煤化工工艺学 第四章 2
化工工艺学4章
二、侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）
侯氏制碱法的原理
1、合成氨工厂的反应： N2的制取：空气液化 H2、CO2的制取： C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2 高温 高温 NH3的合成： N2+3H2 → 2NH3 2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
§2 纯碱的用途
纯碱是一种大吨位化工原料， 用途极其广泛
•
• • • • • •
制造玻璃 制肥皂 硬水变软水 石油和油类的碱精制 冶炼工业上的应用 化学工业上的应用 洗涤、印染、漂白及其他
§3
纯碱的生产方法
两种著名的制碱技术：
(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法) (2)联合制碱法(侯氏制碱法)
反应放热较多，每kg氨吸收成氨盐水可放热4280kJ. 如不及时移走，可使系统温度升高95 ℃ 。温度升高， 氨分压增加，对吸收过程是不利的。所以要用多个塔 外水冷器冷却。使塔中部温度为60 ℃ ，底部为30 ℃。 副反应有与钙镁离子反应生成沉淀的反应。 原盐和氨溶解度相互影响； 吸氨过程变化： 热效应 体积变化 吸氨变化
7、重质纯碱的制造
过滤：分离晶浆中悬浮的固相NaHCO3 (45~50%)
重碱
煅烧
晶浆
过滤 母液 蒸氨
煅烧：分解得到纯碱产品
§5 联合制碱法（侯氏制碱法）
一、概述
以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为 原料，同时生产纯碱及氯化铵，即所谓联合 法生产纯碱及氯化铵，简称“联碱法” 联碱法前一部分与氨碱法一样，最后把 氯化铵晶体分离出来，作为一种氮肥产品， 把所余的食盐返回碳化塔，供制碳酸氢钠。
煤化工工艺学课程第四章教案
填表说明：1. 每项页面大小可自行添减，一次课（二节）写一份上述格式教案。
重复班只填写一份。
2. 课次为授课次序，填1、2、3……等。
3. 授课方式填理论课、实验课、讨论课、习题课等。
4. 方法及手段如：案例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解等。
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孙鸿主编煤化工工艺学知识点
住煤化工工艺学煤化工：就是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学产品的过程。
新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术⑴⑵⑶⑷⑸第3章炼焦1）炼焦：是指煤在隔绝空气的条件下，加热到950～1050℃经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，最终制得焦炭，这一过程称为炼焦。
2）焦炭是一中质地坚硬，以碳为主要成分、含有裂纹和缺陷的不规则多孔体，呈银灰色。
3）高炉炼铁用焦炭主要作用是供热料和还原剂。
4）烟煤是组成复杂的高分子有机物混合物。
它的基本结构单元是不同缩合程度的芳香核，其周边带有侧链，结构单元之间以交联键连接。
5.高温炼焦过程可以分为四个阶段：烟煤的干燥预热阶段、生成胶质体阶段、半焦收缩阶段和生成焦炭阶段。
6.煤热解过程中的化学反应是非常复杂的，总的来包括裂解和缩聚两类反应。
7.配煤就是将两种以上的单种煤料，按适当均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。
采用配煤炼焦，既可以保证焦炭质量符合要求，又可合理利用煤炭资源，同时增加炼焦化学产品产量。
8．从炼焦方法的进程看，炼焦炉大体分为成堆干馏、倒焰式焦炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉和巨型反应器五个阶段。
9.蓄热式焦炉主要有炭化室、燃烧室、蓄热式和斜道区、炉顶区所组成。
10.炭化室是接受煤料，并对其隔绝空气进行干馏，生产焦炭的炉室。
11.整座焦炉靠推焦车的一侧称为机侧，另一侧称为焦侧。
12.现代焦炉按装煤方式的不同可分为顶装（散装）焦炉和侧装（捣固）焦炉之分。
13.炼焦炉的生产操作，包括装煤、推焦、熄焦和筛焦四道主要工序。
14.什么是干法熄焦？干法熄焦相对于湿法熄焦主要有哪些优点？答：干法熄焦就是冷惰性气体在干媳炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。
热惰性气体经过废热锅炉产生水蒸气，供焦化厂使用，惰性气体降温后循环使用。
⑴高效回收红焦余热，大幅降低炼焦综合能耗；⑵明显改善焦炭质量，降低炼焦成本；⑶大大减少了环境污染。
煤化工工艺学课件 第四章 炼焦化学产品的回收与精制
➢ 工业生产条件下，炼焦化学产品的产率见表4.1，表中的化合 水是指煤中有机质分解生成的产物。
