進(jìn)入二十一世紀(jì)后,隨著全球石油市場(chǎng)的動(dòng)蕩和石油價(jià)格的攀升,煤炭作為儲(chǔ)量巨大并且可能替代石油的資源重新受到越來(lái)越多的重視。煤中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu),是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心,由橋鍵互相連接,并帶有各種官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu),通過(guò)熱加工和催化加工,可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。下面是中國(guó)報(bào)告大廳小編整理的煤化工行業(yè)定義及分類。
煤化工定義
煤化工是指以煤為原料,經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程。主要包括煤的氣化、液化、干餾,以及焦油加工和電石乙炔化工等。
煤化工主要包括煤的氣化、液化、干餾,以及焦油加工和電石乙炔化工等。隨著世界石油資源不斷減少,煤化工有著廣闊的前景。
在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中,煉焦是應(yīng)用最早的工藝,并且至今仍然是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。
煤的氣化在煤化工中占有重要地位,用于生產(chǎn)各種氣體燃料,是潔凈的能源,有利于提高人民生活水平和環(huán)境保護(hù);煤氣化生產(chǎn)的合成氣是合成液體燃料、化工原料等多種產(chǎn)品的原料。
煤直接液化,即煤高壓加氫液化,可以生產(chǎn)人造石油和化學(xué)產(chǎn)品。在石油短缺時(shí),煤的液化產(chǎn)品將替代天然石油。
煤化工的分類
煤化工包括煤的一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工和深度化學(xué)加工,煤的焦化、氣化、液化,煤的合成氣化工、焦油化工和電石乙炔化工等等。據(jù)中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)布的煤化工行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查分析報(bào)告顯示,根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同主要分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化四條生產(chǎn)鏈。其中,煤焦化、煤電石、煤氣化中的合成氨等屬于傳統(tǒng)煤化工,而煤氣化制醇、醚燃料,煤液化、煤氣化制烯烴等屬于現(xiàn)代新型煤化工領(lǐng)域。
煤化工的生產(chǎn)技術(shù)種類:
1、煤焦化。將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程,也稱做煤的干餾,煉焦是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的工藝。 煤焦化產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油(苯、甲苯等)、煤爐氣(氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳等)、精氨水等。 這些產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥和炭素等行業(yè),有些甚至是石油化工無(wú)法替代的,如吡啶喹啉類化合物和許多稠環(huán)化合物等。其主要產(chǎn)品是治金用焦炭。
2、煤氣化。煤在高溫條件下借助氣化劑的化學(xué)作用將固體碳轉(zhuǎn)化為 可燃?xì)怏w(氣體混合物)的熱化過(guò)程,用空氣、水蒸氣、二氧化碳作為氣化劑,它們與煤中的碳發(fā)生非均相反應(yīng)。此外,煤熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物如CO2、H2O及烴灰等也能與赤熱的碳發(fā)生均相反應(yīng)。依氣化法,氣化條件及煤的性質(zhì)不同,氣化氣的組成也不同。根據(jù)煤氣發(fā)生爐內(nèi)所進(jìn)行的氣體過(guò)程特點(diǎn),可以將煤層自上而下分為干燥帶、干餾帶、還原帶、氫化帶和灰層,在干燥帶和干餾帶中,煤受到高溫爐氣的加熱而放出水分并揮發(fā),剩下的焦炭在還原帶和氧化帶中進(jìn)行氧化反應(yīng)。煤經(jīng)過(guò)氣化后得到的是粗煤氣,再經(jīng)過(guò)凈化和加工后,可以得到各種化學(xué)品。常用于煤氣化的方式有:固定床常壓氣化氣魯奇加壓氣化氣、考伯斯—托茨氣流床氣化氣(K—T)、德士古流床氣化氣(Texaco)、改良型溫克勒流化床氣化氣等。煤氣化在煤化工中占有重要地位,用于生產(chǎn)各種氣體燃料,是潔凈的能源,用于城市煤氣及各種燃料氣(廣泛用于機(jī)械、建材等工業(yè)),煤氣化生產(chǎn)的合成氣是合成液體燃料等多種產(chǎn)品的原料(作為合成氨、合成甲醇等的原料)
3、煤液化。所謂煤液化,是將煤中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為流質(zhì)產(chǎn)物,其目的就是獲得和利用液態(tài)的碳?xì)浠衔飦?lái)替代石油及其制品,包括直接液化技術(shù)和間接液化技術(shù)兩部分,產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大,工藝、工程技術(shù)集中度高,是中國(guó)新型煤化工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。(1)、煤的直接液化。煤的直接液化首先是德國(guó)科學(xué)家F.Bergius于1913年發(fā)明的。其主要原理是煤炭在溶劑作用和高溫高壓條件下,直接與氣態(tài)氫發(fā)生反應(yīng),使煤的氫含量增加,最后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過(guò)程。1927年德國(guó)燃料公司Pier等人一節(jié)硫化鎢和硫化銅催化劑,將液化過(guò)程分為糊相加氫和氣相加氫兩階段進(jìn)行,解決了工程化問(wèn)題,建成了世界上第一座工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的直接液化企業(yè),并陸續(xù)建設(shè)了20套煤直接注化裝置。 (2)煤的間接液化。煤的間接液化是德國(guó)皇家煤炭研究所于1923年首先提出的。其原理是以煤為原料先經(jīng)氣化制成合成氣(CO、H2),再以合成氣為原料,在催化劑的作用下合成(F—T合成)液態(tài)烴類產(chǎn)品。(當(dāng)前只有在南非仍有煤的間接液化工廠SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液體燃料工廠)
4、煤的其他直接化學(xué)加工。生產(chǎn)褐煤蠟、磺化煤、腐植酸及活性炭等。仍有小規(guī)模的應(yīng)用。
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