能源環(huán)境化學(xué)化石能源省公共課一等獎全國賽課獲獎?wù)n件

化石能源（一）書本第二部分2.石油、天然氣、煤化學(xué)2.1化石燃料：開采、生產(chǎn)、產(chǎn)品。

第1頁圖0-1世界能耗在過去150年增加了20倍（1850-）第2頁表0-1世界一次能源或主要能源

(PrimaryEnergy)使用量及起源分布一次能源EJ石油天然氣煤核能水力發(fā)電生物質(zhì)及其它世界51434％21％26％6％2％11%美國10640％24％25％8％1%3%中國8018％2％>62％1％2%15%第3頁圖0-3世界發(fā)電燃料起源分布圖（USAEIAReport）第4頁全球氣候變暖趨勢第5頁主要溫室氣體：

二氧化碳(CO2):因為大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，森林又被砍伐，全球二氧化碳正以每年約六十億噸量增加中。甲烷(CH4):產(chǎn)生自發(fā)酵與腐化變更過程及物質(zhì)不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機(jī)車及填埋場排放。

氧化亞氮(N2O):由化石燃料燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。臭氧(O3):來自地面污染，如汽機(jī)車、發(fā)電廠、煉油廠所排放氮氧化合物及碳?xì)浠衔?，?jīng)光化學(xué)作用而產(chǎn)生臭氧。氟氯碳化物(CFCs):

以CFC－l1、CFC－12及CFC－113占最大使用量。使用范圍包含冷媒、清洗、噴霧及發(fā)泡等用途，同時這類化合物也是破壞臭氧層禍?zhǔn)?。?頁CO2濃度與暖化第7頁圖0-10中國能源資源利用現(xiàn)實狀況及預(yù)期第8頁中國能源供給形勢當(dāng)前展望

主要能源資源是煤炭，占能源總消耗約70＋％。石油、天然氣、生物質(zhì)、水力發(fā)電次之。前二者需大量進(jìn)口。核能、風(fēng)能和太陽能所占百分比很小，但發(fā)展速度快、發(fā)展空間大。煤層氣急待開發(fā)利用，可燃冰有遠(yuǎn)景。能源價格走向市場化。第9頁第10頁第11頁第12頁第13頁第14頁第15頁表2.1原油、汽油與幾個經(jīng)典煤種元素組成元素組成％無煙煤中等揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤褐煤原油汽油ABC93.788.484.580.372.783~8780~85H2.45.05.65.54.211~1413~14O2.44.17.011.121.30.1-21~7*N0.91.71.61.91.20.02-2微量S0.60.81.31.20.60.06-1.0微量*含5%MTBE或20%乙醇。第16頁第17頁城市燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)

城市燃?xì)獍雌淦鹪床灰粯樱饕煞譃槿斯と細(xì)?、天然氣、液化石油氣三大類。其主要成份是一些可燃?xì)怏w，如甲烷等碳?xì)浠衔?，氫、一氧化碳等，另外也含有一些不可燃?xì)怏w組分，如二氧化碳、氮、氧等。它包含液化石油氣、人工煤氣、天然氣、礦井瓦斯氣、沼氣和工業(yè)尾氣等。第18頁一、人工燃?xì)猓?、于餾煤氣：煤在隔絕空氣情況下經(jīng)加熱干餾所得燃?xì)?。煉焦煤氣是焦化工業(yè)副產(chǎn)品。炭化爐生產(chǎn)主要目標(biāo)是取得煤氣，所產(chǎn)焦炭普通供作氣化爐原料，或用于直接加熱。高溫干餾煤氣熱值普通在18MJ／Nm3左右。