4.1.1 炼焦化学品的产生、组成及产率
➢ 粗煤气是刚从炭化室逸出的出炉煤气，其组成见表4.2。
➢ 净煤气是从粗煤气中回收化学产品和净化后的煤气，也称回炉煤 气，其组成见表4.3。
4.1.2 影响炼焦化学产品的因素
高，所得粗苯中甲苯的含量就越少。在上述配煤的干燥无灰基挥发分范 围内，可由下式求得苯族烃的产率Y(%)：
Y=－1.6﹢0.144 Vdaf－0.0016V２daf
4.1.2 影响炼焦化学产品的因素
➢ 氨来源于煤中的氮。一般配煤约含氮2%左右，其中约60%存在于焦 炭中，15%~20%的氮与氢化合生成氨，其余生成氰化氢，吡啶盐基 或其他含氮化合物。这些产物分别存在于煤气和焦油中。
第四章 炼焦化学产品的回收与精制
第四章 炼焦化学产品的回收与精制
4.1 炼焦化学产品 4.2 粗煤气的初冷及输送 4.3 煤气中硫的脱除 4.4 氨的回收 4.5 粗苯的回收 4.6 粗苯的精制 4.7 焦油的加工 4.8 焦炉煤气的利用
第四章 炼焦化学产品的回收与精制
4.1 炼焦化学产品 4.2 粗煤气的初冷及输送 4.3 煤气中硫的脱除 4.4 氨的回收 4.5 粗苯的回收 4.6 粗苯的精制 4.7 焦油的加工 4.8 焦炉煤气的利用
➢ 初焦油主要的族组成大致如下，%
链烷烃(脂肪烃) 烯烃 芳烃 酸性物质 盐基类 树脂状物质 其他
8.0
2.8 58.9 12.1
1.8
14.4
2
➢ 初焦油中芳烃主要有甲苯、二甲苯，甲基萘、甲基联苯、菲、蒽及其 甲基同系物，酸性化合物多为甲酚和二甲酚，还有少量的三甲酚和甲 基吲哚；链烷烃和烯烃皆为C5至C32的化合物，盐基类主要是二甲基 吡啶、甲苯胺等。
煤化工工艺学
煤化工工艺学第一章绪论1.化学工业;(1)石油化工(2)氯碱化工(3)煤化工(4)天然气化工(5)精细化工2.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工;煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体和固体燃料以及化学品的过程3.煤化工包括;(1)炼焦化学工业{煤的中高低温干馏}(2)煤气工业(3)煤制人造石油工业(4)煤制化学品工业(5)煤加工制品工业4.中国能源现状，多煤，贫油，少气5.煤的种类，根据煤化作用可以分为，泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤6.从煤加工过程区分，煤化工包括煤的干馏，气化，液化和合成化学品等7.煤化工分类及产品示意图第二章煤的低温干馏1.煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气，焦油，粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏(炼焦，焦化)2.按加热温度的不同分类(1)低温干馏{500?-600?}(2)高温干馏{900?-1100?}(3)中温干馏{700-900?}3.低温干馏的特点(1)仅是加热过程(2)常压操作(3)不用加氢，不用氧气4.煤的性质，物理性质;孔隙率，粒度，机械强度。
化学性质;水分;灰分{完全燃烧后的余物};挥发分{煤在隔绝空气加热后溢出的物质，(煤气，煤焦油)}固定碳(FC)灰熔点(1000-1700?)，反应性5.煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质，干馏炉结构和加热条件6.焦油产率(6,-25,)半焦产率(50,-70,)煤气产率(80-200)7.半焦的用途(1)民用和动力用煤(2)炼铁(3)生产冶金型焦8.低温干馏煤焦油是黑褐色液体，主要成分;轻酚萘洗蒽沥9.低温煤焦油用途(1)制取液体燃料(2)提取酚{制药，塑料，合成纤维}(3)生产表面活性剂和洗涤剂1/10页10.煤气密度0.9-1.2?/，用途(1)民用煤气(2)化工原料气(3)发电11.干馏产品的影响因素(1)原料煤性质;煤化作提高，焦油量下降，煤气减少，半焦产率提高(2)加热条件，低温时焦油多，煤气少，甲烷多，高温时相反(3)加热速度;加热速度提高，半焦减少，焦油增加，煤气减少(4)压力压力提高，半焦增多，焦油减少，煤气提高12.干馏炉的供热方式(1)外热式(2)内热式13.内热式低温干馏与外热式相比，优点(1)热载体向煤料直接传热，热效率高，低温干馏耗热量低(2)所有装入料在干馏不同阶段加热均匀，消除了部分料块过热现象(3)内热式炉没有加热的燃室或火道，简化了干馏炉结构，没有复杂的加热调节设备。
煤化工工艺学课件ppt
§ 1.4本书简介
1、绪论： 介绍煤炭资源、煤化工发展简史和煤化工范畴。
2、煤的低温干馏： 低温干馏主要原理、主要炉型、立式炉生产城市煤气以及固体 热载体干馏新工艺。
3、炼焦： 煤的成焦过程、配煤和焦炭、现代焦炉、炼焦新技术、燃烧和 传热以及流体力学。
4、炼焦化学产品的回收与精制：
粗煤气的分离、氨和粗苯的回收、粗苯精制、焦油蒸馏和沥青 加工、粗苯精制生产生产苯类产品、焦油分离精制生产酚类、 萘、蒽等。
