化工資源及其初步加工

第二章化工資源及其初步加工《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作§2原料資源及其加工2.1無機(jī)化學(xué)礦及其加工利用《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作礦種儲量單位探明的礦產(chǎn)儲量

磷礦億t（礦石）

163.64硫鐵礦億t（礦石）51.94鉀鹽礦億t（KCl）4.57重晶石億t（礦石）3.6硼礦萬t（B2O3）46712.1.1.1主要無機(jī)化學(xué)礦中國已探明儲量的化學(xué)礦產(chǎn)有20多種：磷礦、硫鐵礦、鉀鹽、硼礦、芒硝、重晶石、明礬石、天然堿、鹽礦、砷礦、鍶礦等等。主要礦產(chǎn)探明的儲量（2003年）《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2.1.1無機(jī)化學(xué)礦及其加工利用

磷礦和硫礦的加工利用磷礦磷肥（>85%）、磷酸、單質(zhì)磷、磷化物、磷酸鹽硫鐵礦硫酸《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作世界和中國能源消費結(jié)構(gòu)2.2煤炭《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2.2煤及其加工利用《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作主要內(nèi)容煤的種類和特征煤的化學(xué)組成煤的生成過程及其巖相組成煤的一般性質(zhì)煤有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)煤化工介紹《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤的種類和特征根據(jù)成煤植物：腐植煤：由高等植物形成的煤。殘植煤：由高等植物小穩(wěn)定組分(角質(zhì)、樹皮、袍子、樹脂等)

富集而形成的煤。腐泥煤：主要由湖沼、瀉湖中的藻類等俘游生物在還原環(huán)境下經(jīng)過腐敗分解形成的煤。腐植煤類和腐泥煤類的幾種主要特征《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作根據(jù)煤化程度煤化過程中一般有下列性質(zhì)的變化

1．水分含量下降，早期較快，后期較慢。

2．碳的百分含量增加而氧的百分含量下降。

3．在達(dá)到最后階段前，氫的百分含量變化很少。

4．揮發(fā)分一般下降。

5．熱值(無水無礦物質(zhì)基)先增加，達(dá)到平衡，到無煙煤稍下降。碳含量和揮發(fā)分(或固定碳)是決定煤階的最可靠基礎(chǔ)。根據(jù)煤化程度的不同，腐植煤類又可分為泥炭、褐煤、煙煤及無煙煤。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

①泥炭棕褐色或黑褐色的不均勻物質(zhì)。自然風(fēng)干燥后含水量25％—35％，泥炭中含有大量未分解的植物根、莖、葉的殘體，木質(zhì)素和碳水化合物的含量較高。含碳量為(碳)＜50％。此外，泥炭中還含有一種在成煤過程中開始形成的、可用堿抽出、用酸沉淀的新物質(zhì)(即腐植酸)和可被某些有機(jī)溶劑抽出的酸性瀝青。②褐煤大多至褐色或暗褐色。無光澤，相對密度為1．1—1．4。隨煤化程度的加深，褐煤顏色變深變暗，相對密度增加，緊密程度增加，水分減少、腐植酸開始增加，以后又減少；外表上已看不到未分解的植物組織殘體，含碳量為M(碳)＝60％一70％，熱值為23—27MJ/kg《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作③煙煤灰黑色至黑色。燃燒時火焰長而多煙。不含有腐植酸、因它已溶合成為更復(fù)雜的中件的腐植質(zhì)。硬度較大，多數(shù)能結(jié)焦，含碳量為w(碳)＝75％一90％，熱值為27．2—37．2MJ／kg。在工業(yè)生產(chǎn)上，為更合理地利用煤炭資源，根據(jù)煤化程度，結(jié)合煤的揮發(fā)分和粘結(jié)性，又將煙煤細(xì)分為長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。④無煙煤呈灰黑色，帶有金屬光澤，是腐植煤類中最年老的一種煤。燃燒時無煙，火焰較短，不結(jié)焦，含碳量一般在w(碳)＝90％以上，熱值為33．4—33．5MJ/kg?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煤的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)化學(xué)組成煤中有機(jī)物主要由碳、氫、氧及少量氯、硫和磷等元素構(gòu)成，各種煤所合的主要元素組成見下表:《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作分子結(jié)構(gòu)煤的分子結(jié)構(gòu)隨煤化程度的加深而愈來愈復(fù)雜。但都以芳核結(jié)構(gòu)為主，還具有烷基側(cè)鏈和含氧、含氮、含硫基團(tuán)。以它為原料來制取芳烴、稠環(huán)和雜環(huán)等類化合物(如苯類、酚類、喹啉、吡啶、咔唑等)，要比石油方便。不同類型煤的基本結(jié)構(gòu)單元《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤的生成過程及其巖相組成一般認(rèn)為，煤的生成過程與成煤時的植物、古氣候、古地理及大地構(gòu)造有密切聯(lián)系。成煤的氣候、地理和地質(zhì)條件：

(a)大地上有均勻的溫度和潮濕的汽候，適宜于地上的植物一代一代地繁茂生長；

(b)地形的起伏形成大的沼澤地帶，有利于植物群的發(fā)展及殘體堆積在水中；(c)地殼的運動與死亡植物堆積速度相適應(yīng)使之有可能保存植物殘休，并轉(zhuǎn)變沉積狀態(tài)?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煤化過程實用觀點來看，普遍認(rèn)為煤是經(jīng)過植物殘骸的堆積、被覆蓋、壓緊．再轉(zhuǎn)化為有機(jī)巖石。煤化過程纖維素，木質(zhì)素和其它植物組織經(jīng)微生物和化學(xué)變化以及后來埋藏的深度加深使之含水百分含量減少，碳百分含量增加。這個從泥炭經(jīng)過褐煤、煙煤最終到無煙煤的變化過程。煤化過程表征在物理上是用孔隙降低，凝膠化作用和鏡煤化作用的增加來表征的。化學(xué)上則表現(xiàn)為“揮發(fā)分”含量下降，碳含量增加，氧含量降低，直到最終接近氫含量明顯下降的無煙煤階段?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作腐植煤的生成過程泥炭化階段死亡堆積在沼澤中的植物殘體，逐漸與空氣隔絕而出現(xiàn)弱氧化環(huán)境和還原環(huán)境；植物殘體在轉(zhuǎn)變過程中分解和細(xì)菌新陳代謝促使厭氧細(xì)菌所參與的各種合成作用占主導(dǎo)地位，在泥炭中產(chǎn)了大量腐植酸。煤化階段這一階段包括：從泥炭褐煤煙煤無煙煤的整個階段。煤化階段包括成巖作用階段和變質(zhì)作用階段。一般認(rèn)為從泥炭轉(zhuǎn)變?yōu)楹置菏浅蓭r作用階段，而從褐煤開始轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒壝旱碾A段是變質(zhì)作用階段；《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作腐植煤的巖相組成宏觀研究法用肉眼觀察煤的顏色、光澤、斷口等來確定煤的煤巖成分。一般可將煤巖成分分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭。①絲炭外觀像木炭，呈灰黑色，具有明顯的纖維狀結(jié)構(gòu)和絲絹光澤，疏松多孔，性脆易碎。沒有粘結(jié)性，低溫焦油產(chǎn)率低。其灰分較高，不適宜作煉焦和低溫干餾等的原料和動力燃料；但少量的(如低于5％)絲炭加到較肥的煤料中可起瘦化作用，對煉焦有利。絲炭一般不能液化。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作②鏡煤呈黑色，光澤強(qiáng)，質(zhì)均勻而脆，具有貝殼狀斷口。鏡煤的揮發(fā)組分和含氫量高、粘結(jié)性強(qiáng)，適宜于作煉焦、低溫干餾、氣化、液化等的原料。③亮煤亮煤是最常見的煤巖成分。光澤僅次于鏡煤；但性較脆、相對密度小、均勻程度不如鏡煤。亮煤可以用作煉焦、氣化、低溫干餾等的原料。

