煤化工、煤制油气的16个基础知识

【科普】煤化工、煤制油气的【科普】煤化工、煤制油气的16个根底学问一、煤化工以煤炭为原料经化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业，称之为煤化工。二、元素分析全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。对燃烧有影响的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量百分数表示。三、煤的工业分析是利用煤在加热燃烧过程中的失重进展定量分析，测定煤的水分、挥发分、固定碳和灰分的成分。四、煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部构造有关。依据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。五、在煤的工业分析中测定的水分可分为收到基水分和分析基水分两种。六、煤的灰分是指煤完全燃烧后剩下来的残渣。这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。煤的组成以有机质为主体，有机质主要由碳、氢、氧、5七、煤的热解-干馏所谓煤的热解，是指在隔绝空气的条件下，煤在不同温度下发生的一系列物理、化学变化的简单过程。其结果是生成气体〔煤气〕、液体〔焦油〕、固体〔半焦或焦炭〕等产品。煤的热解也称为煤的干馏或热分解。按热解最终温度不同可分为：高温干馏900-1050700--800500-600℃。八、煤的铝甑〔zeng〕低温干馏试验为了评定煤的炼油适合性以及干馏产物，常用铝甑低温干馏试验510℃,保持肯定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦和煤气的产率。评价煤Tarad。Tarad＞12%称为高油煤，Tarad=7-12%称为富油煤，Tarad≤7%称为含油煤。九、煤气化炉的分类1、我们按气化炉中的流体力学条件分，只有三种：固定床、流化床、气流床。2、固定床的特点是简洁牢靠。气化剂与煤逆流接触，气化过程比较完全，热量利用比较合理，热效率较高。3、气流床技术是一种并流式气化。其热解、燃烧以及吸热的气化反响，几乎是同时发生的。气流床技术特点：粉煤进料、高温气化、液态排渣；2MPa的气化统称为加压气化。还可按排渣方式分为固态排渣或液态排渣。气化残渣以固态方式排出气化炉的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出又经急冷变成熔渣排出气化炉外的称为液态排渣。十、煤气化炉的进展-炉型介绍及特点1、鲁奇炉的特点是带有夹套锅炉固态排渣的加压煤气化炉，也称为碎煤加压气化。煤种要求：使用块煤〔6-50mm〕，热稳定性好，不能有黏结性，灰熔点不能太低，煤种适应性差优点：业绩多、运行稳定；副产品附加值高〔副产品：焦油、中油、石脑油、粗酚、氨〕；10%-12%甲烷，甲烷合成负荷低，投资省；氧耗低，空分投资省，备煤系统相对简洁；设备国产化率高；缺点：煤锁阀和灰锁阀检修频繁；酚、氨回收系统开车困难；气化流程长，操作性对简单；污水量大、成分简单，处理难度大，达标排放不易，投资高；煤种适应性差；2、湿法加压气流床气化技术--GETEXACOTEXACOTCGP，是美国德士古公司进展起来的，GEGE成熟的技术，在国内外有着广泛的应用。煤种要求：使用面煤，可磨性好，成浆性好〔60%以上较优〕，灰熔点<1350℃灰分<20%，煤种适应性差3、干法加压气流床技术hell〔ShellCoalGasficationProcess〕气化技术ShellSCGP。GSP〔GaskombiantSchwarzePumpe〕气化技术GSP200MWSokolovskaUhelna140MW化炉〔720/天〕；1674550在建.HT-LHT-LHT-L15/甲醇工程，正在设计、施工的有河南30/30万吨/13十一、干法与湿法的比较：1、优点：1kg0．35kg15002600KJ1kg26000KJ10％左右热量已经被用掉。明显从能量利用的角度来说干法进料是有利的，其冷煤气效率比湿法进料10煤种适应性广：从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化，对煤的活性几乎没有要求，对煤的灰熔点范围比其他气化工艺较宽。对于高灰分、高水分、含硫量高的煤种同样能够气化，但经济性稍差。氧耗低：与湿法进料水煤浆气化相比，氧气消耗低〔15％～25％〕，与之配套的空分装置投资可相对削减。气化炉无耐火砖衬里，维护量少，气化炉内无转动部件，运转周期长，无需备用炉。2、缺点：气化压力低：干法气化由于受粉煤加料方式的限制，气化压3.0MPa。