只能处理块状煤料，干馏气态产物混入气态惰性气体热值低
2.托斯考（Toscoal）工艺
⑴原料：
非黏结性煤和弱黏结性煤（预先破黏）
⑵产品：
煤气：热值高（符合中热值城市煤气需求）
焦油：
（加氢可转化为合成原油）
半焦：有一定挥发分（可作发电厂燃料或制成无烟燃料）
2021/3/10
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⑶托斯考干馏非黏洁性煤的流程（图2-7）
气体冷却系统
煤气
粉尘
焦油、中油
⑵ 鲁奇三段炉（固定床）： ①原料：褐煤块、型煤，20~80mm，非粘结性煤
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②流程（图2—3）： 三段：干燥段、干馏段和冷却段
煤
煤 槽
水
干馏炉 烟气
初冷器
电捕焦油器
冷却器
余
干
煤
燥 段
气
燃 空气
低
烧
温
室
干
气体燃料
馏
段
分离器
冷
焦油
水
却
段
焦
图2--3 气流内热式炉干馏流程
§ 1、绪论
§ 1.1煤炭资源 § 1.2煤化工发展史 § 1.3煤化工的范畴 § 1.4本书简介
化工工艺学-第四章-烃类裂解
99.3% （ 1.54 26.7%） 乙烷的总转化率= 100%=58.59% 99.3%
对于混合烃原料裂解，用转化率表示其裂解进行的程度时， 一定要选有代表性的组分，否则无法表示裂解程度。例如，
乙烷和丙烷两种烃混合裂解，只能选丙烷计算其转化率，
不能选乙烷，因为丙烷裂解时可以生成乙烷。
单环或少环芳烃→多环芳烃→稠环芳烃→液体焦油→固体沥青质→焦
各 族 烃 裂 解 生 成 乙 烯 、 丙 烯 能 力 的 规 律
正构烷烃裂解反应特点：生产乙烯、丙烯的理想原料
异构烷烃裂解反应特点：异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯
收率远较正构烷烃裂解所得收率低，而氢、甲烷、C4及 C4以上烯烃收率较高
环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。
无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃； 有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有 结焦的倾向 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 各族烃的裂解难易程度：正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳 环>五碳环）>芳烃
三、烃类裂解反应机理 -自由基反应
断裂C-C键产生一对自由基 活化能高 自由基夺氢 ，活化能 不大。被夺走氢的容 易顺序：伯氢>仲氢> 叔氢。自由基分解反 应是生成烯烃的反应。
1) 在任何轻质油品中都有正戊烷；
2) 在裂解过程中，正戊烷只减少不增加；
3) 在裂解过程中易分析。
正戊烷裂解的反应速率常数可用k5表示。动力学裂解深度函
数与转化率之间的换算为：
KSF = k5dt
0 t
环烷烃较相应的链烷烃稳定，但是一般裂解条件下也可以 发生断链和脱氢反应生成乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃、单环
烯烃和氢气等产物。
环 烷 烃 裂 解 一 次 反 应
煤化工工艺学第4章第二节.
4.2.5煤气的脱苯和萘
在生产硫铵的回收工艺中，饱和器后的煤气温度通常为 55℃ 左右，而回收苯族烃的适宜温度为25℃左右，因此， 在回收苯族烃之前煤气要再次进行冷却，称为最终冷却。在 终冷前煤气含萘约1~2g/m3，大大超过终冷温度下的饱和含 萘量。因此，煤气经过终冷同时脱除萘，然后进入洗苯塔， 通过洗油和煤气的逆向接触吸收煤气中的苯族烃，出塔后煤 气中苯族烃含量一般为2～4g/m3。 为满足从煤气中回收和制取粗苯的要求，洗油应具有如 下性能： （1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，在加热时又能使苯 族烃很好地分离出来; （2）具有化学稳定性，即在长期使用中其吸收能力基本稳定; （3）在吸收操作温度下不应析出固体沉淀物; （4）易与水分离，且不生成乳化物; （5）有较好的流动性，易于用泵抽送并能在填料上均匀分布。
直混合冷却3种。其中间接冷却采用管壳式冷却器，
有直管式和横管式2种，管间走煤气，管内走冷却水。
直接冷却又分为水冷式和空冷式2种。
4.2.2.1 间接初冷工艺流程
荒煤气与喷洒氨水、冷凝焦油等沿吸煤气主
管进入气液分离器，煤气与氨水、焦油、焦油渣
等在此分离。分离后的煤气进入数台并联立管式
间接冷却器，随着煤气的初步冷却，煤气中绝大
4.2.2.3 间直混合初冷工艺流程
自吸煤气主管来的温度为82℃左右的荒煤气几乎是被水 蒸汽所饱和的。水蒸汽热焓约占煤气总热焓的94%，故煤气
在高温阶段冷却所放出的热量绝大部分为水蒸汽的冷凝热，