④暗煤暗煤光澤暗淡，一般呈灰黑色．致密、相對密度大、堅硬而具韌性不宜用來煉焦，但它是低溫干餾的良好原料?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作微觀研究法利用顯微鏡來識別煤的顯微組分的方法。按煤巖的成因特征、結(jié)構(gòu)以及工藝性質(zhì)，腐植煤的顯微組分可以分為三類：凝膠化組分、絲炭化組分和穩(wěn)定組分。

煤巖顯微組分與宏觀成分之間的關(guān)系《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤的一般性質(zhì)煤中的水分存在形態(tài)根據(jù)水分的結(jié)合狀態(tài)可分為游離水和結(jié)晶水兩大類，前者又可分為外在水分和內(nèi)在水分兩種。

(1)外在水分(Mt)它是指附著于煤粒表而的水膜和存在于直徑＞10-5cm的毛細(xì)孔中的水分，在常溫下容易失去。

(2)內(nèi)在水分(M

inh)指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔(直徑＜10-5中的水分。這部分水需要在高于水的正常沸點的溫度下才能除盡。

(3)結(jié)晶水分礦物質(zhì)所含的結(jié)晶水或化合水，在煤的工業(yè)分析中不考慮。另外，燃中有機(jī)質(zhì)在熱解中生成的水稱為熱解水，與上述三種水分完全不同?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煤中的灰分礦物質(zhì)的來源①原生礦物質(zhì)——即原始成煤植物含有的礦物質(zhì)，含量少②次生礦物質(zhì)——在成煤過程中進(jìn)入煤層的礦物質(zhì)，通常這類礦物在煤中的含量也不高。原生和次生礦物質(zhì)都屬煤的內(nèi)在礦物質(zhì)，難用洗選法脫除。③外來礦物質(zhì)——采掘過程中混入煤中的底板、頂板和夾石層的矸石。它的含量隨煤層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和采掘方法而異，用重力洗選法容易除去?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作礦物質(zhì)的賦存形態(tài)①粘土礦物——有高嶺土、伊利石、蒙脫石。和水云母(組成同蒙脫石)等。在煤中分布很廣，在陸相沉積的煙煤和無煙煤中含量最高。②硫化物類礦物——磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等。③氧化物類礦物——主要為石英，F(xiàn)e2O3、Fe3O4和TiO2等。④碳酸鹽類礦物——主要有方解石(CaCO3)、菱鐵礦(FeCO3)，白云石[CaMg(CO3)2]和菱鎂礦等。除上述礦物外，還有以石膏為代表的硫酸鹽、長石、鉆石、貴金屬礦物、稀有元素如含Ge、Ga、V等和放射性元素U和Th等的礦物?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作礦物質(zhì)在煤燃燒過程中的變化①失去結(jié)晶水②碳酸鹽受熱分解③氧化反應(yīng)

④揮發(fā)——堿金屬氧化物和氯化物在溫度為700℃以上時部分揮發(fā)，故測定灰分的溫度定在815土10℃，不應(yīng)太高?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煤灰分的化學(xué)組成煤灰分的化學(xué)組成分析方法有經(jīng)典的化學(xué)法和各種儀器分析方法，如原子吸收光譜法、x—射線熒光測定法和中子活化分析法等。我國某些煤樣的灰分組成見下表。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤灰的熔融性煤灰熔融性是與煤灰化學(xué)組成相關(guān)的一個重要指標(biāo)，對煤的氣化和燃燒有很大影響。煤灰是有許多化合物組成的混合物，并沒有一個固定的熔點，只有一個相當(dāng)寬的熔化溫度范圍。這些灰分成分在一定溫度下還能形成共熔體。按照煤灰分熔融溫度的高低，一般可將煤灰分分為四種類型：①易熔灰分ST＜1100℃；②中等熔融灰分ST1100-1250℃；⑧難熔灰分ST1250—1500℃;④耐熔灰分ST＞1500℃?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煤灰對加工利用的影響①對煉焦和煉鐵的影響——煉焦煤灰分高，造成焦炭灰分高，煉鐵時就要多消耗焦炭和作為助熔劑的石灰石。②對燃燒和氣化的影啊——煤中的灰分高，灰渣量增加，勢必帶走一部分潛熱（碳）和顯熱，使熱效率降低。煤灰的熔融溫度低，易引起電廠鍋爐掛渣、結(jié)垢和沾污，對于法排渣的氣化爐，煤灰熔融溫度高有利，對液態(tài)排渣的氣化爐則相反，燃灰熔融溫低和流動性好有利。煤灰的熔融性對氣化工藝的選擇有時有決定性影響。③對直接液化的影響——直接液化一般要求煤的灰分＜10％。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2.2.煤加工利用煤炭的焦化煤炭的氣化煤炭的液化《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤炭的綜合利用煤炭的綜合利用途徑：直接利用或不用化學(xué)處理而經(jīng)過其他加工方法的間接利用；熱加工利用（氣化、液化、煉焦等）；化學(xué)加工（經(jīng)化學(xué)處理制藥劑）；分離出有價值的產(chǎn)品；煤炭的綜合利用方式：將煤炭利用的幾方面結(jié)合起來，進(jìn)行多種經(jīng)營。有以下幾種方式：（1）煤礦——電力——建材——化工；（2）煤礦——電力——城市煤氣——化工；（3）鋼鐵——煉焦——化工——煤氣——建材；《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作目前國內(nèi)發(fā)展煤化工的主要技術(shù)路線《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作三、煤的干餾1、概述煤的干餾：煤在隔絕空氣的條件下，受熱分解生成煤氣、焦油、焦炭的過程。按加熱最終溫度的不同可分為三種：低溫干餾（500-600℃）中溫干餾（700-900℃）高溫干餾（900-1100℃）《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤炭焦化的工藝過程焦?fàn)t配合煤氣、肥、焦、瘦焦炭冷凝焦油加工焦油工業(yè)萘、洗油、酚、蒽、輕油煤氣凈化氨、粗苯、硫磺、凈煤氣《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作低溫干餾的特點：1.常壓生產(chǎn),不用加氫,不用氧氣;2.可制得煤氣和焦油,實現(xiàn)部分氣化和液化;3.比氣化和液化工藝簡單,條件溫和,投資少,成本低;4.半焦產(chǎn)物性能好,有銷路;5.褐煤半焦反應(yīng)性好,適于作還原反應(yīng)的炭料;6.半焦含硫比原煤低;7.歐美利用低溫干餾工藝獲得焦油和煤氣,半焦用于發(fā)電?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作2、低溫干餾產(chǎn)品