2、氣化煤氣、水煤氣：煤在高溫下與氣化劑反應(yīng)所生產(chǎn)燃?xì)?，統(tǒng)稱為氣化煤氣。氣化煤氣主要組分為氫氣與一氧化碳，適宜于用作燃料氣和化工原料合成氣。熱值普通在13MJ／Mm3以下。人工煤氣中含有一氧化碳。一氧化碳是有毒氣體。人工煤氣比空氣、液化石油氣輕。3、高爐氣：高爐氣是煉鐵時產(chǎn)生副產(chǎn)氣，其主要組分是一氧化碳和氮?dú)?，熱值只有?－4.2MJ／Nm3。第19頁4、油制氣：油制氣是用石油系原料經(jīng)熱加工制成燃?xì)饪偡Q。采取加工工藝，有蒸汽加氫氣化法等。生產(chǎn)城市燃?xì)夥椒ㄉ芯窒抻谝灾赜突蛟筒扇崃呀夥üに?。熱裂解氣以甲烷、乙烯和丙稀為主要組分，熱值約為41－42MJ/Nm3轉(zhuǎn)化法、熱裂解法、部分氧化法和催化熱裂解氣含氫最多，也含有甲烷和一氧化碳，其熱值與干餾煤氣相靠近，熱值約在17一21MJ/Nm3之間。一、人工燃?xì)獾?0頁二、天然氣

因為起源不一樣，天然氣普通可分為四種：從氣田開采氣田氣（純天然氣）；伴隨石油一起開采出來石油氣（也稱石油伴生氣）；含有輕質(zhì)餾分凝析氣田氣；從煤礦井下煤層中抽出礦井氣（礦井瓦斯氣）。氣田氣純度普通較高，其組分以甲烷為主，也含有少許一氧化碳、硫化氫、氮和微量氦、氖、氖等惰性氣體，我國四川天然氣屬于這一類，甲烷含量比較高。天津、大慶等地使用天然氣是石油伴生氣，甲烷含量約為80％，其它烷烴占15％，所以熱值較高。凝析氣除含有大量甲烷外，還含有2％—5％戊烷和戊烷以上烴類，熱值更高。礦井氣主要成份也是甲烷，其含量視抽氣方式不一樣而改變，普通含氮量很高，熱值較低。第21頁天然氣是指在地下多孔地質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)覺自然形成烴類氣體和蒸汽混合氣體，常與石油伴生。主要包含甲烷及一些低分子量碳?xì)浠衔锶缫彝?、丙烷，并含不一樣百分比二氧化碳、硫化氫、氧硫化碳（COS）、水分等。

二氧化碳有時達(dá)10%以上，經(jīng)分離后有尤其利用價值。天然氣作燃料時輕易燃燒，清潔無灰渣，發(fā)燒量大，熱值在36－42MJ／Nm3之間。燃燒效率高，是清潔高能天然燃料。二、（純）天然氣第22頁天然氣主要性質(zhì)和特點l、天然氣是一個易燃易爆氣體，和空氣混合后，溫度只要抵達(dá)550℃就會燃燒。在空氣中，天然氣濃度只要抵達(dá)5％—15％，碰到火種就會爆炸。2、天然氣可液化，液化后其體積將縮小為氣態(tài)1／600。3、天然氣主要成份為甲烷，其本身無毒，但空氣中甲烷含量抵達(dá)10％以上時，人就會因氧氣不足而呼吸困難，眩暈虛弱而失去知覺、昏迷甚至死亡。天然氣中如含有一定量硫化氫時，也含有一定毒性。第23頁三、液化石油氣(LPG)：主要組分為丙烷、丙稀、丁烷、丁烯等石油系輕烴類，多從油、氣開采或石油加工過程中取得。當(dāng)前，我國供給民用液化石油氣主要由煉油廠催化裂解和催化重整裝置中獲取。油田氣或凝析氣田氣中含有相當(dāng)數(shù)量烴類，也可分離回收液化石油氣。第24頁液化石油氣主要特點1、液化石油氣在低溫或高壓下呈液態(tài)，但在常溫常壓下就會變成氣態(tài)，且體積比液態(tài)擴(kuò)大250多倍。2、液態(tài)液化石油氣比同體積水約輕二分之一。3、液化石油氣本身無毒，但當(dāng)空氣重液化石油氣濃度含量較高時，對人中樞神經(jīng)有麻醉作用。4、液化石油氣也有易燃易爆特征，其著火溫度約為450度，空氣中液化石油氣爆炸極限為2％—9％。第25頁煤組成煤中有機(jī)質(zhì)主要組成元素是碳，煤結(jié)構(gòu)單元骨架，燃燒時產(chǎn)熱主要起源，泥炭含碳量55-62%；褐煤60-77%；煙煤70-93%；無煙煤88-98%。第26頁煤組成微量元素在燃燒后其元素或化合物完全揮發(fā)進(jìn)入氣相有Hg,F,Br,Cl,B,I,而富集于飛灰有As,Cd,Ga,Ge,Pb,Sb,Sn,Te,Zn等，其中Hg,Pb,As,Cd等是毒性高元素。灰分(Ash)為燃燒后殘余固體無機(jī)物，含鈣、磷、硅、鐵等。煤中還有水分等雜質(zhì)，水在煤中含量為0.3-25%不等。第27頁表2.1原油、汽油與幾個經(jīng)典煤種元素組成元素組成％無煙煤中等揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤褐煤原油汽油ABC93.788.484.580.372.783~8780~85H2.45.05.65.54.211~1413~14O2.44.17.011.121.30.1-21~7*N0.91.71.61.91.20.02-2微量S0.60.81.31.20.60.06-1.0微量*含5%MTBE或20%乙醇。第28頁標(biāo)準(zhǔn)煤是假設(shè)一個標(biāo)準(zhǔn)燃料，1千克重標(biāo)準(zhǔn)煤熱值為29.308MJ。