因而传热系数较高，即冷却效率较高。同时萘在温度较高 时（＞52℃）不会凝结，以免造成设备堵塞。所以煤气高 温冷却阶段宜采用间接管式冷却，温度降至55℃左右。在 低温冷却阶段，煤气中水蒸汽含量已大大减少，煤气层将
煤化学与工艺
煤结构的认识和发展
早期研究都揭示了煤科学研究的困难之处
缺乏可能的实验;在温和条件下断裂煤结构 缺乏必要的手段;分析所得到的产物
应用新分析技术和新实验方法，建立模型
作用—— 将各种方式获得的数据联系起来形成一 种可用于判断或预测的理论，有助于探测未知的现象和理解 新的数据
两类煤分子的结构模型：“平均结构单元模型” 和“网络结构模型”
1H NMR和FTIR联合解析
1H NMR FTIR
平
朔
烟
煤
小
分
和
子 馏
分
的
联平
合均
解分
析子
结
构
的
三、统计结构解析方法—— D W Krevelen（荷兰）首先
将统计结构解析法引入煤的结构研究，创立煤化学结构的统计解析法
• 应用结构解析法的原理，根据煤的加和性 质与结构的内在联系，在不使煤质发生破 坏的前提下，通过统计计算和图解，求取 平均结构单元的结构参数，并根据煤的结 构性质对计算结果进行校正，来定量地描 述煤的结构特征
C－O－ 8, 9,10－ 缩合芳环
不同煤化度煤的IR图谱
煤的核磁光谱研究
一种烟煤的吡啶抽提物的1H NMR图谱
煤及其吡啶抽提物的13C NMR图谱 1－原煤 f Car＝0.76
2－吡啶抽提物 f Car＝0.75 3－吡啶不溶物 f Car＝0.75
煤的CP/MAS 13C NMR研究
不同煤化度煤的CP/MAS 13C NMR图谱
Shriver, D. F.; Atkins, P. W., Langford, C. H. “Inorganic Chemistry”, 2nd Ed., Oxford (1994)
煤化工工艺学重点
煤化工工艺学复习重点绪论1.煤化工：以煤为原料经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料和化学品的过程。
2.煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、煤制人造石油工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。
3.煤化工包括煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品等。
第二章煤的低温干馏1、煤干馏：煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程称为煤干馏(或称炼焦或焦化)。
2、煤低温干馏过程特点：（1）热加工过程（2）常压生产（3）不用加氢不用氧气（4）实现了煤的部分气化和液化。
3、煤热解：煤在各种条件下受热分解的统称。
4、低温干馏产品：半焦、煤气、焦油5、干馏产品的影响因素：原料煤性质、加热终温、加热速度、压力、加热条件。
6、干馏供热方式1)外热式(由护墙外部传入热量)2)内热式(借助热载体传热，载体和煤料粗直接接触）7、低温干馏炉因加煤和煤料移动方向不同1）立式炉2）水平炉3)斜炉4）转炉8、托斯考工艺p19.*第三章炼焦1、炼焦煤在焦炉内隔绝空气、加热到1000℃左右、可获得焦炭和化学产品和煤气的过程(又称高温干馏、炼焦)。
2、成焦过程a)<350℃:煤干燥预热阶段b)350一480℃:胶质体形成阶段c)480一650℃:半焦形成阶段d)650一950℃:焦炭形成阶段3、粘结性：干馏时粘结本身与惰性物的能力，指炼焦时形成熔融焦炭的能力（经过胶质体生成块状半焦的能力)。
4、黏结性与结焦性关系：黏结性好是结焦性好的前提及必要条件(结焦性好的煤其黏结性一定好)5、提高钻结性的方法：提高膨胀压力、控制粒度、隋性成分细碎、黏结形成分不宜过细、增大加热速度、增加堆积密。
6、气体析出途径(1)里行气(10%左右)①形成与两胶质体之间，不可能横穿过胶质体，只能上行进入炉顶空间，这部分气本称为里行气。
②没有经历二次解热作用;含大量水蒸气，含煤一次热解产物〔主要CH4及其同系物，还有H2, CO2, CO及不饱和烃等)(2)外行气(90%左右)①产生胶质体外侧〔由于胶质体固化和半焦热解产生大量气态产物)沿焦饼裂缝及炉墙与焦饼间隙进入炉顶空间，此部分气体称外行气②经过高温炼焦用煤区，经二次热解作用，二次热解产物〔主要H2，及少量CH4）7、炼焦用煤主要有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，及中间过渡性牌号煤。
煤化工工艺学-4-炼焦化学产品的回收与精制
一、粗煤气初步冷却（sheet 3）
3. 初冷设备：管壳式冷却器（立管式和横管式两种）
<缺点> 耗用金属量大，还必须清理管内水垢。
<解决方法> 直接冷却水洗；也可先进行管式冷却，再进行直接冷却； 采用空气冷却和水冷却两段法。
二、焦油和氨水的分离（sheet 1）
1. 粗煤气冷却后，由集气管来的冷凝下来的氨水、焦 油和焦油渣必须进行分离，原因如下：
含有大量水蒸气，吸收后，降低输送
成本 腐蚀性介质被冷凝
H2S，HCN等