低溫干餾產(chǎn)物的產(chǎn)率和組成取決于原料煤的性質(zhì)、干餾爐結(jié)構(gòu)和加熱條件。焦油產(chǎn)率為6-25﹪；半焦產(chǎn)率50-70﹪；煤氣產(chǎn)率80-200m3/t（原料干煤）?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作2.1半焦低溫干餾的半焦空隙率為30-50﹪，反應(yīng)性和比電阻都比高溫焦炭高的多。原料煤的煤化度越低，半焦的反應(yīng)性和比電阻越高。半焦的強(qiáng)度一般不高，低于高溫焦炭。

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作半焦的用途：1.民用和動力用燃料(具有無煙和加熱時不形成焦油,熱效率高等特點)；2.鐵合金生產(chǎn)的優(yōu)良原料；3.用作生產(chǎn)冶金型焦的中間產(chǎn)品?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作2.2煤焦油低溫干餾煤焦油是黑褐色液體。密度一般小于1g/cm3,因原料煤的性質(zhì)和低溫干餾方法不同，焦油的密度不同，通常0.95-1.1g/cm3之間。低溫焦油比高溫焦油輕。低溫焦油適于深度加工，經(jīng)過催化加氫可得發(fā)動機(jī)燃料和其它產(chǎn)品?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作

煤焦油的用途:生產(chǎn)發(fā)動機(jī)燃料;生產(chǎn)酚類、烷烴、芳烴，如苯、萘等；泥炭和褐煤焦油中含有蠟類，是生產(chǎn)表面活性劑和洗滌劑的原料《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2.3煤氣

低溫干餾煤氣的密度為0.9-1.2kg/m3,

含有較多的甲烷及其它烴類,煤氣組成因原料煤性質(zhì)不同而有較大差異。低溫干餾煤氣主要用作本企業(yè)的加熱燃料，也可作為民用煤氣和合成氣的原料?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作二、高溫干餾－煉焦1、概述煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到1000℃左右,可獲得焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和煤氣。此過程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊梗话愫喎Q煉焦?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作煉焦過程獲得和回收的主要產(chǎn)品1）固狀產(chǎn)品焦碳：冶金用焦鑄造用焦鐵合金用焦氣化用焦《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

2）液態(tài)產(chǎn)品粗焦油加工得到：工業(yè)萘或精萘粗酚或精酚粗蒽或蒽油喹啉吡啶瀝青

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

3）荒煤氣冷卻、凈化、回收得到：精煤氣硫酸銨或銨的其它產(chǎn)品硫化物粗苯（或純苯、甲苯、二甲苯）《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2、焦?fàn)t的發(fā)展分四個階段：成堆干餾和窯式爐倒焰爐廢熱式焦?fàn)t現(xiàn)代蓄熱式焦?fàn)t《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煉焦用煤煉焦用煤主要是由焦煤JM、肥煤FM、氣煤QM和瘦煤SM以及中間過渡性牌號煤類構(gòu)成的。各類煤的性質(zhì)不同，在配煤中的作用也不同，合理配合后，可以獲得好的結(jié)焦性配煤,煉得好焦炭。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作肥煤粘結(jié)性很高，在配煤中起到提高粘結(jié)性的作用，配煤中如有肥煤，可以配入粘結(jié)性差的煤種。肥煤揮發(fā)分高，在配煤中配入后，可以提高化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和煤氣產(chǎn)率。肥煤煉焦時，能形成與爐墻平行的橫裂紋，因此肥煤多的配煤，雖然粘結(jié)性高，但生成的焦炭較碎，強(qiáng)度不好?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作氣煤揮發(fā)分含量高，粘結(jié)性低，收縮大，能形成垂直于爐墻的縱裂紋。配煤中氣煤含量多時，焦炭碎，強(qiáng)度低。適當(dāng)配入氣煤，可使推焦容易，降低膨脹壓力，提高煤氣和化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作焦煤受熱能形成熱穩(wěn)定性好的膠質(zhì)體單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、耐磨性好的焦炭焦煤配入配煤中可以提高焦炭強(qiáng)度《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作瘦煤粘結(jié)性不高能提高配煤的焦炭強(qiáng)度，是因為降低了半焦收縮，使裂紋減少瘦煤配入量過多時，會使配煤的粘結(jié)性過度低下，焦炭耐磨性能差，易生成焦粉，煉不出質(zhì)量好的焦炭《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作褐煤、長焰煤和貧煤沒有粘結(jié)性，單獨干餾時得不到焦塊。在一定條件下可以少量配入配煤中煉焦。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作現(xiàn)代焦?fàn)t焦?fàn)t概述現(xiàn)代焦?fàn)t有多種形式，各不相同。焦?fàn)t主要有炭化室、燃燒室、蓄熱室三個部分構(gòu)成，此外附有加煤車、推焦車、導(dǎo)焦車、熄焦車等焦?fàn)t機(jī)械?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作焦?fàn)t的爐型《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作焦化工業(yè)存在的主要問題

焦?fàn)t以中小型焦?fàn)t為主（小于4米）；焦炭質(zhì)量受礦區(qū)產(chǎn)煤品種的限制，焦炭質(zhì)量難以調(diào)整提高；環(huán)境污染治理技術(shù)有待提高；化學(xué)產(chǎn)品品種單一?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作頂裝焦?fàn)t炭化室高度：

