一、基本原理
煤炭的焦化
煤隔绝空气被加热到1000ºC，软化、熔融并 发生一系列的分解和聚合反应，放出气体（CO、 CH4、H2、H2S、烷烃类以及芳烃类气体）和焦 油，最后生成焦炭的过程。
二、煤炭焦化的工艺过程
煤
煤
焦
冷
炉
凝
气 净 化焦 油焦 Nhomakorabea炭 焦油加工
工业萘、洗油、酚、 蒽、轻油
氨、粗苯、硫磺、 净煤气
煤的液化
煤炭液化是指将煤通过化学加工过程,使其转 化为液体燃料(如汽油、柴油等)或化工产品的技 术,根据加工过程的不同,分为直接液化和间接液 化两大类技术。
液化的关键是加氢，加氢的关键是催化剂、反 应的温度和压力。
煤的直接液化的原理
气化
氢气
煤 加热加压催化 液化油
提质加工
汽油、柴油、 航空煤油、 LPG 、 酚 类 、 苯类、氨类等
煤化工简介
2011年6月
➢ 概念
➢ 煤炭是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变 其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的 黑色固体矿物。煤中有机质的化学结构，是以芳香族 为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各 种官能团的大分子结构。
➢ 煤化工主要是指以煤为原料经过化学加工，使煤转化 为气体、液体和固体燃料及化学品的过程。包括煤的 高温干馏、煤的低温干馏、煤的气化、煤的液化、煤 制化学品及其它煤加工制品。
几种典型的气化工艺
气化技术
床型
煤料
煤气发生炉 固定床
块煤
Lurgi炉
固定床
块煤
Winkler炉
流化床
碎煤
HTW
流化床
碎煤
U-GAS
流化床
碎煤
KRW
流化床
碎煤
K-T
气流床
煤粉
Texaco
气流床
水煤桨
Shell
气流床
煤粉
Prenflo
气流床
煤粉
气化剂 空气/水蒸汽 氧气/水蒸汽 空气/水蒸汽 空气/水蒸汽 空气/水蒸汽 空气/水蒸汽 氧气/水蒸汽 氧气/水蒸汽 氧气/水蒸汽 氧气/水蒸汽
三、煤气化的方法
按煤在气化炉中的流体力学行为分为： 固定床气化 流化床气化 气流床气化
固定床气化
固定床一般以块煤或焦煤为原 料。煤由气化炉顶加入，气化剂 由炉底加入。
固定床气化炉常见有间歇式气 化（UGI）和连续式气化（鲁奇 Lurgi）2种。
流化床气化
又称为。沸腾床气化。其以小 颗粒煤为气化原料，这些细颗粒 在自下而上的气化剂的作用下， 保持着连续不断和无秩序的沸腾 和悬浮状态运动，迅速地进行着 混合和热交换，其结果导致整个 床层温度和组成的均一。
排渣 固态 固态 固态 固态 团聚 团聚 液态 液态 液态 液态
压力 常 加 常 加 加 加 常 加 加 加
德士古（Texaco）气化炉
美国Texaco(2002年初成为Chevron公司一部分， 2004年5月被GE公司收购)开发的水煤浆气化工艺是将 煤加水磨成浓度为60～65%的水煤浆，用纯氧作气化 剂，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0～ 8.5MPa之间，气化温度1400℃，液态排渣，煤气成份 CO＋H2为80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对 环境无污染，碳转化率96～99%，气化强度大，炉子 结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽。
流化床气化炉常见有温克勒 （Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、 循环流化床（CFB）、加压流化 床（PFB是PFBC的气化部分）等
气流床气化
气流床气化是一种并流式气化。从原料形态分 有水煤浆、干煤粉2类；从专利上分，Texaco、Shell 最具代表性。前者是先将煤粉制成煤浆，用泵送入 气化炉，气化温度1350～1500℃；后者是气化剂将 煤粉夹带入气化炉，在1500～1900℃高温下气化， 残渣以熔渣形式排出。
煤的气化
一、基本原理
指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使 煤中的有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等） 发生一系列化学反应，将固体煤转化为以CO、H2、 CH4等可燃气体为主要成分的生产过程。
二、煤气化过程中主要化学反应：
C+O2------CO2 C+O2------CO C+H2O-----CO+H2 CO+H2O-----CO2+H2 C+H2-----CH4 S+O2----SO2 SO2+H2-----H2S+H2O
焦炉气
制氢
二甲醚
煤化工 产业链
煤气化
合成气
甲醇
烯烃 醋酸 车用燃料
合成氨
氮肥
直接液化
烯烃 汽柴油
间接液化
传统煤化工：焦化、合成氨 现代煤化工：能源和产品型结合
各类油品 烯烃
醇、醛、 酮、酸
传统煤化工 现代煤化工
新型煤化工特点：
产品－以洁净能源和可替代石油化工产品为主 技术系统－采用高新技术并优化集成 产业规模－建设大型联产企业和产业基地 煤炭资源的有效、合理利用 经济最优化 清洁生产与环境友好
炼焦
煤
化
气化
工
行 直接液化 业
类 低温干馏 型
其它加工
焦炉煤气：煤气、粗苯 煤焦油：萘、蒽、吡啶、沥青等 焦炭：冶金焦、电石—乙炔—聚氯乙烯 煤气—合成气—氨、甲醇、 液体燃料、醋酐等 液化油—液化燃料—化学品
煤气、低温煤焦油、半焦
褐煤蜡、活性炭等
煤化工产业链图
焦炭
电石
乙炔
煤焦化
煤焦油
粗苯精制
BDO
在煤的各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今 仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭， 同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃；煤气化 在煤化工中也占有很重要的地位，用于生产城市煤气及 各种燃料气（广泛用于机械、建材等工业），也用于生 产合成气（作为合成氨、合成甲醇等的原料）；煤低温 干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃 料，在20世纪上半叶曾得到发展，第二次世界大战以后， 由于其产品在经济上无法与天然石油相竞争而趋于停顿， 当前只有在南非仍有煤的间接液化工厂；煤的其他直接 化学加工，则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等， 仍有小规模的应用。
炼焦
焦炭（约占78%）90%以上用于冶金工业的高炉炼铁 其余应用于铸造、电石 ①热值高，冶金工业重要燃 料；
焦炉煤气（15-18%） ②净化后，作为工业燃料和 民用煤气；
③可提取氨（生产合成硫胺 等）、粗苯(精制得苯、甲 苯、二甲苯等）、酚类、 硫化物（硫磺、吡啶）
轻油馏分、酚油馏分、 煤焦油（2.5-4.5%) 萘油馏分、蒽油馏分、沥青等
煤的间接液化