第29頁石油煉制及石油化學(xué)品第30頁RefineryFlowDiagrams第31頁第32頁第33頁第34頁第35頁化石能源選擇

冬天用什么取暖？

用空調(diào)或用天然氣？

柴油車？汽油車？天然汽車？

價格？環(huán)境保護(hù)？可靠性？

第36頁HeatingvalueofFossilFuels煤汽油天然氣密度--0.74kg/L0.84kg/M3熱值MJ/kg274749價格RMB/kgRMB/MJ0.40.01580.172-30.04-0.06第37頁2.2石油及天然氣加工

煉油及石化工藝

第38頁HeatingvalueofFossilFuels煤汽油天然氣密度--0.74kg/L0.84kg/M3熱值MJ/kg274749價格RMB/kgRMB/MJ0.40.01580.172-30.04-0.06第39頁焦耳(J)千克·米(kg·m)米制馬力·時(PS·h)英制馬力·時(HP·h)千瓦·時(kW·h)千卡(kcal)英熱單位(Btu)英尺·磅(ft·lb)10.1023.777×10-73.725×10-72.778×10-72.389×10-49.478×10-40.73769.80713.704×10-63.653×10-62.724×10-62.342×10-39.295×10-37.2332.648×1062.7×10510.98630.7355632.525101.953×1062.685×1062.738×1051.01410.7457641.22544.41.98×1063.6×1063.671×1051.361.3411859.834122.655×1064187426.91.581×10-31.559×10-31.163×10-313.9683.087×1031055107.63.985×10-43.93×10-42.93×10-40.2521778.21.3560.13835.121×10-75.05×10-73.768×10-73.24×10-41.285×10-311焦耳(J)=1牛頓·米(N·m)=1瓦·秒(W·s)=107爾格(erg)；1爾格(erg)=1達(dá)因·厘米(dyn·cm)=10-7焦耳；1英尺·磅達(dá)(ft·pdl)=4.214×10-2焦耳=4.297×10-3千克·米；1攝氏熱單位(Chu)=1.8英熱單位(Btu)第40頁HeatingvalueofFossilFuels煤汽油天然氣價格RMB/MJ0.0150.170.04-0.06RMB/KWH@40%efficiencyFuelcost?Fuelcost?第41頁HeatingvalueofFossilFuels煤汽油天然氣價格RMB/MJ0.0150.170.04-0.06RMB/KWH@40%efficiency0.1351.530.36-0.54RMB/KWH@30%efficiency0.180.48-0.72第42頁第43頁汽油主要成份主要組分是四碳至十二碳烴類。由石油分餾或重質(zhì)餾分裂化制得。原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、催化重整等過程都產(chǎn)生汽油組分。但從原油蒸餾裝置直接生產(chǎn)直餾汽油，不單獨(dú)作為發(fā)動機(jī)燃料，而是將其精制、調(diào)配，有時還加入添加劑（如甲基叔丁基醚，MTBE；清潔劑、防腐蝕劑等）以制得商品汽油。第44頁無鉛汽油

（Unleadedgasoline）

清潔汽油

（Cleangasoline）第45頁汽油成份烷烴:異辛烷（2,2,4-trimethylpentane，isooctane）,methylcyclohexane烯烴:3-methyl-1-heptene芳香烴：BTEXAdditive:detergent,oxygenatesuchasMTBE,ethanol,二甲醚第46頁汽油最主要性能為蒸發(fā)性和抗爆性