6米、5.5米、5米、4米搗固焦?fàn)t的炭化室高度：

4.3米、3.8米、3.2米、2.5米焦炭質(zhì)量參數(shù)：揮發(fā)分（<1.2%）水分（<6%）灰分（<13%）硫分（<0.7%）

M40（>78%）、M25、M10（<8%）《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作焦化工業(yè)發(fā)展的方向焦?fàn)t大型化炭化室加寬加高、提高單孔炭化室產(chǎn)焦量是焦?fàn)t的發(fā)展方向。2搗固煉焦技術(shù)搗固煉焦的入爐煤中,弱粘性高揮發(fā)分煤配入量可高達(dá)70%～80%,甚至幾乎可用100%的肥氣煤煉焦。日前,中國自行開發(fā)設(shè)計的炭化室高4.3m、寬500mm的搗固焦?fàn)t已建成投產(chǎn),采用經(jīng)改進(jìn)的搗固裝置,操作效率有很大提高。

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作(4)除塵地面站與車載式焦?fàn)t煙塵治理技術(shù)目前使用的裝煤除塵系統(tǒng)主要形式有：

干式除塵方式濕式除塵方式

出焦除塵系統(tǒng)主要形式有：

干式地面站除塵和熱浮力罩除塵裝煤出焦二合一干式地面站除塵方式《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作(5)干法熄焦(CDQ)CDQ技術(shù)不僅可以回收紅焦的顯熱,改善焦炭質(zhì)量,還可減少濕法熄焦對大氣的污染,是重點開發(fā)和推廣的煉焦節(jié)能與環(huán)保技術(shù)。中國發(fā)展CDQ的方向是裝置的大型化與設(shè)備國產(chǎn)化。同時以濕熄焦裝置備用,以節(jié)省投資。

CDQ裝置產(chǎn)生的蒸汽將用于發(fā)電或并入生產(chǎn)用蒸汽管網(wǎng)?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作焦?fàn)t煤氣合成甲醇、二甲醚

可替代柴油用作清潔汽車燃料；可替代液化氣用作民用燃料。重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料清潔燃料甲醇二甲醚《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煉焦《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煉焦《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤氣凈化與利用焦油的分餾和利用3、焦化產(chǎn)品的回收與加工《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作二、煤的氣化煤的加工利用以煤、焦炭（半焦）為原料，以水蒸汽、氧氣或空氣為氣化劑，在高溫（900～1300℃）條件下，轉(zhuǎn)化成主要含有氫氣和一氧化碳的過程。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高溫CO+3H2CH4+H2O催化劑高熱值氣：CH4

碳在空氣中燃燒在氧氣中燃燒低熱值氣：CO、H2、N2中熱值氣：CO、H2、CH4（合成天然氣）(2)煤的氣化《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤炭的氣化煤氣化技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的單元技術(shù)煤合成氣醇醚類（甲醇、DME、乙醇）碳氧化合物類（醋酸、酸酐）烴類（油品、烷烴、乙烯）其他（H2）下游產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤氣化的原理煤與氣化劑在一定溫度、壓力等條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化成煤氣的過程。氣化劑：空氣、空氣/水蒸氣、氧氣/水蒸氣產(chǎn)品：燃料氣、合成氣《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作工業(yè)煤氣分類定義：以空氣為氣化劑生成的煤氣。主要成分：N2，CO，CO2，H2。特點：熱值低，主要作為化學(xué)工業(yè)原料，煤氣發(fā)動機(jī)燃料等?？諝饷簹?/p>

混合煤氣

半水煤氣

水煤氣

工業(yè)煤氣

定義：以空氣和適量水蒸氣為氣化劑生成的煤氣。主要成分：N2，CO，H2，CO2。特點：工業(yè)上一般用作燃料。定義：以水蒸氣為氣化劑生成的煤氣。主要成分：H2，CO，CO2，N2。特點：H2和CO含量達(dá)85％以上，一般用作化工原料定義：以水蒸氣加適量的空氣或富氧空氣為氣化劑生成的煤氣主要成分：H2，CO，N2，CO2。特點：（H2+CO）=3N2（質(zhì)量），一般用來合成氨《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤氣化過程中主要化學(xué)反應(yīng)：

C+O2------CO2C+O2------COC+H2O-----CO+H2CO+H2O-----CO2+H2C+H2-----CH4S+O2----SO2SO2+H2-----H2S+H2O《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

煤氣化的方法按煤在氣化爐中的流體力學(xué)行為分為：固定床氣化流化床氣化氣流床氣化熔融床氣化《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤氣化爐的基本原理依據(jù)煤運動方式的不同，有多種氣化方式：氣化劑固定床煤粒不動氣體穿過煤粒：6-50mm氣體產(chǎn)物氣化劑流化床煤粒運動氣體穿過煤粒：3-5mm氣體產(chǎn)物氣化劑氣流床煤粒與氣體同時穿過煤粒：70%小于0.075mm氣體產(chǎn)物《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作固定床氣化分為常壓和加壓兩種。常壓法：工藝簡單,但要求用塊煤,低灰熔點的煤難以使用。加壓法：是常壓法的改進(jìn)和提高,常用Ｏ2與水蒸氣為氣化劑,對煤種適應(yīng)性大大提高。Lurgi加壓氣化法：生產(chǎn)的煤氣中甲烷含量高,適合處理灰分高、水分高的塊粒狀褐煤?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作固定床

固定床（慢移動床）在移動床氣化爐里,氧化劑（蒸汽和O2）被吹入氣化爐的底部。產(chǎn)生的粗燃料氣通過固體燃料床向上移動，隨著床底部的供料消耗，固體原料逐漸下移，常見有間歇式氣化（UGI）和連續(xù)式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用于生產(chǎn)合成氣時一定要采用白煤（無煙煤）或焦炭為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內(nèi)有數(shù)千臺這類氣化爐，弊端較多；后者國內(nèi)有22臺爐子，多用于生產(chǎn)城市煤氣；如以煙煤為原料用于生產(chǎn)合成氣，CH4蒸汽轉(zhuǎn)化工段（例如山西潞城引進(jìn)裝置）。該技術(shù)所含煤氣初步凈化系統(tǒng)極為復(fù)雜，不是公認(rèn)的首選技術(shù)。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

魯奇氣化爐為立式圓筒形構(gòu)造，是加壓氣化爐，主要殼體部分為雙層水夾套。將鍋爐給水注入水夾套來回收，從氣化爐散發(fā)的熱量產(chǎn)生中壓蒸汽，作為氣化劑的一部分返回氣化爐系統(tǒng)。爐頂裝有供加煤用的煤鎖，以便向爐中加入篩分后的煤，由動力裝置驅(qū)動布煤器把加入的煤均勻分布在煤床上。

