下游一体化发展；严格执行行业准入条件或者说是“门槛”（规模、能耗、污染物排放）；装备技术的升级改造。榆林天鸿煤化工有限公司煤化工政策及未来发展方向新型煤化工（如MTO(甲醇制烯烃）、SNG（煤制合成天然气）等）：⑴做好示范工作：重点抓好煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等新型煤化工的示范化工作，科学评估其技术路线、经济性、环保性以及存在的风险，为后面大规模工业化奠定基础。⑵技术装备国产化：在做好项目示范化的同时，要求技术、装备要立足于国内，必须承担技术装备自主化示范任务，做好国外引进技术的消化、吸收和再创新工作，鼓励自主研发，增强自主开发、设计和制造能力。榆林天鸿煤化工有限公司煤化工政策及未来发展方向⑶稳定健康发展：根据产品市场情况、技术装备的成熟度以及资源环境的承载能力，适时、择机、稳步、健康推进煤化工发展。煤化工的政策在不同的阶段有不同的要求。但其万变不离其宗：鼓励煤的坑口转化以及综合利用；符合区域发展规划；满足节能减排要求；充沛的环境容量。榆林天鸿煤化工有限公司煤化学的研究展望煤化学研究大约已有180年的历史，但还处于半理论半经验状态，是一门不够成熟的科学。还处于资料积累、信息收集和规律归纳的阶段。今后研究主要集中在以下几个方面：1.煤的总结构的认识和描述。在分子水平上识别和描述。2.煤中有效组分的结构特征及其在热场中的转化规律。3.煤中污染组分的赋存形态在热场中的变迁规律。4.煤中无机组分在热场中的形态变化。5.一氧化碳与氢的高效合成。6.外场和超常条件对煤炭中不同组分转化的影响。煤的综合利用与洁净煤技术1、煤炭综合利用即加强煤的非燃料利用，提高高附加值化工产品，方法主要包括煤的干馏（焦化）、加氢、液化、气化、氧化、磺化、氯化、水解、溶剂抽提等。煤炭还可以直接用作还原剂、过滤材料、吸附材料、塑料和碳素材料等。：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫煤的干馏。10000C1.1煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解炭化，以得到焦炭、焦油和煤气的工艺过程叫煤的干馏。。煤的干馏低温干馏（干馏终温500℃~550℃）:低温干馏的焦油产率较高而煤气产率较低。一般半焦为50％～70％，低温煤焦油8％～25％，煤气80～100m3/t（原料煤）。中温干馏（干馏终温600℃~800℃）:与高温干馏相比，中温焦挥发物含量较大，燃烧较易；中温煤焦油产量较大，含烷烃、烯烃和高级酚较多，含芳香烃较少；煤气产量较小，热值较高。中温焦可用作无烟燃料。中温煤焦油经过加氢，可制成高辛烷值汽油。煤气可用作燃料等。高温干馏（干馏终温950℃~1050℃）:经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。1.2煤的气化1煤气化成分：CH4CO+3H2CH4+H2O催化剂是将煤（煤的半焦、焦炭）在气化炉中加热，并通入气化剂（氧气、空气、水蒸气或氢气），使煤中的可燃成分转化成煤气的工艺过程。固定床流化床气流床水煤浆干煤粉C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温1.3煤的液化煤的液化直接液化间接液化直接液化就是煤在高温高压下加氢催化裂化，转变成油料产品煤的液化分直接液化和间接液化两种。间接液化就是先使煤转化为一氧化碳和氢气，然后在高温、高压以及催化剂的作用下生成液态烃、甲醇等有机物nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O催化剂CO+2H2CH3OH催化剂1.3炭素化以煤及其衍生物为原料，生产炭素材料的工艺过程。炭素材料具有轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度.1.4煤基化工原料与煤基化学品通过化学加工，利用煤生产化工原料或化工产品的工艺过程.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2.洁净煤技术2.1简介洁净煤技术（cleancoaltechnology；CCT）一词源于美国,是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。2.2研究和开发洁净煤技术有什么意义？（1）可大幅度减少大气污染物的排放，在生态系统环境允许的条件下扩大煤炭的利用（2）可大幅度提高煤的利用效率与经济效率，减低煤需求的增长速度。（3）可促进能源供应向多元化方向发展，以平稳过渡到石油后时期。2.3洁净煤技术有那些研究内容？（1）煤转换技术：煤气联合循环发电，城市煤气化，地下煤气化，煤液化，燃料电池，磁流体发电。（2）燃料前处理：高效选煤（除灰、脱硫），型煤（工业、民用、特种），水煤浆与油煤浆。（3）燃烧中处理：低污染燃烧，燃烧中固硫，硫化床燃烧，涡旋燃烧。（4）燃烧后处理：煤气净化，灰渣处理与利用。2.4煤洁净技术分类(1)燃烧前的净化加工技术(2)燃烧中的净化燃烧技术(3)燃烧后的净化处理技术(4)转化为洁净燃料技术(1)燃烧前的净化加工技术主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸石、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是用优质低灰原煤制成，可以代替石油2.直接烧煤洁净技术(2)燃烧中的净化燃烧技术循环流化床锅炉技术2.直接烧煤洁净技术(2)燃烧中的净化燃烧技术循环流化床锅炉技术基本流程：煤和脱硫剂送入炉膛后，迅速被大量惰性高温物料包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来回送炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器排至大气。2.直接烧煤洁净技术(2)燃烧中的净化燃烧技术循环流化床锅炉技术主要特点：低温的动力控制燃烧高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程高强度的热量、质量和动量传递过程循环硫化床锅炉是一种高效、低污染的清洁燃烧设备2.直接烧煤洁净技术(2)燃烧中的净化燃烧技术循环流化床锅炉技术2.直接烧煤洁净技术(2)燃烧中的净化燃烧技术超临界/超超临界燃煤发电技术燃煤发电是通过产生高温高压的水蒸汽来推动汽轮机发电的，蒸汽的温度和压力越高，发电的效率就越高。在347.15摄氏度、22.115兆帕压力下，水蒸汽的密度会增大到与液态水一样，这个条件叫做水的临界参数。比这还高的参数叫做超临界参数。温度和气压升高到600摄氏度、25―28兆帕这样的区间，就进入了超超临界的“境界”。超临界机组的热效率比亚临界机组的高2%～3%左右，而超超临界机组的热效率比超临界机组的高4%左右。2.直接烧煤洁净技术(3)燃烧后的净化处理技术主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达９９％以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达９０％。3.煤转化为洁净燃料技术(1)煤的气化技术有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。(2)煤的液化技术煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。3.煤转化为洁净燃料技术(3)煤气化联合循环发电技术先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达４５％。我国正在开发研究这种技术。(4)燃煤磁流体发电技术燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过５０％～６０％。我国正在开发研究这种技术。洁净煤技术4.各种洁净煤技术的相互影响原煤煤炭转化直接液化间接液化气化多联产污染物处理电除尘干法脱硫湿法脱硫电除尘终端利用煤炭加工配煤洗选型煤水煤浆燃烧利用脱硫除尘清洁燃料利用烟气净化超临界循环流化床常规亚临界发电民用工业窑炉工业锅炉煤碳开采