蒸發(fā)性指汽油在汽化器中蒸發(fā)難易程度。對發(fā)動機(jī)起動、暖機(jī)、加速、氣阻、燃料耗量等有主要影響。汽油蒸發(fā)性由餾程、蒸氣壓、氣液比3個指標(biāo)綜合評定。

①餾程。指汽油餾分從初餾點到終餾點溫度范圍。②蒸氣壓。指在標(biāo)準(zhǔn)儀器中測定38℃蒸氣壓，是反應(yīng)汽油在燃料系統(tǒng)中產(chǎn)生氣阻傾向和發(fā)動機(jī)起機(jī)難易指標(biāo)。車用汽油要求有較高蒸氣壓。

③氣液比。指在標(biāo)準(zhǔn)儀器中，液體燃料在要求溫度和大氣壓下，蒸氣體積與液體體積之比。氣液比是溫度函數(shù)，用它評定、預(yù)測汽油氣阻傾向，比用餾程、蒸氣壓更為可靠。

第47頁抗爆(震）性

（anti-knocking)

抗爆性指汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒能力,用辛烷值表示。辛烷值定義是：異辛烷辛烷值定為100，正庚烷定為0，汽油辛烷值測定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料，使其產(chǎn)生爆震強(qiáng)度與試樣相同，標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占體積百分?jǐn)?shù)就是試樣辛烷值?？贡芰εc化學(xué)組成相關(guān)。帶支鏈烷烴以及烯烴、芳烴通常含有優(yōu)良抗爆性。提升汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油組分，如乙醇、二甲醚(DME)、MTBE、DIPE。第48頁中國汽油辛烷值

汽油按馬達(dá)法辛烷值分為70號和85號二個牌號,按研究法辛烷值分為90號、93號、95號和97號車用汽油四個牌號,當(dāng)前日常生活中中國汽油牌號就是按研究法辛烷值分類。

第49頁第50頁第51頁甲基叔丁基醚(MTBE)

化學(xué)反應(yīng)：在催化劑作用下混合碳四中異丁烯與甲醇醚化反應(yīng)生成MTBE

：H2C=C(CH3)2＋CH3OH＋催化劑→(CH3)3C-O-CH3

Methyltert-butylether工藝流程：原料凈化→醚化反應(yīng)→產(chǎn)品分離→甲醇回收

第52頁DME,DIPEDimethyletherCH3-O-CH3

Diisopropylether

第53頁汽車尾氣主要成份

主要污染物為碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、甲醛、含鉛化合物、苯丙芘及固體顆粒物等。能引發(fā)光化學(xué)煙霧等。以往含鉛汽油經(jīng)燃燒后,85%左右鉛排入大氣中造成鉛污染。

第54頁清潔汽油（Cleangasoline）

清潔汽油是一個新配方汽油(Reformulatedgasoline)，它既能夠為汽車提供有效動力，又能降低有害氣體排放。新標(biāo)準(zhǔn)對車用汽油中可能產(chǎn)生有害氣體組分做了嚴(yán)格要求，包含：硫含量、鉛含量、苯含量、芳烴含量、烯烴含量等。第55頁清潔汽油優(yōu)點

1)省油降低污染：燃油系統(tǒng)清潔，油品霧化程度提升，混合氣完全燃燒，功率增加使用清潔汽油汽車，尾氣排放中碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、甲醛等將大大降低。

2)清潔汽車部件：使用清潔汽油汽車能夠保持發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)清潔，如化油器或噴嘴，進(jìn)排氣閥、火花塞、燃燒室、活塞等，燃油系統(tǒng)不會產(chǎn)生積碳，降低機(jī)械磨損，延長汽車使用壽命。

3)改進(jìn)行駛性能：發(fā)動機(jī)輕易開啟，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，加速性能好。第56頁尾氣碳?xì)浠衔锱欧旁?/p>

汽車尾氣碳?xì)浠衔飦碜匀N排放源。對普通汽油發(fā)動機(jī)來說，約60%碳?xì)浠衔飦碜詢?nèi)燃機(jī)廢氣排放，20%~25%來自曲軸箱泄漏，其余15%~20%來自燃料系統(tǒng)蒸發(fā)。第57頁三元型催化式排氣凈化器