Lurgi式加壓氣化爐《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作氣化爐的底部裝有由動力裝置驅(qū)動的爐箅及灰刮刀，用來排出產(chǎn)生的灰渣?；以淙牖益i內(nèi)，灰鎖是氣化爐的組成部分。從氣化爐底部引入蒸汽和氧氣，與煤進(jìn)行氣化反應(yīng)，通過旋轉(zhuǎn)的爐箅把蒸汽和氧氣分布到煤床內(nèi)。爐箅支撐著煤床，并連續(xù)旋轉(zhuǎn)以保證均勻不斷地排出產(chǎn)生的灰渣?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作

在一個流化床內(nèi)，固體如煤灰懸浮在一般向上流動的氣流中，常見有溫克勒（Winkler）、灰團(tuán)聚（U-Gas）、循環(huán)流化床（CFB）、加壓流化床等。U－Gas在上海焦化廠（120t煤/d，臺）1994年11月開車，迄今運轉(zhuǎn)仍不正常；陜西城固正利用中科院山西煤化所的技術(shù)建設(shè)150t煤/d（常壓）裝置；CFB、PFB可以生產(chǎn)燃料氣，但國際上尚無生產(chǎn)合成氣先例；Winkler已有用于合成氣生產(chǎn)事例，但對粒度、煤種要求較為嚴(yán)格，甲烷含量較高（0.7%～2.5%），更兼設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)度較低，已不代表發(fā)展方向。流化床氣化爐

流化床《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

氣化劑同時作為流化介質(zhì),經(jīng)過流化床的氣體分布板自下而上通過床層。流化床氣化由于流化床內(nèi)氣、固之間良好的返混和接觸,其傳熱和傳質(zhì)速率均很高,故流化床的溫度和組成比較均勻。溫克勒法：適用于多種煤，允許粒度范圍較寬,氣化爐的結(jié)構(gòu)簡單,造價低,氣化劑消耗較低,但溫克勒爐的體積龐大,顯熱損失大,碳利用率低,煤耗高。隨著灰熔聚技術(shù)的研究成功,美國煤氣技術(shù)研究所和美國凱洛格公司分別開發(fā)出了UGAS和KRW兩種流化床氣化工藝,這兩種工藝彌補了傳統(tǒng)工藝排灰含碳過高的不足?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作灰熔聚（U-Gas）1974美國IGT建立爐徑0.9m爐1980s中科院山西煤化所研發(fā)工業(yè)示范（100噸/日，2400mm）在陜西成功應(yīng)用IGT在上海焦化廠建8臺，未能成功《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

氣化劑將煤粉夾帶進(jìn)入氣化爐,進(jìn)行并流氣化，粉煤氣化具有較大的反應(yīng)表面積。氣流床氣化的特點：1煤粒各自被氣流隔開,煤的粘結(jié)性對氣化過程沒有影響；2煤在氣流床氣化爐的反應(yīng)區(qū)停留時間極短,即燃料與氣化劑的反應(yīng)很快。3為了維持較高的反應(yīng)溫度,采用Ｏ2和少量的水作為氣化劑。Ｋ-Ｔ爐法：采用干法進(jìn)料技術(shù),在常溫下操作,屬粉煤高溫常壓液態(tài)排渣氣化法。加壓氣化工藝-Shell法和Prenflo法。

氣流床氣化《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作氣流床－GE（原德士古）爐噴嘴O2入口冷卻水入口冷卻水出口水入口水出口特點：－水煤漿進(jìn)料（煤>60％）－先進(jìn)行預(yù)熱、水蒸發(fā)－干餾、熱解、氣化－液態(tài)排渣－進(jìn)料比干煤粉簡單穩(wěn)定－濕法研磨節(jié)省動力－煤漿需加穩(wěn)定劑－副產(chǎn)蒸氣利用很重要－O2耗較高、CO2較多?《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作典型氣化工藝

氣化技術(shù)床型煤料氣化劑排渣壓力煤氣發(fā)生爐固定床塊煤空氣/水蒸汽固態(tài)常Lurgi爐固定床塊煤氧氣/水蒸汽固態(tài)加Winkler爐流化床碎煤空氣/水蒸汽固態(tài)常HTW流化床碎煤空氣/水蒸汽固態(tài)加U-GAS流化床碎煤空氣/水蒸汽團(tuán)聚加KRW流化床碎煤空氣/水蒸汽團(tuán)聚加K-T氣流床煤粉氧氣/水蒸汽液態(tài)常Texaco氣流床水煤槳氧氣/水蒸汽液態(tài)加Shell氣流床煤粉氧氣/水蒸汽液態(tài)加Prenflo氣流床煤粉氧氣/水蒸汽液態(tài)加

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作煤以縮合芳香環(huán)為主，石油以飽和烴為主煤的H/C原子比低，0.3-0.8，石油H/C原子比高，1.8煤是由縮合芳香環(huán)為結(jié)構(gòu)單元通過橋鍵聯(lián)在一起的大分子固體物，石油是不同大小分子組成的液體混合物煤炭與石油的根本區(qū)別三、煤的液化《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作石油和煤炭主要元素組成對比煤直接液化原理

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作直接液化：煤和氫氣轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程。間接液化：先氣化成合成氣，再催化合成，得到液體燃料。加熱加壓催化煤氫氣液化油汽油、柴油、航空煤油、LPG、酚類、苯類、氨類等氣化提質(zhì)加工CO＋H2合成物分餾(離)提質(zhì)加工汽油、柴油、石腦油、乙烯、丙稀、含氧類蠟類、燃料氣等催化劑、溫度、壓力氣化煤《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作1、煤的直接液化德國的IG新工藝美國的氫煤法工藝兩段催化液化工藝COP工藝《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作第一段反應(yīng)溫度430℃，壓力16MPa；第二段反應(yīng)溫度450℃，壓力20MPa；《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2、煤的間接液化氣化費托（Fisher-Tropsch)合成《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作2.3石油及其加工利用2006年世界石油產(chǎn)量分布圖《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作1石油的組成由分子量不同、組成和結(jié)構(gòu)不同、數(shù)量眾多的化合物構(gòu)成的混合物，其中化合物的沸點從常溫到500℃以上。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作元素組成：

主要元素:C（

83%～87%）、

H（

11%～14%)

O、N、S合計1%（質(zhì)量）微量元素：

金屬元素：VNiFeCuZn等非金屬元素：ClSiPAs等微量元素總共不超過0.02%～0.03%《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作鏈?zhǔn)斤柡蜔N