有害物质也被冷凝 萘容易堵塞 焦油蒸气不利于回收氨和粗苯操作 氨燃烧生成氧化氮 不饱和烃形成聚合物
三、炼焦化学产品的回收方法（sheet 2）
2. 炼焦化学产品的回收与精制流程
粗煤气首先经过初
冷器冷却析出焦油
生产原理： 将含有氨的焦炉煤气通入饱和器，与硫酸铵母液
中的硫酸反应，当母液中的游离酸的浓度（质量分数）或酸度 为 1%~2%时，主要生成硫酸铵。酸度增加时，生成硫酸氢铵 的比例增大。但硫酸氢铵比硫酸铵更易溶于水和稀酸，因此， 酸度不大时，从饱和器中析出的主要是硫酸铵结晶。
工艺流程：
A. 煤气经过鼓风机和电捕焦油器之后进入煤气预热器 1 ，预热到 60~70 oC（目的：蒸出饱和器中的水分，防止母液稀释），煤 气由饱和器 2 的中央气管经泡沸伞穿过母液层鼓泡而出（氨被 硫酸吸收，形成含量为 40%~45%硫酸氢铵和 6%~8%硫酸铵； 吸收氨的同时，吡啶碱也被吸收）。煤气穿过饱和器 2 后经除 酸器3分离出携带的酸雾后，去脱硫和粗苯回收工段。
b. 脱除方法：冷却冲洗法——终冷部分介绍 油吸收法
吸收剂有：洗油、焦油、蒽油和轻柴油等。 在吸收塔内煤气自下而上，萘被喷淋下的油吸收，是物理吸收 过程。我国焦化厂多采用焦油洗油作为吸收剂，因为它对萘的 溶解度较大，本身用量较少。 30~40 oC条件下，萘可被除至0.5 g/m3，为了保证吸收效率， 循环洗油允许的含奶量为7%~10%
煤化工工艺学之气化工艺习题集三四章
第三章试题一、填空题一、叫做植物的成煤作用。
一样以为，成煤进程分为两个时期即和。
二、不同煤种的组成和性质相差是超级太的，即便是同一煤种，由于成煤的条件不同，性质的不同也较大。
、和之间的不同，会直接阻碍和决定煤炭气化进程工艺条件的选择，也会阻碍煤炭气化的结果。
3、无烟煤、焦炭、半焦和贫煤作为气化用煤的要紧特性是。
4、烟煤作为气化用煤的要紧特性是。
五、煤气的发烧值是指。
六、压力增大，同一煤种制取的煤气的发烧值越高，同一操作压力下，煤气发烧值由高到低的顺序依次是褐煤、气煤、无烟煤。
这是由于。
7、煤炭气化进程主若是煤中的碳和水蒸气反映生成氢，这一反映（填吸收或放出）大量的热量，该热量是通过来维持。
八、煤中的水分存在形式有三种，包括、、.九、煤中的水分和有关，随煤的变质程度加深而呈规律性转变；即从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤，水分，而从年轻无烟煤到年老无烟煤，水分又增加。
10、所谓的气化效率是指，气化效率能够反映总能量的有效利用程度。
1一、一样地，从加压气化炉排出的灰渣中碳含量在左右，常压气化炉在左右，关于液态排渣的气化炉，常在以下。
1二、煤中的硫以和的形式存在，中国各地煤田的煤中硫含量都比较，太多在以下。
13、简单地说，灰熔点确实是灰分熔融时的温度．灰分在受热情形下，一样通过三个进程。
即、、温度，对煤炭气化而言，一样用作为原料灰熔融性的要紧指标。
14、燃料的反映性确实是燃料的化学活性，是指。
一样以的还原系数来表示，如下式所示：二、判定题一、褐煤转变成烟煤和无烟煤的进程。
在那个进程中煤的性质发生转变，因此那个进程叉叫做变质作用。
（）二、无烟煤这种煤炭气化时黏结，而且产生焦油，煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多，煤气净化系统较复杂，煤气的热值较高。
（）3、褐煤气化时不黏结但产生焦油。
褐煤是变质程度较高的煤，加热时不产生胶质体，含有高的内在水分和数量不等的腐殖酸，挥发分高，加热时不软化，不熔融.（）4、一样来讲，煤中挥发分越高，转变成焦油的有机物就越多，煤气的产率下降。
《化工工艺学》教案第四章 产物的分离和提纯
第四章产物的分离和提纯产物是指从反应器中出来的物料。
大多数反应产物都是混合物，它包括未反应掉的原料和反应生成物。
气相反应器和气固相反应器的产物主要是气体产物和夹带的催化剂粉尘；液相反应器的产物主要是液体产物与液固混合物；气液相和气液固三相反应器的产物则有气体产物、液体产物和液固混合物。
产物的分离和提纯是化工生产中的重要环节，它不仅可以由产物中分离出所需要的产品，并进一步提纯至一定产品的规格，还可以使未反应的物料得以循环利用。
因此，产物的分离和提纯操作对保证产品质量和生产过程的经济效益起着重要作用。
一、分离方法概述第一节产物分离的原则在化工生产中，产物的分离方法可分成机械分离和传质分离两大类。
一般来讲，非均相混合物的分离主要采用机械分离法；均相混合物的分离采用传质分离法。
1．机械分离机械分离法用于分离非均相混合物。
非均相混合物分为气态非均一系和液相非均一系两大类。
在工业生产中，用于分离气态非均一系混合物的分离方法有重力沉降、惯性除尘、旋风分离、静电分离、湿法洗涤和纤维过滤等。
用于液相非均一系的分离方法，按照其原理，大致可分为两类。
第一类方法取决于分散相和连续相之间的密度差，属于这一类的有浮选法、重力沉降法和离心沉降法。
第二类分离方法对两相密度差没有要求，而以具有过滤介质为前提，利用过滤介质对分散相物制裁的截留作用而实现分离操作。
属于这类的方法有滤饼过滤、深层过滤、筛滤、滤芯式过滤等。
