煤化工复习资料

1、1. 掌握煤化工的定义及三条产品链？ 定义：煤化工是以煤炭为原料经过化学加工，使其转化为气体、液体、固体燃料及化学品的过程 三条产业链：煤焦化、煤直接液化、煤气化2. 掌握传统煤化工和新型煤化工的的范畴？ 煤焦化及下游电石、乙炔，煤气化中的合成氨等属于传统化工 煤气化制醇醚燃料、甲醇制烯烃、煤液化则是现代新型煤化工3. 掌握新型煤化工领域的三种突破性的技术？ a.多喷嘴对置式水煤浆气化技术 b.两段干煤粉加压气化技术 c.循环流化床中试技术4. 掌握发展新型煤化工的意义？ a.资源禀赋状况决定我国能源战略以煤为基础 b.替代石油维护能源安全 c.清洁利用能源降低环境污染 d.节约资源充分利用低

2、成本劣质煤5. 掌握空分装置的定义、类型和空气分离的过程？ 定义：是利用深度冷冻原理将空气液化，然后根据空气中各组分的沸点不同，在精馏塔内进行精馏，获得氧、氮、一种或几种稀有气体的装置 类型：高压（720MPa）一般为小型制取气态产品和液态产品的装置 、中压（1.52.5MPa）为小型制取气态产品的装置、低压（小于1MPa）多为中型和大型制取气态产品的装置空气分离过程：a.空气过滤和压缩 b.空气中水分和二氧化碳等杂质的清除 c.空气的冷却与液化 d.冷量的制取 e.精馏 f.危险杂质的排除6.掌握空气液化节流膨胀的定义和制冷原理？ 定义：连续流动的高压气体，在绝热和对外不做功的情况下，经过节

3、流阀急剧膨胀到低压的过程 制冷原理：因为气体分子之间具有吸引力，气体膨胀之后压力下降，体积膨胀，分子之间的距离增大，分子的位能增加，必须消耗分子的动能7. 掌握煤气化的定义和煤气的种类？ 定义：是一个热化学过程，它是以煤或煤焦为原料，以氧气、水蒸气或氢气等为气化剂，在高温的条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的过程。 煤气的种类：空气煤气、水煤气、混合煤气、半水煤气、焦炉煤气 。其中空气煤气质量最差、焦炉煤气最好；焦炉煤气为中热值、合成天然气为高热值；空气煤气、混合煤气为低热值8. 掌握煤气化的工艺的种类及其特点？ 种类：固定床气化、流化床气化（以水蒸气为气化剂）、气流床气

4、化（效率最高成熟的工艺，干法SCGP）、熔融床气化（最好的技术）9. 掌握气流床气化的进料方式及典型的炉子？ 进料方式：干粉进料和水煤浆进料 代表：a.固定床气化：鲁奇加压连续气化（Lurgi）、常压固定床间歇式气化（UGI） b.流化床气化：温克勒（Winkler） C.气流床气化：Shell炉、德士古（Texaco）10. 掌握煤干馏的定义和煤热解的三个阶段及特征？ 定义：将煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉中加热随着温度的升高，煤中的有机物逐渐分解，得到气态的焦炉气、液态的煤焦油和固态的焦炭的过程。 三阶段及特征：a.干燥：从室温到活泼热分解温度为干燥脱气阶段，没得外形无变化 b.干馏：活泼分解

5、的主要特征。以解聚和分解反应为主，生成大量挥发物（煤气及交由），煤黏结成半焦 c.气化：以缩聚反应为主，又称二次脱气阶段。半焦变成焦炭，析出的焦油量极少，挥发分主要是多种烃类气体、氢气和碳的氧化物11.掌握Shell煤气化工艺的特点、主要的工艺指标？特点：具有煤种适应性广、碳的转化率高、设备生产能力大，清洁生产，但设备投资大于水煤浆气化技术，气化炉及废热锅炉结构过于复杂，加工难度大工艺指标：a.氧煤比:氧煤比的大小是影响气化炉的温度、谈的转化率、煤气中的有效气体（CO+H2）含量高低的重要因素。氧煤比合适控制在1.1左右 b.n(H2O)/n(O2):水蒸气的加入为了控制气化温度，比值增大，气