烴類

環(huán)烷烴

芳香烴

非烴類

含S、O、N化合物金屬有機(jī)化合物

膠質(zhì)和瀝青質(zhì)－稠環(huán)烴類等成分非常復(fù)雜,按化學(xué)組成可以分為:《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作根據(jù)沸程的不同，將石油分類石腦油（輕汽油）

50－140℃C5~C10汽油

140－200℃C7~C11航空煤油

140－230℃C10~C15煤油

180－310℃C9~C16柴油

260－350℃C12~C18潤滑油

350－520℃重、渣油

>520℃《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作石油化工介紹石油化工原料主要為來自石油煉制過程產(chǎn)生的各種石油餾分和煉廠氣，以及油田氣、天然氣等。石油餾分(主要是輕質(zhì)油)通過烴類裂解、裂解氣分離可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烴和苯、甲苯、二甲苯等芳烴，芳烴亦可來自石油輕餾分的催化重整。石油輕餾分和天然氣經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化、重油經(jīng)部分氧化可制取合成氣,進(jìn)而生產(chǎn)合成氨、合成甲醇等。從烯烴出發(fā),可生產(chǎn)各種醇、酮、醛、酸類及環(huán)氧化合物等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上述烯烴、芳烴經(jīng)加工可生產(chǎn)包括合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等高分子產(chǎn)品及一系列制品，如表面活性劑等精細(xì)化學(xué)品，因此石油化工的范疇已擴(kuò)大到高分子化工和精細(xì)化工的大部分領(lǐng)域。石油化工生產(chǎn)，一般與石油煉制或天然氣加工結(jié)合，相互提供原料、副產(chǎn)品或半成品，以提高經(jīng)濟(jì)效益《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作原油的預(yù)處理和常減壓蒸餾

原油的預(yù)處理

在油田脫過水后的原油仍然含有一定量的鹽和水，形成較穩(wěn)定的油包水型乳化液，給后續(xù)的加工工序帶來不利影響。煉油廠廣泛采用加破乳劑和高壓電場聯(lián)合作用的脫鹽方法，即所謂電脫鹽脫水?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作原油預(yù)處理的重要性1.原油含鹽含水來源水地下：油井原油含水油田注水：提高油井采油率,我國原油平均含水量在80%以上。原油所含的鹽分組成：主要是鈉、鈣、鎂的氯化物，而鈉的含量最多，占75%左右。

鹽：溶解在水中《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作例:

年產(chǎn)250萬噸的煉油裝置，原油含水增加

1%，熱能耗增加7×106kJ/h；原油換熱溫度降低10℃，相當(dāng)原油加熱爐負(fù)荷增加5%

。

原油預(yù)處理的重要性2.對石油加工的危害

含水——增加燃料消耗和冷卻水消耗《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作

含鹽

——在爐管、換熱器管形成鹽垢，堵塞管路

——設(shè)備腐蝕

CaCl2+H2OCa(OH)2+HClMgCl2+H2OMg(OH)2+HClFe+HClFeCl2+H2Fe+H2SFeS+H2

FeS+HClFeCl2+H2S原油預(yù)處理的重要性2.對石油加工的危害《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作為什么要減壓蒸餾？原因：

其中350℃以上的高沸點餾分，在高溫（>400℃）會發(fā)生分解和縮合反應(yīng)，產(chǎn)生焦炭，導(dǎo)致管路堵塞.

現(xiàn)代技術(shù)通過減壓蒸餾可從常壓重油中拔出低于550℃的餾分。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作原油的常減壓蒸餾《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油及化工產(chǎn)品？

從大分子分解為小分子

(化學(xué)方法-熱反應(yīng)、催化反應(yīng))《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作辛烷值:汽油在內(nèi)燃機(jī)中燃燒時，抗爆震性能的指標(biāo)。辛烷值越大，抗爆震性能愈高，汽油的質(zhì)量也愈好。其大小與汽油的組成有關(guān)。辛烷值規(guī)定有機(jī)化合物辛烷值異辛烷(2,2,4—三甲基戊烷)100正庚烷0測試方法：將汽油試樣與兩者的混合物進(jìn)行對比，抗爆性與油品相等的混合物中所含異辛烷的百分?jǐn)?shù)，即為該油品的辛烷值。汽油的指標(biāo)《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作直餾汽油（辛烷值40~

60（MON））內(nèi)燃機(jī)發(fā)展要求辛烷值我國：普通汽油：70~

90（RON）優(yōu)質(zhì)汽油：90~

97（RON）

各國：普通汽油：91~

92（RON）優(yōu)質(zhì)汽油：96~

98（RON）注：測定方法為研究法(RON)、馬達(dá)法(MON)《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作催化裂化和加氫裂化

目的：原油經(jīng)常減壓蒸餾得到的直餾汽油,一般不超過25%,而且主要是直鏈烷烴,辛烷值低,只有50左右。不能直接用作發(fā)動機(jī)燃料。而有些油料，分子量較大,在工業(yè)上用處不大。因此人們就很自然的產(chǎn)生了利用這些油料通過裂解反應(yīng)來增產(chǎn)汽油的想法,并建立了相應(yīng)的生產(chǎn)裝置。

辛烷值：是汽油在內(nèi)燃機(jī)中燃燒時，抗爆震性能的指標(biāo)。辛烷值愈大，抗暴震性能愈高，汽油質(zhì)量愈好。市售汽油號數(shù)即為辛烷值數(shù)值。

測定方法:規(guī)定異辛烷為100，正庚烷為0，兩者以不同比例混合，制成標(biāo)準(zhǔn)燃料汽油。馬達(dá)法和研究法來測試。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作(1)熱裂化