2．传质分离传质分离方法主要用于各种均相混合物的分离，其特点是在分离过程中有质量传递现象。
工业上常用的传质分离过程又分为两大类，即在相间进行质量传递的平衡分离过程和在相内进行质量传递的分离过程。
(1)平衡分离过程。
多数传质分离操作是通过相平衡时原料中各组分在两相中的不同分配来实现的，这类分离操作通称为平衡分离过程，例如蒸馏、吸收和萃取操作。
为了实现平衡分离过程，将混合物分离成均匀的单一相溶液(气体、液体或固体)，需要在混合物中添加分离剂来产生或移出一相。
煤化工工艺学11112
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第一章 绪论
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煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气 体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
从煤加工过程区分，煤化工包括煤的干馏(含炼焦 和低温干馏)、气化、液化和合成化学品等。
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我们现在所说的发展现代煤化工，是指某产品 采用以煤为原料的工艺路线，其效益要比石油 化工或天然气化工的路线来的好，即我们需积 极发展的现代煤化工是指与石油化工或天然气 化工相比具有比较优势的产品领域。 现代煤化工的发展取决于我们有多少较石油化 工路线有比较优势的技术。
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和氯、溴等卤素可以起取代反应和加成反应； 在碱性介质中水解，可得酚类、碱性含氮化合物； 与浓硫酸作用可得磺化煤。 煤的转化如干馏、气化、液化，均包含有许多反应， 如解聚、缩合、氧化、氢化、氢解、氧解等反应。通 过这些过程，可以获得所需要的固态、液态和气态产 物或热能。
ห้องสมุดไป่ตู้
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煤的结构模型
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煤的性质
通常指煤的物理性质、化学性质和工艺性质。这些 性质都与成煤的原始物质、聚积环境、地质条件和煤 化程度有关。 煤的物理性质 主要包括煤的密度、表面性质（湿润 性、表面积、孔隙度）、光学性质(折射率、反射率)、 电性质（电导率、介电常数）、磁性质、热性质（比 热容、热导率、热稳定性）和机械性质（硬质、脆度、 可磨性）。 煤的化学性质 是指煤与各种化学试剂在一定条件下 发生化学反应的性质，以及煤用不同溶剂萃取的性质。
煤化工工艺学总结 (试卷)
煤化工工艺学第二章煤低温干馏产物的产率和组成取决于、和。
一般焦油产率为；半焦产率为；煤产率为。
低温干馏产品的产率和性质与、、、以及有关。
500-600℃：干馏温度与温度有关 600-900℃：900-1000 ℃：第三章炼焦（高温干馏）：。
中等变质程度煤的组成的热稳定镜质组：热稳定组。
结焦性：镜质组稳定组。
350℃）胶质体形成（）℃））简答题：什么是配煤？配煤的目的和意义。
选煤一般规定配煤水分应，一般配煤成焦率为。
配煤接近焦煤：Ｖdaf= ，Y=中国生产配煤：Ｖdaf= ，G为。
灰分：硫分：焦炭化学成分daf= ，挥发分高于，则为生焦。
水分：湿熄焦焦炭水分，干熄焦焦炭水分﹤碱性成分焦炭的热值 MJ/kg焦炉由、和三个部分构成。
第四章煤热解生成的粗煤气由 、 、 和 构成。
炼焦化学产品回收与精致流程：什么叫固定铵？什么叫挥发性盐？煤气冷却采用管壳式冷却器，有立管式和横管式。
煤气输送大厂用，小厂用。
为什么煤气除萘？粗苯回收粗苯定义：。
一般粗苯产率是炼焦煤，在焦炉煤气中含粗苯g/m3。
粗苯的主要成分在180℃前溜出，高于180℃溜出物称。
180℃前溜出量多，粗苯质量好，其量一般为。
焦化厂采用的煤气终冷和除萘工艺流程主要有三种焦化厂采用的苯吸收塔主要有、和。
消除腐蚀设备的根本方法是，，并且。
粗苯精制目的是得到、、等产品，它们都是宝贵的基本有机化工原料。
粗苯精制包括、、初溜分中的加工以及高沸点硫分中的茚与古马隆的加工利用。
粗苯中主要成分为苯、甲苯、二甲苯，它们在101KPa压力下的沸点如下。
苯℃；间二甲苯℃；甲苯℃；对二甲苯℃；邻二甲苯℃；乙苯℃。
第五章煤的气化煤气化的三个条件：、、。
煤的用途：①合成化肥、甲醇、醋酸、烯烃、天然气及液体燃料等原料气；②石化加氢、煤直接液化、燃料电池等的氢气源；③工业、民用以及先进集体气化联合循环发电等的燃气；④直接还原炼铁的还原气等。
在发生炉中的原料层可以分为（可预热气化剂和保护炉栅不受高温）、、和。
智慧树知到答案 煤化工工艺学章节测试答案
第一章单元测试下列不属于化石能源的是（）。
选项：A:煤炭B:水电C:天然气D:石油答案: 【水电】2、单选题：下列属于新型煤化工特点的是（）。