反應(yīng)原理：

氮氧化合物分解為氧氣和氮?dú)?NOx→xO2+N2

一氧化碳被氧化為二氧化碳2CO+O2→2CO2

碳氧化合物被氧化為二氧化碳和水蒸汽

2CxHy+(2x+y/2)O2→2xCO2+yH2O

第58頁三元型催化式排氣凈化器

殼體用耐高溫不銹鋼制成，內(nèi)部蜂巢式通

道上涂有催化劑，催化劑成份有鉑、鈀和銠等稀土金屬。

第59頁第60頁三元型催化式凈化器防污效果第61頁作業(yè)列表比較甲醇、二甲醚、乙醇、MTBE辛烷值、單位熱值、含氧量（％）及毒性。比較以上燃料生物降解性。比較以上燃料在中國市場價格及產(chǎn)量。第62頁主要煉油及烯烴石化原料

過程工藝第63頁方法原理原料目主要產(chǎn)品分餾常壓利用加熱和冷凝，把石油分成不一樣沸點范圍蒸餾產(chǎn)物原油得到不一樣沸點范圍蒸餾產(chǎn)品溶劑油、汽油、煤油、柴油、重油減壓重油潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青、石油焦裂化熱裂化在一定條件下，把分子量大、沸點高烴斷裂為分子量小，沸點低烴重油提升汽油產(chǎn)量汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯催化裂化裂解（深度裂化）在高溫下，把長鏈分子烴斷裂為各種短鏈氣態(tài)烴和液態(tài)烴含直鏈烷烴石油分餾產(chǎn)品取得短鏈不飽和烴乙烯、丙烯、丁二烯【思索】1、怎樣判別：第64頁第65頁第66頁第67頁

第68頁BTEX

benzene,toluene,

ethylbenzene,xylene第69頁第70頁第71頁第72頁第73頁Alkylation加烷基第74頁裂解裂解是石油化工生產(chǎn)過程中，以比裂化更高溫度（700℃～800℃，有時甚至高達(dá)1000℃以上），使石油分餾產(chǎn)物（包含石油氣）中長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴加工過程。

裂解是一個更深度裂化。石油裂解化學(xué)過程比較復(fù)雜，生成裂解氣是成份復(fù)雜混合氣體，除主要產(chǎn)品乙烯外，還有丙烯、異丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烴、硫化氫和碳氧化物等。裂解氣經(jīng)凈化和分離，就能夠得到所需純度乙烯、丙烯等基本有機(jī)化工原料。當(dāng)前，石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯主要方法。第75頁裂解反應(yīng)第76頁第77頁第78頁第79頁第80頁第81頁第82頁作業(yè)總結(jié)石化工業(yè)主要產(chǎn)品化學(xué)式及生產(chǎn)過程化學(xué)方程式。第83頁以天然氣為原料

生產(chǎn)合成氨及甲醇

CH4+H2O→CO+3H2

CO+2H2→CH3OH

N2+3H2→2NH3第84頁以天然氣或煤炭為原料

生產(chǎn)合成氨及甲醇反應(yīng)熱CH4+H2O→CO+3H2-206.4kj/molCO+H2O→CO2+H2+41.2kj/molC+2H2O→CO2+2H2-80kj/molN2+3H2→2NH3+46.2kj/molCO+2H2→CH3OH？？？第85頁成都天成碳一化工有限企業(yè)

主要從事天然氣化工、煤化工、碳一化工和氣體凈化等領(lǐng)域研發(fā)、設(shè)計和咨詢服務(wù)。企業(yè)主要技術(shù)：1.天然氣、水煤氣、碳化氣、變換氣、焦?fàn)t氣、液化氣、沼氣、CO2以及城市煤氣等含硫氣源干、濕法脫硫等分離凈化技術(shù)；2.各種氣分離凈化技術(shù)；3.甲醇制二甲醚生產(chǎn)技術(shù)；4.甲醇裂解制氫、氨裂解制氫及甲烷轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)；5.甲醇及其下游產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)；6.一氧化碳羰基化制甲酸甲酯技術(shù)；7.甲酰胺、二甲基甲酰胺一、二步法生產(chǎn)技術(shù)等。