粉煤制备投资高、能耗高，且没有水煤浆制备环境好。粉煤制备对原料煤含水量要求比较严格，需进展枯燥，能量消耗高。粉煤制备一般承受气流分别，排放气需进展洗涤除尘，否则易带来环境污染，这样使制粉系统投资增加。安全操作性能不如湿法气化。主要表达在粉煤的加压进料的稳定性不如湿法进料，会对安全操作带来不良影响。湿法气化由于将粉煤流态化〔水煤浆〕易于加压、输送。十二、煤制气工程主要生产工艺流程图十三、煤制气流程描述备煤--气化--变换1、在变换过程中，粗煤气变换装置的任务是将粗煤气中的COH2H2/CO=3.2，同时回收40℃送入低温甲醇洗装置。2、在变换过程中的煤气水分别工艺原理及流程简述：利用无压重力沉降原理、焦炭过滤吸附特性和煤气水中不同组分的密度差，把煤气水中的含尘焦油、纯焦油、油分别出来。利用气体在液体中因压力降低溶解度减小的原CO2、CO、NH3。3、在变换过程中的酚、氨回收装置工艺原理及流程简述：本装置主要承受了萃取、精馏、蒸馏的工艺原理。十四．低温甲醇洗碎煤加压气化由于是逆流气化，煤气出炉温度低，粗煤气成分简单CO、H2、CO2、CH4、H2S、有机硫、C2H4、C2H6、C3H8、C4H10、HCN、N2、ArCO、H2、CH4N2、ArCO2和硫化物都是需要脱除的有害杂质，可见其净化任务的困难。纵观当今各种气体净化工艺，能担当此重任者非低温甲醇洗莫属。这是由于只有低温甲醇洗净化才可以在同一装置内全部干净地脱除各种CO2、H2S、COS、C4H10S、HCN、NH3、H2O、C2〔包括轻油、芳香烃、石脑油、烯烃及胶质物等〕以及其他化合物等。另外碎煤加压气化压力较高，气体中CO2、H2S吸取的特性。1、混合制冷制冷方法的原理为相变制冷，所谓相变是指物质积聚状态的变化，在相变过程中，由于物质分子重排列和分子运动速度转变就需要吸取或放出热量，这种热量称为相变热。汽化、熔化、升华均属相变过程，都有热效应产生。相变制冷就是利用某些物质相变化时的吸热效应使环境到达冷冻目的。任何液体汽化时都产生吸热效应，因此液体汽化被广泛应用于制冷工业中。为低温甲醇洗生产装置供给冷量，并完成氨的制冷循环。2、甲烷化技术2070取合格的合成自然气。CO100%，CO298%958300Kcal/Nm3。〔Topsoe、Davy、Lurgi〕。CH4:15.2、CO:19.18、CO2:1.32、H2:63.7ZnO脱硫后，合成气去甲烷化第一、二、三、四反响器发生甲烷化化学反响：CO+3H2=CH4+H2O、CO2+4H2=CH4+2H2O因甲烷化反响是一个强放热反响，因此承受逐级反响逐级回收反响热，并在其次甲烷化炉出口返回一局部循环气以降低第一、其次CO、CO2COCO2十五．自然气枯燥：常用枯燥方法有冷分别法、固体吸取法、溶剂吸取法。十六．煤制油工艺360/年煤制油工程为大型煤间接液化制油产业化工程，公称360/年煤制油。工程是以煤为原料和燃料，承受干粉煤气化工艺制取合成气，合成气经过净化后承受高温浆太床F-T成工艺制取中间油品，再经过油品加工装置制取成品油。工艺生产装置包括六大装置，即空分装置、气扮装置、净扮装置、尾气转扮装置、油品合成装置和油品加工装置。精脱硫技术方案选择本单元的原料为低温甲醇洗后的变换气和非变换气，总硫含量为0.1ppmF-T0.05ppm,属于气体精细脱硫，应承受干法脱硫技术。原料气的H2SCOS，温度为常温，常用的常温干法脱硫剂主要是氧化锌或特种氧化铁，本工程原料气的特点是来自低温甲醇洗的脱硫气，含硫量格外低，承受的是干法精细脱硫技术。其中：费托〔F-T〕合成已成为煤炭间接液化制取各种烃类及含氧化合物的重要方法之一。费托〔F-T〕合成的反响式是指费托〔F-T〕COH2催化剂作用下，反响生成以液态烃类为主要产品的简单反响系统。CO的烷烃和烯烃，同时还有一些副反响〔如生成甲烷、醇类、醛类和碳〕的反响。油品合成装置：F-T油和精滤蜡等中间产品，为维持系统惰性气体的平衡，需要排出肯定F-T滤单元、脱碳单元、膜分别单元。油品加工装置加氢反响局部加氢反响局部的换热流程通常有两种：一种为单相换热，炉后混油；另一种为混相换热，局部炉前混氢。加氢反响产物分别局部加氢反响产物分别流程通常有两种：一种为冷高分流程；另一种是热高分流程。冷高分流程：通常全部的反响产物经过空冷器后进展气液分别叫做冷高分流程。热高分流程：全部反响产物在空冷器前在某温度下先进展一次气液分别，闪蒸出的油气再经换热空冷后进展二次分别，称之为热高分方案或温高方案。加氢精制的主要反响有：加氢脱硫〔HDS〕、加氢脱氮〔HDN〕、加氢脱氧〔HDO〕和加氢脱金属〔HDM〕反响以及烯烃和芳烃〔主要是稠环芳烃〕的加氢饱和反响；此外，还有少量的开环、断链和缩合反响。加氢精制的目的是将非烃类物质含有的杂原子硫、氮、氧分别转化为硫化氢〔H2S〕、氨〔NH3