在加熱和加壓下進(jìn)行。根據(jù)所用壓力的高低,分高壓熱裂化(20～7.0MPa,450～550℃)和低壓熱裂化(0.1～0.5MPa,550～770℃)。熱裂化反應(yīng),主要是把含碳原子數(shù)多的高分子量烴類裂化為碳原子數(shù)少的低分子量烴類,同時伴有脫氫、環(huán)化、聚合和縮合等反應(yīng)。產(chǎn)品有熱裂化氣、裂化汽油、煤油、殘油和石油焦炭。熱裂化汽油辛烷值仍較低,只有50左右,安性不好,有惡臭,裝置開工周期短，在煉油廠中已被催化裂化所取代。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作(2)催化裂化催化裂化的主要目的是增加汽油的產(chǎn)量。工業(yè)上常將用作催化裂化原料的重質(zhì)油料統(tǒng)稱為“蠟油”。由于使用催化劑,裂化反應(yīng)可以在較低(常壓或稍高于常壓)下進(jìn)行。催化劑有人工合成的無定形硅酸鋁(SiO2·Al2Ｏ3),Y型分子篩,ZSM-5沸石以及用稀土改性的Y(或X)分子篩。催化裂化反應(yīng)器有固定床、移動床和流化床三種。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作催化裂化工藝特點主要目的是增加汽油的產(chǎn)量，由于使用了催化劑，裂化可在較低壓力下進(jìn)行；由于使用了催化劑，產(chǎn)物以C3，C4和中等大小的分子居多，異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)得到加強(qiáng)，裂化汽油的辛烷值提高。氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)更易進(jìn)行，使得裂化產(chǎn)物中容易聚合的二烯烴類大為減少，汽油安定性較好；催化裂化產(chǎn)物主要是氣體和液體，液體以裂化汽油和柴油居多分出汽油和柴油的重質(zhì)油餾分，可以仍回催化裂化裝置作原料用，也可以用作加氫裂化原料油。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作提高辛烷值的方法：改變汽油組成：增加異構(gòu)烷烴和芳香烴組分的量。加入少量提高辛烷值的添加劑，如抗爆劑四乙基鉛。催化重整、催化裂化汽油調(diào)入其它高辛烷值組分，如甲基叔丁基醚（MTBE)等?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作3.催化劑

目前采用X型或Y型分子篩。

催化裂化1.原料350～500℃重質(zhì)餾分（直餾柴油、重柴油、減壓柴油等）2.裂化條件

450～530℃.0.1～0.3Mpa.cat接觸反應(yīng)《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作催化裂化工藝流程反應(yīng)—再生—分離《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作(3)加氫裂化加氫裂化是催化裂化技術(shù)的改進(jìn)。在臨氫條件下進(jìn)行催化裂化，可抑制催化裂化時發(fā)生的脫氫縮合反應(yīng),避免了焦炭的生成。操作條件為壓力6.5～13.5MPa,溫度340～420℃,可以得到不含烯烴的高品位產(chǎn)品,液體收率可高達(dá)100%以上(因有氫加入油料分子中)。原料可以是城市煤氣廠的冷凝液(俗稱凝析油)、重整后的抽余油、由重質(zhì)石腦油分餾所得的粗柴油、催化裂化的回?zé)捰偷取痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作加氫裂化工藝特點生產(chǎn)靈活性大，使用的原料油范圍廣，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可根據(jù)市場需要進(jìn)行調(diào)整；產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好產(chǎn)品中含不飽和烴少，含重芳烴和非烴類雜質(zhì)更少，產(chǎn)品安定性好，副產(chǎn)氣體以輕質(zhì)異構(gòu)烴為主；沒有焦炭沉積，所以不需要再生催化劑，因而可使用固定床反應(yīng)器；總的過程是放熱的，所以反應(yīng)器中需冷卻，而不是加熱。缺點是所得汽油的辛烷值比催化裂化低，須再經(jīng)重整將它的辛烷值提高，因需高壓和消耗大量的氫，操作費用比催化裂化高，工業(yè)上，加氫裂化是用來作為催化裂化的一個補充，而不是代替催化裂化?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作催化加氫裂化

在催化劑存在及高氫壓下，加熱重質(zhì)油使其發(fā)生各類加氫和裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成航空煤油、柴油、汽油（或重整原料）和氣體等產(chǎn)品的加工過程?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作4.產(chǎn)品：航空煤油、汽油、柴油、氣體2.操作條件：高壓法－高于10MPa370℃～450℃

中壓法－5～10MPa370℃～380℃

催化加氫裂化1.原料：重質(zhì)餾分——重柴油、減壓柴油、減壓渣油

氫氣3.催化劑－雙功能非貴金屬(Ni、Mo、W)和貴金屬(Pb、Pt)——加氫活性

載體：氧化硅－氧化鋁或沸石分子篩——裂化活性《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作主要作用降低不飽和烴及重芳烴的含量，提高油品安定性。抑制縮合反應(yīng)，產(chǎn)品油中不含焦油，催化劑上不易結(jié)焦。RSH+H2RH+H2SOH+H2+H2O除去重整原料油中所含S、N、O的化合物和重金屬化合物，提高油品質(zhì)量。7.催化加氫裂化反應(yīng)器固定床、沸騰床、懸浮床《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作三、催化重整和芳烴抽提

重整：將輕質(zhì)原料油,如直餾汽油、粗汽油等,經(jīng)過熱或催化劑的作用,使油料中的烴類重新調(diào)整結(jié)構(gòu),生成大量芳烴的工藝過程。采用這一工藝的初始目的也和催化裂化一樣,是為了制得高辛烷值的汽油。重整可以分熱重整和催化重整兩種。現(xiàn)在工業(yè)上用的主要是催化重整?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作1.熱重整熱重整不用催化劑,用輕度熱裂化方法來調(diào)整重整原料油中烴類的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)溫度525～575℃,壓力2.0～7.0MPa,裂化時間10～20s。重整的目的是在高壓下使低辛烷值汽油變?yōu)楦咝镣橹灯?。此?還可獲得較多的輕質(zhì)烯烴。從氣體利用方面來講,熱重整是值得注意的,但與催化重整相比,所得汽油收率低,辛烷值低,穩(wěn)定性差。所以,除特殊情況外,熱重整已被催化重整取代?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作催化重整是將輕質(zhì)原料油經(jīng)過催化劑的作用，使油料中的烴類重新調(diào)整結(jié)構(gòu)，生成大量芳烴的工藝過程。鉑催化重整主要反應(yīng)有：（1）六元環(huán)烷烴的脫氫:（2）五元環(huán)烷烴異構(gòu)化后再脫氫:（3）烷烴環(huán)化再脫氫:（4）烷烴異構(gòu)化:（5）加氫裂化：C8H18＋H2→C5H12＋C3H8

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作原料中環(huán)烷烴愈多,芳烴的產(chǎn)率愈高。反之,若烷烴多,那只適于生產(chǎn)高辛烷值的汽油,而不宜用來生產(chǎn)芳烴。因此,在生產(chǎn)中,若以生產(chǎn)高辛烷值汽油為主要目的,則宜采用80～180℃餾程范圍的寬餾分油,若以生產(chǎn)芳烴為主要目的,則應(yīng)選用窄餾分油。催化重整對原料油中的雜質(zhì)含量有一定的要求。如砷、鋁、鉬、汞、硫和氮等都會使催化劑中毒。鉑催化劑對砷特別敏感,要求原料油含砷量不大于0.1ppm。因此,在進(jìn)入重整反應(yīng)器前,原料油需進(jìn)行加氫處理以除去這些雜質(zhì)。