选项：A:煤炭-能源-化工一体化B:环境得到治理C:储量大D:热值高答案: 【煤炭-能源-化工一体化】3、单选题：煤的最初形式是（）。
选项：A:泥炭B:长焰煤C:褐煤D:气煤答案: 【泥炭】4、单选题：最大的煤生产和消费国是（）。
选项：A:美国B:德国C:中国D:俄国答案: 【中国】5、单选题：不属于新型煤化工技术的是（）.选项：A:FT工艺B:DMTO工艺C:MTP工艺D:MTO工艺答案: 【FT工艺】第二章单元测试1、单选题：以下不适合低温干馏的煤是（）选项：A:不粘煤B:褐煤C:贫煤D:长焰煤答案: 【贫煤】2、单选题：下列不属于半焦用途的是（）选项：A:高炉用焦B:民用燃料C:铁合金炭料答案: 【高炉用焦】3、单选题：低温干馏的温度区间为（）选项：A:500℃-600℃B:400℃-500℃C:700℃-800℃D:600℃-700℃答案: 【500℃-600℃】4、单选题：下列哪一个不是低温干馏的产品（）选项：A:煤气B:焦炭C:半焦D:焦油答案: 【焦炭】5、单选题：下列哪个是固体热载体干馏工艺（）选项：A:鲁奇三段炉干馏工艺B:托斯考工艺C:沸腾床干馏工艺答案: 【托斯考工艺】第三章单元测试1、单选题：焦炉煤气的主要成分是（）选项：A:氢气和一氧化碳B:氢气和甲烷C:氮气和一氧化碳D:氢气和氮气答案: 【氢气和甲烷】2、单选题：高炉煤气的主要成分是（）选项：A:氢气和氮气B:氢气和一氧化碳C:氢气和甲烷D:氮气和一氧化碳答案: 【氮气和一氧化碳】3、单选题：焦炉结构的发展依次经过哪几个阶段（）选项：A:倒焰式焦炉→废热式焦炉→土法炼焦→蓄热式焦炉B:土法炼焦→废热式焦炉→倒焰式焦炉→蓄热式焦炉C:倒焰式焦炉→土法炼焦→ 废热式焦炉→蓄热式焦炉D:土法炼焦→倒焰式焦炉→废热式焦炉→蓄热式焦炉答案: 【土法炼焦→倒焰式焦炉→废热式焦炉→蓄热式焦炉】4、单选题：在配煤中，可以起到瘦化剂作用的煤是（）选项：A:焦煤B:肥煤C:褐煤D:长焰煤答案: 【长焰煤】5、单选题：焦炉是使用寿命一般为（）选项：A:10～15年B:5～10年C:15～20年D:20～25年答案: 【20～25年】第四章单元测试1、单选题：粗煤气经初冷器后煤气质量少了（），而容积少了3/5,从而减少了继续输送的能耗。
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第四章 炼焦化学品的精制与回收
（培训讲义2013年4月 鲁绍廷）
4.4 粗苯回收
一、粗苯定义
脱氨后的焦炉煤气含有苯系化合物,其中以苯的含量为主,称之为粗苯。
一般粗苯产率是炼焦煤的0.9%-1.1%；在炼焦煤气中含粗苯30-
40g/m³。
粗苯的组成：苯（55%-75%）、甲苯（11%-22%）、二甲苯（含乙基苯）(2.5%-6%)、不饱和化合物7%-12%、硫化物0.3%-1.8%等。
例题1：关于粗苯的叙述，下列说法正确的是 C
A.粗苯是单质
B.常温下粗苯是无色透明的液体
C.粗苯不溶于水，比水轻
D.粗苯中以甲苯的含量为主；
二、粗苯回收方法
（1）洗油吸收法；焦油洗油或者石油洗油作为吸收剂，吸收煤气中粗苯。
（2）吸附法：用活性炭或者硅胶固体吸附剂，吸附后用蒸汽蒸馏出粗苯。
（3）加压冷冻法：煤气加压8atm，冷冻-45℃使粗苯冷冻成固体而从煤气中分离
例题2：当前，我国广泛应用那种方法回收煤气中的粗苯 A
A.洗油吸收法
B.吸附法
C.加压冷冻法
D.蒸馏法
粗苯回收原理：
吸收（ 20-30℃ ）
洗油（贫油）+粗苯 富苯洗油（富油）
解吸（250-350℃）
三、粗苯回收工段构成：煤气最终冷却和除萘；粗苯吸收；吸收油脱出粗苯。
四、煤气终冷和除萘工艺：煤气终冷和机械除萘工艺；最终冷却和油洗萘工艺；最终冷却和焦油洗萘工艺。
工艺名称冷却水用除萘方法工艺特点
煤气终冷和机械除萘工艺冷却煤气，并冲
萘
终冷水机械化萘沉淀沉萘槽庞大笨重、除萘不净
最终冷却和油洗萘工艺冷却煤气富油吸收煤气中萘
两塔分立；煤气中含萘仍较高；终冷水中含
浮油，循环水用量少，利于环保
最终冷却和焦油洗萘工艺冷却煤气，并冲
萘
焦油吸收终冷水中的萘
两塔一体；除萘效果好；用水量大，不利
于环保
例题3、最终冷却和油洗萘工艺过程中采用的除萘方法是 B A.机械化萘沉淀；B.富油吸收煤气中萘；C. 焦油吸收终冷水中的
萘；D. 富油吸收终冷水中的萘；
例题4、最终冷却和油洗萘工艺过程中冷却水的作用是 B
A. 冷却煤气,并冲萘；
B. 冷却煤气；
C.冲萘；
五、粗苯吸收
吸收煤气中的粗苯可以使用焦油洗油，也可以使用石油的轻柴油馏分。
洗油应具有良好的吸收能力、大的吸收容量、小的相对分子质量。
焦油洗油沸点范围为230-300℃，主要成分为甲基苯、二甲基萘和苊。
六、粗苯吸收的影响因素
a:吸收温度 适宜:25 ℃左右;实际操作:20-30 ℃；洗油温度比煤气温度略高(防止煤气中水汽冷凝进入洗油)。
b:洗油相对分子量及循环量
洗油相对分子质量 吸收剂的吸收能力与其相对分子质量成反比；(焦油洗油:170-180)、(石油洗油:230-240，吸苯能力弱，故循环油量比用焦油洗油时大)
洗油循环量 增加洗油循环量可提高粗苯的回收率.
