现代化工技术选讲-能源科学与化学工程

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1、现代化工技术选讲-----能源科学与化学工程季生福教授Email：jisf@mail.buct.edu.cnTel:64419619无机楼324＃北京化工大学化工学院化工资源有效利用国家重点实验室化工资源有效利用国家重点实验室1主要内容能源对国家安全的重要性我国能源的结构和方针、政策我国能源的研究现状能源与化工过程的关系能源化工的一些研究实例能源化工的一些研究方向化工资源有效利用国家重点实验室2能源对国家安全的重要性化石能源不可再生，资源有限，全球能源安全问题越来越突出到2003年全球化石能源探明可采储量：煤炭为9844.53亿吨、石油为1438亿吨、天然气为164万亿立方米化工资

2、源有效利用国家重点实验室3能源对国家安全的重要性中国煤炭储量为1800多亿吨、石油为24亿吨、天然气为2.2万亿立方米，分别占世界储量的18.2%、1.6%和1.3%中国人口多，人均资源不足，人均煤炭探明可采储量大约为世界平均值的1/2，石油大约为1/10,天然气大约为1/20，因此，能源安全对我国非常重要.化工资源有效利用国家重点实验室4我国能源的结构和方针、政策我国的能源结构：煤炭、石油和天然气为主体，其它能源为辅。化工资源有效利用国家重点实验室5我国能源的结构和方针、政策我国的能源方针、政策：因地制宜，多能互补，开发和节约并举。化工资源有效利用国家重点实验室6我国能源的研究现

3、状煤炭：直接作为燃料发电等。存在问题：能量转化效率较低，环境污染严重。重点研究：高效转化技术及脱硫、脱硝。--煤炭高效转化技术：直接和间接液化制燃料油；--脱硫、脱硝：污染控制及消除。化工资源有效利用国家重点实验室7我国能源的研究现状石油：液体燃料油和化学品。重点研究：高效优化转化技术，包括新反应技术和工艺过程。化工资源有效利用国家重点实验室8我国能源的研究现状天然气：直接作为燃料和催化转化制化学品。重点研究：高效催化转化技术和工艺过程。化工资源有效利用国家重点实验室9我国能源的研究现状泥煤、油页岩、油砂、天然气水合物（可燃冰）等（潜在的燃料和化学品原料）化工资源有效利用国家重点实

4、验室10我国能源的研究现状水电能：提供电能。太阳能：主要是聚热直接利用。重点研究：高转换效率、低成本太阳能电池，太阳能化学转化制氢等。核能、风能、地热能、潮汐能等：所占份额较少。化工资源有效利用国家重点实验室11我国能源的研究现状生物质能：直接作为燃料。重点研究：生物柴油、发酵制沼气、制氢。潜在的燃料和化学品原料。氢能：清洁能源，燃料电池能源等。化工资源有效利用国家重点实验室12主要的化石一次能源：煤炭石油天然气泥煤油页岩油砂天然气水合物（可燃冰）等化工过程主要的非化石一次能源：水电、风能、潮汐能等能源转换能源转换次级能源（热、电、机械能、氢、燃料电池等）太阳能生物质能核能地热能等

5、能源与化工过程的关系化工资源有效利用国家重点实验室13可见：各类能源转换过程中，都涉及到化工过程的原理及其工艺过程。为了提高这些用能过程的效率，减少环境污染，必须开发高效、洁净的能量转化技术、高效传热技术、高效节能材料与技术，以及能源生产与利用的系统工程技术。这样，就形成了能源与化工的交叉学科：能源化工科学与技术。能源与化工过程的关系化工资源有效利用国家重点实验室14能源与化工的一些研究实例煤直接液化制燃料油煤水煤浆燃料油（汽油、柴油）已完成大型冷模试验（反应器内径1米，高9米）化工资源有效利用国家重点实验室15能源与化工的一些研究实例煤直接液化制燃料油冷模实验装置：1-空气压缩机

6、；2-缓冲罐；3-涡街流量计；4-混合器；5-分布器；6-三想流化床反应器；7-收集杯；8-浆料罐；9-新鲜浆泵；10-循环浆泵；11、12-电磁流量计化工资源有效利用国家重点实验室16能源与化工的一些研究实例煤间接转化制燃料油和化学品CO+H2CH3OHHydrocarbonsFineChemicalsNH3HigherAlcoholsFuels/FuelAdditivesH2CO化工资源有效利用国家重点实验室17能源与化工的一些研究实例煤间接转化制燃料油(煤变油).合成气（CO＋H2）燃料油（汽油、柴油）F-T合成制备方法变油催化剂一氧化碳转化率碳5以上选择性烯/烷比工业最好催

7、化剂在205oC和30大气压及空速为850h-1时为55%88%0.5新型催化剂在192oC和30大气压及空速为1250h-1时为67%92.5%2化工资源有效利用国家重点实验室18能源与化工的一些研究实例清洁燃料研究C4（异丁烷与丁烯）烷基化反应生产高辛烷值清洁汽油组分（三甲基戊烷：TMP），是炼油厂中的重要加工过程之一。工业烷基化采用浓硫酸或氢氟酸为催化剂，存在腐蚀、危险、酸渣处理、能耗大等问题.CH3-CH2-CH3+CH2=CH-CH2-CH3CH3-CH-C