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作芳烴抽提

催化重整油經(jīng)脫戊烷等低分子烴類后,含有W(芳烴)=30%～60%。其余的40%～70%為烷烴和環(huán)烷烴等非芳烴。將抽提劑（如二乙二醇醚）加入重整油料中，經(jīng)攪拌、靜置使油料分離富含芳烴，與非芳烴（還含有少量的芳烴和抽提劑）的相。抽提相抽余相《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作連續(xù)抽提法：優(yōu)點是生產(chǎn)連續(xù)化,產(chǎn)品質(zhì)量好。抽提劑要求：1）要有高度的選擇性,即盡可能將芳烴全部抽提出來;2）要求與芳烴有足夠的沸點差,以便在精餾時,很方便的將它們分離;3）還要求有足夠的熱穩(wěn)定性,抗氧化安定性,無毒和價廉。工業(yè)用芳烴抽提劑對芳烴的溶解能力由高至低的次序為:N-甲基吡咯烷酮,四乙二醇醚>環(huán)丁砜,N-甲?；鶈徇?gt;二甲基亞砜,三乙二醇醚>二乙二醇醚。而選擇性以環(huán)丁砜和二甲基亞砜為最好,三乙二醇醚和N-甲?；鶈徇沃?N-甲基吡咯烷酮最差《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作催化重整工藝流程預(yù)脫砷和預(yù)分餾原料油催化重整后加氫芳香分離穩(wěn)定系統(tǒng)預(yù)加氫芳香抽提《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作延遲焦化減壓渣油、熱裂化渣油以及一些不好處理的各種重質(zhì)油品(又稱重殘油),煉油廠中常采用“焦化”的方法讓渣油轉(zhuǎn)化為更有經(jīng)濟(jì)價值的輕質(zhì)油品，生成的焦炭經(jīng)過焙燒等工序，除去其中所含的揮發(fā)性物質(zhì)后，可制得電極焦。

釜式焦化

把油裝到一個焦化釜中,在釜底加熱,使釜內(nèi)油焦化。從釜頂引出焦化產(chǎn)生的油品蒸氣和低分子烴氣體。焦化完成后,就可以出焦。工藝簡單，間歇操作，生產(chǎn)能力小。

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作延遲焦化：這是目前普遍采用的一種方法。考慮到重殘油的碳?xì)浔雀?非常容易結(jié)焦的這一特點,將原料油快速加熱到比較高的溫度(480～500℃),使重殘油在管式加熱爐中,來不及發(fā)生焦化就被送到一個中空的容器(稱焦炭塔),讓加熱的油品在其中反應(yīng)結(jié)焦,加熱和焦化不同時發(fā)生,故稱為延遲焦化。反應(yīng)所得氣體,從上部引出進(jìn)入分餾塔,生成的焦炭留在容器中,當(dāng)焦炭塔中結(jié)焦達(dá)一定程度后,就切換到另一個焦炭塔中繼續(xù)焦化成焦,原先的焦炭塔則進(jìn)行清焦作業(yè)。

流化焦化：本法的特點是液體產(chǎn)品的產(chǎn)率較高、焦炭產(chǎn)率較低、生產(chǎn)連續(xù)化、不需要繁重的清焦動作。延遲焦化出現(xiàn)．本法難以與它競爭，故不再發(fā)展。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作天然氣天然氣的組成和分類按礦源分：天然氣井、煤田伴生氣、油田伴生氣；按組成分

干氣：CH4為主要成分，其次是C2H6,C3H8和C4H10,并含有少量的C5以上重組分,CO2、N2、H2S和NH3等。它稍加壓縮不會有液體產(chǎn)生,故被稱作干氣。屬于這一類的有天然氣井和煤田伴生氣。

濕氣：除CH4和C2H6等低碳烷烴外,還含有少量輕汽油,對它稍加壓縮就有汽油析出來,故稱濕氣。屬于這一類的天然氣有油田伴生氣。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作天然氣化工以天然氣為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的工業(yè)。天然氣通過凈化分離和裂解、蒸汽轉(zhuǎn)化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應(yīng)可制成合成氨、甲醇及其加工產(chǎn)品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作天然氣的初步加工《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作凈化分離包括從地下采出的天然氣，在氣井現(xiàn)場，經(jīng)脫水、脫砂與分離凝析油后，根據(jù)氣體組成情況進(jìn)行進(jìn)一步的凈化分離加工。富含硫化物的天然氣，必須經(jīng)過脫硫處理，以達(dá)到輸送要求，副產(chǎn)品的硫磺作為硫資源，用以生產(chǎn)硫酸、二硫化碳等一系列硫化物；脫硫后，天然氣經(jīng)過深冷分離（見天然氣深冷分離），可得到液化天然氣（見甲烷）；若天然氣富含稀有氣體氦，可同時得到氦氣（見彩圖）；若天然氣是富含乙烷以上烷烴的濕氣,則可同時得到天然氣凝析液,后者常采用精餾的方法，以回收乙烷、丙烷、丁烷，并且還有一部分凝析油?！痘すに噷W(xué)》2013-2014武成利制作克勞斯法脫硫流程圖《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作天然氣的化學(xué)加工純天然氣和低級烷烴的化工利用主要有四條途徑：

(1)經(jīng)轉(zhuǎn)化先制成合成氣(CO+H2)，或含氫很高的合成氨原料氣，然后進(jìn)一步合成甲醇、氨、高級醇和碳基化產(chǎn)品；

(2)在高溫下進(jìn)行的天然氣熱裂解，主要生產(chǎn)乙炔和炭黑；

(3)天然氣經(jīng)過氯化、硫化、硝化、氨化、氧化可制得甲烷的各種衍生物；

(4)濕性天然氣中的乙烷、丙烷、丁烷和天然氣凝析液等，經(jīng)蒸汽裂解或熱裂解可生產(chǎn)乙烯、丙烯和丁二烯；丁烷脫氫或氧化可生產(chǎn)丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、順丁烯二酸酐等。

《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作天然氣化學(xué)加工路線圖《化工工藝學(xué)》2013-2014武成利制作其他化工資源一農(nóng)林副產(chǎn)品農(nóng)林副產(chǎn)品等生物資源屬再生資源,取之不盡,用之不竭,有廣闊的發(fā)展前途。目前未工業(yè)化原因:

1)由農(nóng)林副產(chǎn)品加工成化工成品,原料和產(chǎn)品重量比大,原料的收購、運輸和儲存有很多困難,難進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

2)農(nóng)林副產(chǎn)品收購