【正文】 《煤化工工藝學(xué)》 教案 中文名稱：煤化工工藝學(xué) 英文名稱： Chemical Technology of coal 授課專業(yè)： 化學(xué)工藝 學(xué)時(shí)： 32 一、課程的性質(zhì)和目的： 煤化工工藝學(xué)是煤化工專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化工行業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)具有化工設(shè)計(jì)基本思想和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力的專門人才，為畢業(yè)生盡快適應(yīng)就業(yè)后工作要求、今后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)而設(shè)立的?？晒氖旅夯だ脤I(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、科研的技術(shù)人員及有關(guān)專業(yè)師生參考。 通過(guò)對(duì)煤低溫干餾、煉焦、煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收和精制、煤的氣化、煤的間接液化、煤的直接液化、煤 的碳素制品和煤化工生產(chǎn)的污染和防治等的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)方法、工藝計(jì)算、操作條件及主要設(shè)備等的介紹，使學(xué)生具備煤化工工藝學(xué)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)煤化學(xué)工業(yè)的原料選擇、工藝路線的選擇、典型單元操作及化工工藝的實(shí)現(xiàn)等有深刻的理解，具備對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行分析、改進(jìn)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等能力，以掌握煤化工工藝的開(kāi)發(fā)思想和思路為重點(diǎn)，增強(qiáng)其獨(dú)立思考的能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生就業(yè)和進(jìn)一步的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。 二、課程的教學(xué)內(nèi)容、各章內(nèi)容及相應(yīng)學(xué)時(shí)數(shù) 本課程由下列 7 章組成： 1 章 緒論 1 學(xué)時(shí) 2 章 煤的低溫干餾 5 學(xué)時(shí) 3 章 煉焦 8 學(xué)時(shí) 4 章 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制 6 學(xué)時(shí) 5 章 煤的氣化 6 學(xué)時(shí) 6 章 煤間接液化 4 學(xué)時(shí) 7 章 煤直接液化 2 學(xué)時(shí) 根據(jù)本課程的特點(diǎn)，組成為下列內(nèi)容： 1 緒論 167。1 ． 1 煤炭資源 167。1 ． 2 煤化工發(fā)展簡(jiǎn)史 167。1 ． 3 煤化工的范疇 167。1 ． 4 本書簡(jiǎn)介 了解煤化工工業(yè)發(fā)展歷史、煤化工工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位，煤化工發(fā)展趨勢(shì)。 掌握化學(xué)加工工業(yè)的基本概況、特點(diǎn)，掌握石油、煤、天然氣等能源概況。 重點(diǎn)：煤化工的范疇。 引言：煤化學(xué)工業(yè)是以煤為原料經(jīng)過(guò)化學(xué)加工實(shí)現(xiàn)煤綜合利用的工業(yè)，簡(jiǎn)稱煤化工。煤化工包括煉焦化學(xué)工業(yè)、煤氣工業(yè) 、煤制人造石油工業(yè)、煤制化學(xué)品工業(yè)以及其他煤加工制品工業(yè)等。、 煤化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀： 。，基于煤炭氣化的新型煤化工得到了快速發(fā)展 。3.十一五 期間，在煤炭液化、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣等方面的示范工程取得了階段性成果。 煤化工發(fā)展趨勢(shì)。 ：從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，鋼鐵行業(yè)受出口疲軟、房地產(chǎn)下行影響，庫(kù)存增加，利潤(rùn)和開(kāi)工率下降，焦炭和蘭炭行業(yè)的需求和利潤(rùn)空間受到影響 。