企業(yè)主要產(chǎn)品：1.TC-10X系列常溫氧化鐵脫硫劑；2.TC20X系列羰基硫水解催化劑；3.TC-30X系列寬溫鐵錳脫硫劑及特種活性碳系列；4.氧化鋅系列脫硫劑；5.氨裂解制氫催化劑；6.甲醇裂解制氫催化劑；7.天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑及甲烷化催化劑；8.甲烷催化劑；9.各種規(guī)格、型號變壓吸專用吸附劑；10.各種規(guī)格變壓吸附專用程控閥等。

第86頁Endofthe2ndlecture第87頁2.3

煉油及石油化學(xué)工業(yè)

環(huán)境保護(hù)工藝及環(huán)境化學(xué)

第88頁能源環(huán)境化學(xué)、化學(xué)工程、節(jié)能減排降低工業(yè)GDP/能耗比降低生產(chǎn)能源產(chǎn)品能耗：煉油、生物質(zhì)能。降低大宗耗能工業(yè)原料能耗：化肥、水泥、煉鋁、煉焦、鋼鐵等。提升發(fā)電廠能效。發(fā)展可再生能源、潔凈能源、潔凈煤工藝技術(shù)。降低工業(yè)GDP/水耗比，增加水循環(huán)使用比率?；厥绽脧U棄物，廢棄物發(fā)電及供熱。發(fā)展綠色產(chǎn)品、綠色及節(jié)能工業(yè)、綠色建筑。第89頁煉油廠及普通石油化學(xué)工業(yè)三廢減排及處理

1.廢水初級處理（除油、除渣）、生物處理（除有機(jī)物）、深度處理及再利用。2.冷卻水、清洗水、冷凝水應(yīng)該回收，增加水循環(huán)使用百分比。3.廢油渣能源化使用，廢催化劑回收。4.高濃度廢堿液需要特殊處理。5.有效利用酸堿廢液中和，廢溶劑回收等。6.預(yù)防有機(jī)氣體(asVOC,volatileorganiccarbon)泄漏；回收及處理有機(jī)氣體。7.發(fā)展及采取新產(chǎn)品，如生物分解性好清潔劑。8.發(fā)展及采取新工藝，如以往成功地使用隔模法電解食鹽水（取代汞電極）制備氫氧化鈉、氯氣、氫氣、氯乙烯。第90頁廢水處理第91頁廢水預(yù)處理Segregation隔離処理Equalization流量均勻化Neutralization酸堿中和Temperatureadjustment溫度調(diào)節(jié)Detoxification去毒Aeration通（曝氣）氧第92頁廢水初級處理（除油、除渣）、生物二級處理（除有機(jī)物）、深度處理及再利用。第93頁煉油廠廢水處理過程除油（物理化學(xué)方法）除溶解有機(jī)質(zhì)（微生物法）除含毒性物質(zhì)處理廢渣

第94頁普通煉油廠廢水處理過程第95頁主要水污染物質(zhì)定義ThODTheoreticaloxygendemandCODChemicaloxygendemandBODBiochemicaloxygendemandTC,TOCTotalcarbon,totalorganiccarbonTN,TON,TKN,AmmoniumnitrogenTotalnitrogen,totalorganicnitrogen第96頁監(jiān)測方法Biological：Fishtest,coliform,Biochemical:BODtest,enzymeinhibitionChemical:COD,TSS,VSS,TKN,ammonia,phosphate,alkalinity,etcInstrumental:includingallabove,plusIC(inorganicanions),TOC/TC,Atomicadsorption,ICP(metals),GC,GC/MS,HPLC,Electronmicroscope,microscope,spectrophotometry,particlecounter,etc.第97頁練習(xí)題計算酚、乙酸、單糖、氨ThOD廢水中含100mg/L胺基苯，其TON為多少？COD?TOC?第98頁ConceptofBOD

Biologicaloxygendemand要抄筆記！第99頁第100頁BOD=ThOD–Leftover

–Energystoredas

MicrobialBiomass

SomeThODofacompoundisoxidized,someisleftover,

andsomeisstored.第101頁第102頁高濃度廢液第103頁煉油及裂解過程副產(chǎn)物及廢物：

含硫廢堿液，含酚廢堿液

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2OH2S+2NaOH→Na2S+2H2OCOS+4NaOH→Na2S+Na2CO3+2H2ORSH+NaOH→RSNa+H2O第104頁酚類萃取回收

