第5讲煤化工基础详解

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1、第五讲煤化工基础详解一、概述世界化石能源（包括煤炭、石油、天然气）资源比较丰富，在一次能源消费结构中占90%，是当今的主要能源。石汕、天然气储S分别可供40年、60年的需求，非常规的油气资源有可能进一步扩大。煤炭储量十分丰富，且分布广泛，探明储量可供世界幵采200年。全球化石能源供应前景的不确定因素之一是成本、价格。技术进步和生产效率的提高推动着生产和运输成本的降低，但廉价资源储量枯竭等因素又导致成本和价格提高。预计从2000年〜2020年，化石能源在一次能源消费结构中，石油将从39%降至.38%,煤炭将从26%降至24%,天然气

2、将从23%提高至27%。近几十年来，化石能源在中国一次能源消费结构中占90%以上。煤炭是中国的主要能源，也是许多重要化工产品的主要原料。随着屮国社会经济持续、高速发展，近年来能源、化工产品的需求也出现较高的增长速度，煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。我国的煤炭资源不仅采储量和产量大，而且种类较全。主要分布地区是华北、西北，其次是西南、华东。其屮炼焦用煤约占42%;长焰煤、不黏煤和弱黏煤约占22%;褐煤约占14%;其他煤种约占22%。我国不仅有优质的炼焦煤，而且还有世界稀缺的大同、神府等优质煤。屮国煤化工的发展对发挥丰富的

3、煤炭资源优势，补充国内汕、气资源不足和满足对化工产品的耑求，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有现实和长远的意义。新型煤化工在中国正而临新的发展机遇和长远的发展前景。煤炭焦化、煤气化-合成氨•化肥己是屮国主要的煤化工产业，随着技术、经济的发展和市场的巨大需求，煤炭焦化、煤气化-甲醇及下游化工产品等将得到快速发展；煤制汕（直接液化、间接液化）技术的开发和产业化将受到关注，重点项目建设己启动。下表为中国煤制烯烃项目巾国煤制烯烃项目公司地点产品能力建设情况祌平集团陕西榆林中醇制烯烃12006年完成研宄祌华集闭内蒙古包头甲醇180奠基

4、聚乙烯30聚丙烯31丁烯9.4重质烷烃3.7乙烷/丙烷1.4硫磺1.9神华集团宁复煤炭工业集团公司内蒙古、银川中醇、丙烯、聚丙烯542006年3月开始运作，2009年初建成。ft•齐公司提供MTP技术。Amec参与项H管理陕两新兴煤化学技术开发公司陝西榆林甲醇制烯烃试验装置12006投产中华Yiye能源投资公司陝西榆林甲醇、乙烯、丙烯240、43、37正在研究中由于闪蒙古和陕两煤炭资源丰富，因而屮国最大的煤炭生产商神华集团己经建设并在建多个项目，均采用目前最先进的技术，称为中国煤炭行业的领头军。二、焦化行业（一）概述前己述及，煤在

5、隔绝空气的条件下，加热到950〜1050°C，经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，最终制得焦炭，这一过程称高温炼焦或高温干馏，简称炼焦。1、炼焦炉的发展从炼焦方法的进展看，炼焦炉经历了煤成堆、窑式、倒焰式、废热式和蓄热式等儿个阶段。高温炼焦始于16世纪，当时是用木炭炼铁的。17世纪因木炭缺乏，英国首先试验用焦炭代替木炭炼铁，屮国及欧洲开始生产焦炭，当吋，将煤成堆干馏，以后演变为窑式炼焦，炼出的焦炭产率低、灰分高、成熟度不均匀，为了克服上述缺点，18世纪中叶，建立了倒焰炉，将一个个成焦的炭化室与地热的燃烧室之间用墙隔开，墙

6、的上部设连通道，炭化室内煤干馏产生的荒煤气经流通道直接进入燃烧室，与来自炉顶通风道德空气相汇合自上而下地边流动边燃烧。这种焦炉的结焦时间长，开停不便。19世纪，随着有机化学工业的发展，要求从荒煤气中回收化学产品，产生了废热式焦炉，将炭化室和燃烧室完全隔开，炭化室内煤干馏生成的荒煤气，先用抽气机抽出，经冋收设备将煤焦油和其他化学产品分离出來，再将净焦炉煤气压送到燃烧室燃烧，以叫炭化室提供热源，燃烧产生的高温废气直接从烟囱排fli，这种焦炉所产煤气，几乎全部用于自身加热。为了降低耗热量和节省焦炉煤气，自1883年发展了蓄热式焦炉，增设

7、蓄热室，高温废气流经蓄热室后温度降为300£C左右，再从烟囱排出。热量被蓄热室储存，用来余热空气，这种焦炉可使加热用的煤气量较少到煤气产量的一半，用来预热高炉煤气时，儿乎将全部焦炉煤气作为产品，因而大大降低了生产成本，近百年来，炼焦炉在总体上仍然是蓄热式、间隙装煤、出焦的室式焦炉。从筑炉材料看，自19世纪90年代起，砌筑焦炉的耐火砖由黏土砖改为硅砖，使结焦时间从24〜48h缩短到15h,使一代焦炉从10年延长到20〜25年。近年来，随着硅碑的高密度化、高强度化和砖型的合理化，炼焦炉将进一步提高导热性和严密性，从而进一步缩短了结焦时

8、间和延长了炉龄。为了实现焦炉高效低耗、提高生产率，焦炉挣朝着大型化、全机械化和自动化方向发展。2、炼焦的化学工业产品在炼焦过程屮，除了产出焦炭外，还产生焦炉煤气和，煤焦汕，这两种副产品屮含有大量的化工原料，可广泛用于医药、染料、化肥、合成纤维、橡胶