6、化温度降低，其数值大小与煤种、气化温度有关C.气化温度：气化温度高，反应速度快，碳的转化率高，但温度过高会使熔渣的粘度减小，炉壁灰渣层厚度变薄d.气化压力：在较高的温度下，气化压力对煤气组成几乎无影响E.对煤种的的要求（P5758）12. 掌握德士古水煤浆气化技术的突出问题和工艺条件？ 突出问题：a.炉内耐火砖寿命短，更换耐火砖费用大，增加生产运行成本B.喷嘴寿命短，停炉更换喷嘴对连续生产运行或高负荷运行有影响，一般需要备用炉，增加了建设费用C.气化炉不适宜长时间在低负荷下运行，经济负荷在70%以上D.水煤浆含水量高，使冷煤气的效率和煤气中的有效成分偏低，氧耗、煤耗比干法气流床要高一些E.对管

7、路设备的材料选择要求严格，一次性工程投资比较高工艺条件：（P7678）13. 掌握鲁奇加压气化特点以及气氧比对煤气生产的影响？（P93101）14. 掌握煤气中的杂质及其危害？ 杂质：a.H2、CO、CO2 b.CH4、N2 C.灰尘、硫化物、煤焦油中的蒸汽、卤化物、碱金属的化合物、砷化物、NH3和HCN等物质（杂质） 危害：第三类物质，在生产过程中会造成堵塞、设备腐蚀、导致催化剂中毒和产生环境污染等15. 简述工业脱硫的两种方法和改良ADA法的原理及其脱硫步骤？ 脱硫的方法：干法脱硫和湿法脱硫 ADA法脱硫的原理：在稀碱液中添加2，6-蒽醌二磺酸钠和2,7-蒽醌二磺酸钠作为载氧体。另外在溶剂

8、中添加0.120.28%的偏钒酸钠作催化剂，及适量的酒石酸钾钠作为络合剂，用来作改良的脱硫剂 阶段：A.在PH=8.59.2的范围内，在脱硫塔内稀碱液吸收H2S生成硫氢化物 B.在液相中，硫氢化物被偏钒酸钠迅速氧化成硫，而偏钒酸钠被还原成焦钒酸钠 C.还原性的焦钒酸钠与氧化态的ADA反应，生成还原态的ADA，而焦钒酸钠被ADA氧化，再生成偏钒酸钠盐 D.还原态ADA被空气中的氧氧化成氧化钛的ADA，恢复了ADA的氧化性能16. 简述栲胶法的特点和代替ADA法的原因？ 栲胶法的特点：A.栲胶法具有改良ADA的几乎所有的特点 B.栲胶法既是氧化剂又是钒的络合剂，脱硫剂的组成比改良ADA法简单 C.

9、我国的栲胶资源丰富价廉易得，因而脱硫装置运行费用比改良的ADA法少 D.栲胶法没有硫磺堵塞问题 E.栲胶法需要一个预处理过程才能添加到系统中去，否则会造成溶液严重发泡，无法正常运行，但近几年来制出的P和V型，可以直接加入系统 代替原因：A.改良的ADA脱硫方法在操作中容易堵塞，而且ADA药品的价格十分昂贵 B.栲胶法的工艺特点17. 什么是CO的变换？作用是什么？CO变换所用催化剂的种类？ 变换：是指在催化剂的作用下，让煤气中的CO和H2O（g）反应，生成CO2和H2的过程 作用：通过变换，在制氢、合成氨的生产中，可把CO转化成容易脱出的CO2，从而实现了CO的脱除，同时制的了同等体积的H2，

10、在合成甲醇和生产城市煤气过程中，可实现调节煤气中的H2和CO比例，满足生产过程的需要变换催化剂的种类：铁铬系高（中）变催化剂、铜锌系低变催化剂、钴钼系宽温变换催化剂18. CO变换中影响平衡转化率的因素有哪些？ 压力、温度、汽气比（nH20/nCO） 压力：a.可加快化学反应速率和提高催化剂的生产能力，从而可采取较大的空速，提高生产强度； b.设备体积小，布置紧凑，投资少；湿变换气中的水蒸气冷凝温度高，有利于热能的回收利用； c.从能量消耗上看，先压缩原料气在进行变换的能耗，比常压变换后压缩变换气的能耗低； d.缺点：提高压力会使系统冷凝液酸度增大，设备腐蚀加重，如果变换过程所需的蒸汽全部由外

11、界加入新鲜气，加压变换会增大高压蒸汽负荷19. 简述低温甲醇洗的原理、特点和甲醇再生方法？ 原理：以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大，而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变气中的H2S和CO2等酸性气体，从而使得粗变气达到净化的目的，上述过程为物理吸收过程，吸收后的甲醇经过减压、加热再生，分别释放H2S和CO2气体 特点：a.溶剂在低温下对脱硫脱碳效率高耗能少 B.溶剂不氧化不降解，有很好的化学和热稳定性 C.净化气质量好，净化度CO2<20ppm H2S<0.1ppm D.溶剂不起泡 E.具有选择性吸收H2S