Extractionandrecoveryofphenols第105頁濕式氧化工藝

WetOxidationTechnology非催化濕式氧化工藝催化濕式氧化工藝超臨界氧化工藝第106頁WAO第107頁第108頁第109頁第110頁第111頁“酸氣”脫硫過程第112頁MethyldiethanolamineMDEA

DiethanolamineDEA

RemoveH2Sfromsourgas第113頁加氫脫硫第114頁大自然中硫改變路徑簡示

第115頁煉油廠硫最終形態(tài)及去處第116頁第117頁NOx氧化路徑：第118頁第119頁2原理：

第120頁第121頁VOC(volatileorganiccarbon)

ControlBenzeneandBTEXOrganichalides:VCM,RX,CFCVaporizedSolventsGeneralHCvapor第122頁第123頁第124頁第125頁習(xí)題算出以下各化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱加入甲醇或尿素還原一氧化氮第126頁End第127頁2.4煤化學(xué)、煤化工

2.5潔凈煤工藝

第128頁煤元素組成煤中有機(jī)質(zhì)主要組成元素是碳，煤結(jié)構(gòu)單元骨架，燃燒時產(chǎn)熱主要起源，泥炭含碳量55-62%；褐煤60-77%；煙煤70-93%；無煙煤88-98%。第129頁煤元素組成微量元素在燃燒后其元素或化合物完全揮發(fā)進(jìn)入氣相有Hg,F,Br,Cl,B,I,而富集于飛灰有As,Cd,Ga,Ge,Pb,Sb,Sn,Te,Zn等，其中Hg,Pb,As,Cd等是毒性高元素。灰分(Ash)為燃燒后殘余固體無機(jī)物，含鈣、磷、硅、鐵等。煤中還有水分等雜質(zhì)，水在煤中含量為0.3-25%不等。第130頁表2.1原油、汽油與幾個經(jīng)典煤種元素組成元素組成％無煙煤中等揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤褐煤原油汽油ABC93.788.484.580.372.783~8780~85H2.45.05.65.54.211~1413~14O2.44.17.011.121.30.1-21~7*N0.91.71.61.91.20.02-2微量S0.60.81.31.20.60.06-1.0微量*含5%MTBE或20%乙醇。第131頁煤焦化及焦油第132頁餾分沸點范圍℃餾分產(chǎn)率％（對無水焦油）輕油<1700.4～0.6酚油170~2101.8～2.5萘油210~23010～16洗油230~3007～10一蒽油300~36017～23二蒽油360~4403～8表2.9焦油餾分部分組成第133頁表2.10

焦油中主要中性組分第134頁表2.11粗酚組成及性質(zhì)酚類代表物質(zhì)為苯酚。純凈苯酚是無色棱形結(jié)晶，有特殊氣味，在空氣中放置因易被氧化而變成紅色。室溫時稍溶于水，在65℃以上可與水混溶；也易溶于乙醇、乙醚、苯等有機(jī)溶劑。苯酚是有機(jī)合成主要原料，多用于制造塑料、膠黏劑、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等。第135頁第136頁命名phenyl→phenol苯酚naphthyl→naphthol萘酚2,6-naphthoquinone2,6-萘醌第137頁表2.12吡啶及其同系物性質(zhì)第138頁五元雜環(huán)化合物呋喃、噻吩、吡咯結(jié)構(gòu)和苯相類似。組成環(huán)四個碳原子和雜原子（N，S，O）均為sp2雜化狀態(tài)，它們以σ鍵相連形成一個環(huán)面

第139頁

19世紀(jì)中期，煤焦油工業(yè)興起以后，在對芳香族化合物研究過程中，發(fā)覺了合成染料。當(dāng)前使用染料，則都是由芳香或雜環(huán)化合物合成。合成染料品種極多，顏色鮮艷。第140頁

苯胺C6H5NH2存在于煤焦油，是油狀液體，沸點184℃，微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，有毒。新蒸餾苯胺無色，放置后能因氧化而變?yōu)辄S、紅或棕色。苯胺是主要有機(jī)合成原料，用于制染料、藥品等。第141頁煤中有機(jī)硫