c:贫油含苯量 贫油含苯量越高,塔后的粗苯损失越大,吸收效率不好;贫油含苯一般为:0.2%-0.4%
d:吸收面积 增大汽液两相接触面积,有利于吸收.
e:压力 提高吸收压力,可提高粗苯回收效率.
七、吸收塔 目前采用的有填料塔、板式塔、空喷塔。
八、富油脱苯
①方法 水蒸汽蒸馏法(脱苯塔内)
②富油加热方式
a:预热器加热富油脱苯法（列管式换热器——蒸汽间接加热富油至135-145 ℃、耗蒸汽量大，设备大，污水量大。
）
b:管式炉加热富油脱苯法（管式炉——煤气间接加热富油至180-190 ℃、蒸汽耗量低，设备尺寸小，污水量小。
）
③流程
a:生产一种苯流程（脱苯塔——泡罩塔, 塔板数14 层）——粗苯产品(含5%-10%萘溶剂油)；
b:生产两种苯流程(两苯塔—精馏段8-12层，提馏段3-6层)——轻苯:＜150 ℃、重苯:150-200 ℃ (含萘溶剂油)；
c:生产三种产品的流程（精馏塔—塔板数30层）——轻苯、重苯、萘溶剂油
4.5粗苯精制
一、粗苯精制方法——主要有酸洗精制、加氢精制工艺、酸洗法。
粗苯的主要成分：苯、甲苯、二甲苯；粗苯精制目的：获得苯、甲苯、二甲苯等纯产品。
二、粗苯产率、组成、和用途
粗苯的产率以干煤计约为：0.9%-1.1%；苯及其同系物
（80%-95%）；不饱和化合物（5%-15%）；硫化物0.2%-2.0%
三、粗苯精制原理：利用各成分件的沸点差别（即挥发度不同）进行精馏。
四、粗苯的精制流程：
①初步精馏：使低沸点化合物和高沸点含硫化合物分开。
②化学精制：把粗苯主要组分沸点范围内含硫化合物和不饱和化合物脱除。
③最终精馏：得到合乎标准的纯产品。
五、粗苯的初步精馏
①初馏塔： 塔顶得到初馏分；
②混合馏分（BTX）塔：塔顶得到BTX馏分；塔底得到重苯。
【轻苯的初步精馏——不需要混合馏分（BTX）塔 】
六、吹苯和最终精馏
⑴吹苯
①吹苯的目的：是把酸洗时溶于混合馏分中各种聚合物作为吹苯残渣排出，【该残渣可用作生产古马隆树脂的原料】。
②吹苯的方法：塔底（可用筛板塔）有间接蒸汽加热器，同时吹入直接蒸汽，吹苯塔塔顶温度为100-105℃，维持塔底温度为135℃.
⑵连续精馏
已洗BTX混合馏分，连续地进行精馏。
（三种苯精馏塔可为浮阀塔）。
三种塔的塔顶温度分别是：苯塔80±0.5℃；甲苯塔110±0.5℃；二甲苯塔89-96℃（水蒸气蒸馏法）。
⑶半连续精馏
七、粗苯加氢工艺
1.将BTX混合馏分进行催化加氢，然后对加氢油进行精制，得到纯苯产品的过程；
2.轻苯加氢工艺有多种，按反应温度区分有三种高温加氢（600-630℃），中温加氢（480-550℃）以及低温加氢（350-380℃）。
3.轻苯加氢精制三种主要方法
①鲁奇法。
采用Co-Mo催化剂， 反应温度360-380℃，压力4-5MPa，以焦炉煤气或纯氢为氢源，加氢油通过精馏分离，得到苯、甲苯、二甲苯和溶剂油，产品收率可达97-99％。
加氢油用萃取法或共沸蒸馏法分离得到产品纯苯。
②K.K法。
催化剂选用Ni－Mo及Co－Mo，反应温度为200～400℃，操作压力为5.0MPa；一般用纯氢为氢源。
加氢油采用萃取蒸馏法除去非芳烃，经蒸馏可得到纯苯、甲苯、二甲苯等产品；【K.K加氢主要发生加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱氧反应。
K.K法对加氢油进行分步逐级蒸馏制取纯苯、甲苯、二甲苯、非芳烃、C9馏分等多种产品。
】
③莱托法（Litol法）。
采用三氧化二铬为催化剂，反应温度600～650℃，压力6.0MPa。
由于苯的同系物加氢脱烷基转化为苯，苯的收率达114％以上，可制得合成用苯，纯度99.9％。
【Litol法加氢主要发生加氢脱硫、加氢裂解和加氢脱烷基反应。
Litol法加氢油组成主要是苯，甲苯和二甲苯类物质很少。
】。