12、和CO2的特性可分开脱除和再生 F.溶剂价廉易得，但甲醇有毒对操作维修要求严格 G.该工艺技术成熟，但国内少，大部分需进行引进，投资高 H.低温甲醇洗溶剂在低温下-50度下吸收，含硫酸气采用热再生，回收CO2采用降压吸收，脱碳采用汽提法再生，热耗很低 再生的方法：减压再生、气提再生、热再生20. 简述硫回收的方法和工艺方法？ 方法：克劳斯回收(工艺方法）、制酸硫回收21. 简述甲醇气相脱水制二甲醚生产过程主要包括哪些部分？各部分的作用是什么？ 主要包括：反应工段、精馏工段、汽提工段作用：A.反应工段主要完成甲烷的预热、气化、甲醇脱水反应及粗二甲醚的收集 B.精馏工段主要实现了反应工段制得的粗二

13、甲醚的分离，得到产品二甲醚 C.汽提工段主要实现了未反应甲醇的回收22. 什么叫F-T合成路线？简述该合成路线的意义？ 合成路线：是以天然气或煤为主要原料，先生产合成气，合成气再转化为甲醇，然后由甲醇转化为烯烃的路线，完全不依赖石油。在石油短缺的21世纪，有望成为烯烃的重要路线 意义：A.我国天然气价格较高，但可以用于生产高附加值的烯烃产品 B.我国原油偏重，发展石化产品原料的石脑油产量少，MTO为了解决此矛盾提供了一条重要的途径 C.我国的资源不均，特别是西南地区缺油富气地区，发展石化工业创造了条件。23. 什么叫固体酸？甲醇气相脱水制二甲醚的催化剂活性大小顺序？ 定义：指能使碱性指示剂改变

14、颜色的固体，或者能使化学吸附碱性物质的固体。 催化剂的活性：ZSM-5沸石>B型沸石>Y型沸石>r-Al2O324. 工业生产乙酸的主要方法有几种？何种方法最好？写出反应方程式？ 方法：乙醛氧化法、饱和烃液相氧化法、甲醇羰基合成法（最好） 方程：CH3OH+CO CH3COOH+Q25. 简述低压甲醇羰基合成法的优势？ A.低压甲醇羰基合成法在工艺技术和经济效益上有明显优点 B.采用活性高，选择性好的催化剂，反应条件变得缓和，反应可在2.8MPa下进行，降低设备投资。以高活性铱系列催化剂，能大大提高合成反应速度，提高原料的利用率，降低能耗，从而提高工艺经济性 C.所用的催化剂

15、稳定 D.催化剂的选择性高，副产物的生成极少 E.采用先进的电子计算机集散控制系统，实现了操作控制的自动化和操作条件的最优化26. 煤液化的定义和种类？ 定义：指在一定的温度、压力和催化剂的条件下，煤炭经过一系列的物理或化学的变化，转化为可用于发动机燃料的液态油的过程。 种类：直接液化和间接液化两种。主要产物是柴油、汽油、石脑油和液化石油气（LPG）27. 煤加氢液化的机理、溶剂的作用和工艺参数？煤焦 C1自由基碎片 前沥青烯沥青烯 油和少量气体 C2C3基本不转化 C1：煤的有机质主体 C2：煤中的低分子化合物 C3：惰性成分作用：主要为热溶解煤、溶解氢气、供氢。另外溶剂的作用还表现在：煤热解时桥键的打开，生成自由基碎片，有些溶剂可结合到自由基碎片上使煤呈稳定的低分子；溶剂的存在，能使煤质受热均匀，防止局部受热；溶剂和煤制成媒糊有利于泵的输送等。 工艺参数：反应温度、反应压力、反应时间28. 画出煤直接液化原理并简述过程？氢气 循环气尾气 煤 成品油 煤浆制备 液化反应 分离 提质加工 催化剂液化油 循环溶液 残渣 水煤直接液化的过程：首先将煤磨成粉，再和自身产生的液化重油配成煤浆，在高温（400470）和高压（2030）下直接加氢，将煤转化成液体产品29. 简述煤的直接液化和间接液化的区别？ A.液化原理不同 B.对煤种的要求不同