主要有機(jī)硫化合物包含芳香和脂肪硫醇、芳香和脂肪硫醚、二硫醚、環(huán)硫醚以及噻吩類硫．

第142頁硫脫除各種硫脫除難易程度不一樣．普通說來，有機(jī)硫中脂肪硫醇、硫醚、二硫醚和連在芳香環(huán)上二硫醚較輕易熱解脫除，普通在500℃以下即可分解。FeS2在氧化或還原性氣氛下較易脫除，在250℃以下即可發(fā)生反應(yīng)，而在惰性氣氛中是相當(dāng)穩(wěn)定，歧化裂解脫硫必須在高溫下(450℃以上)進(jìn)行。與苯環(huán)相連芳香類硫較難脫除，噻吩類硫是最穩(wěn)定最難除。第143頁當(dāng)代先進(jìn)煤化工藝及工藝組合大致有以下幾個主要方式：大型先進(jìn)煤氣化:多噴嘴水煤漿氣化、干煤粉氣流床氣化技術(shù)等。一步法合成二甲醚技術(shù):2CO+4H2→CH3OCH3+H2O煤化工聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng):煤化工聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng):如煤焦化以煤氣制甲醇以煤氣化為關(guān)鍵多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)新一代煤化工技術(shù)：以煤氣化為龍頭，以一碳化工技術(shù)為基礎(chǔ)，合成、制取各種化工產(chǎn)品和燃料油煤炭潔凈利用技術(shù)，與電熱等聯(lián)產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭能源效率最高、有效組分最大程度轉(zhuǎn)化、投資運(yùn)行成本最低和全生命周期污染物排放最少目標(biāo)。第144頁練習(xí)分類寫出煤焦油中主要有機(jī)物名稱及結(jié)構(gòu)式。第145頁各種煤業(yè)廢水第146頁2.9.1洗煤及洗煤廢水a(chǎn))含硫化鐵，易氧化成強(qiáng)酸性：

2FeS2+7O2+2H2O→2Fe2++4SO42-+4H+

4FeS2+15O2+14H2O→4Fe(OH)3+8H2SO4b)需要中和硫酸及沉淀分離處理，并回收廢水：

CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2第147頁表2.14寶鋼焦化廠廢水排量和水質(zhì)廢水起源水量m3/d水質(zhì)，mg/L總NH3酚總CN-SCN-S2-油COD氨水8304000150700753206300粗苯1004500400150600——1406700焦油2055003600300145160011015000苯加氫502500302020380010003000酚精制65——2600——————8512700古馬隆5——6000——————1401100吡啶精制——————300————5600瀝青焦195134012001201209602105540混合氨水1265337017501306303703005450溶劑脫酚廢水1265337070130630370902250蒸氨廢水138527064364807581750第148頁表2.15冷煤氣發(fā)生站廢水水質(zhì)污染物濃度mg/L無煙煤煙煤褐煤水不循環(huán)水循環(huán)水不循環(huán)水循環(huán)懸浮物——1200<100200~3000400~1500總固體150～5005000~10000700~10001700~150001500~11000酚類10～100250~180090~35001300~6300500~6000焦油——少許70~300200~3200多氨5～25050~100010~480500~2600700~10000硫化物20～40<200少許少許少許氰化物和硫5～1050～500<10<25<10COD20～150500～3500400~7002800~01200~23000第149頁廢水處理方法:廢水成份酚氨硫氰COD第150頁石化相關(guān)物質(zhì)生物降解性醇、二醇、三醇、酸、酮、醚苯、酚胺吡啶硫醇噻吩第151頁煤化工藝及工藝組合第152頁圖2.3當(dāng)代煤化工業(yè)簡示圖第153頁煤天然氣LPG(C3H8)以及乙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烷（2.8MPa瓶裝）CNG（20MPa）LNG（-164oC）二甲醚DME（CH3OCH3，含O2：34.8％）甲醇（CH3OH）（有毒性、吸水性、腐蝕性）FT油－FT50（神華，500萬噸/年）H2（當(dāng)前主要從天然氣制?。┑?54頁煤氣化

CoalGasification第155頁第156頁第157頁圖2.4煤氣化流程示意圖

第158頁WabashRiverPlant,Indiana第159頁高效氣體凈化和分離技術(shù)第160頁第161頁第162頁第163頁第164頁作業(yè)將以上五頁化學(xué)物理及化學(xué)脫硫程序完全明白后制圖或表說明之。第165頁第166頁IGCCIntegratedGasificationCombinedCycle煤氣化