合成氨 \尿素、甲醇等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，因此，傳統(tǒng)煤化工行業(yè)面臨落后產(chǎn)能淘汰、技 術(shù)升級(jí)換代。 ：更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn) 。落后技術(shù)的淘汰如常壓固定床氣化技術(shù) 。水資源消耗的減量化：空冷技術(shù)、中水回用 。粉塵治理、有機(jī)廢水處理和脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用。 ：煤炭分級(jí)利用：焦油 固體燃料 化工產(chǎn)品 。煤炭多聯(lián)產(chǎn)：電力、熱力、化工產(chǎn)品 。工程設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化 。節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。 油化工替代性增強(qiáng)：煤氣化的平臺(tái)技術(shù)繼續(xù)多樣化與成熟化 。煤化工產(chǎn)品技術(shù)多樣化如芳烴、乙醇等 。已有技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步：煤焦油的分離、加氫 。乙二醇技術(shù)成熟 。煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣等產(chǎn) 業(yè)快速發(fā)展。 167。1 ． 1 煤炭資源 煤是地球上能得到的最豐富的化石燃料。按探明儲(chǔ)量世界煤炭資源的儲(chǔ)量、密度，北半球高于南半球，特別是高度集中在亞洲、北美洲和歐洲的中緯度地帶，合占世界煤炭資源的 96%，按硬煤經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)，以中國(guó) (占 11%)、美國(guó) (占 %)和俄羅斯最為豐富，次為印度、南非、澳大利亞、波蘭、烏克蘭、德國(guó)等 9 國(guó)共占 90%。中國(guó) 1991 年末煤炭探明儲(chǔ)量為 9667 億噸，其中山西、內(nèi)蒙古和陜西分別占 27%、 21%和 16%。 167。1 ． 2 煤化工發(fā)展簡(jiǎn)史 18 世紀(jì)末，煤用于生產(chǎn)民用煤氣。 1792 年 ，蘇格蘭人 ，并將所得煤氣用于家庭照明。 1812 年，這種干餾煤氣首先用于倫敦街道照明，隨后世界一些主要城市也相繼采用。 1816 年，美國(guó)巴爾的摩市建立了煤干餾工廠生產(chǎn)煤氣。從此，鐵甑干餾煤的工業(yè)就逐步得到發(fā)展。 第一次世界大戰(zhàn)期間，鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展，同時(shí)作為火炸藥原料的氨、苯及甲苯也很急需，這促使煉焦工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，并形成煉焦副產(chǎn)化學(xué)品的回收和利用工業(yè)。 1925 年，中國(guó)在石家莊建成了第一座焦化廠，滿足了漢冶萍煉鐵廠對(duì)焦炭的需要。 1920～ 1930 年間，煤低溫干餾的研究得到重視并較快發(fā) 展，所得半焦可作民用無(wú)煙燃料，低溫干餾焦油則進(jìn)一步加工成液體燃料。 1934 年，在中國(guó)上海建成擁有直立式干餾爐和增熱水煤氣爐的煤氣廠，生產(chǎn)城市煤氣。 第二次世界大戰(zhàn)后，由于大量廉價(jià)石油和天然氣的開(kāi)采，除煉焦工業(yè)隨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展外，工業(yè)上大規(guī)模由煤制取液體燃料的生產(chǎn)暫時(shí)中止，不少工業(yè)化國(guó)家用天然氣代替了民用煤氣。以石油和天然氣為原料的石油化工飛速發(fā)展，致使以煤為基礎(chǔ)的乙炔化學(xué)工業(yè)的地位大大降低。 1973 年中東戰(zhàn)爭(zhēng)以及隨之而來(lái)的石油大幅度漲價(jià)，使由煤生產(chǎn)液體燃料及化學(xué)品的方法又重新受到重視。歐美等國(guó) 對(duì)此又進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究工作，并取得了進(jìn)展。如在煤直接液化的方法中發(fā)展了氫煤法、供氫溶劑法 (EDS)和溶劑精煉煤法 (SRC)等；在煤間接液化法中發(fā)展了 SASOL 法，將煤氣化制得合成氣 ,再經(jīng)合成制取發(fā)動(dòng)機(jī)燃料；亦可將合成甲醇再轉(zhuǎn)化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油，或直接作為燃料甲醇使用。 由于石油的消耗量大，而煤的資源極為豐富，煤化工將得到進(jìn)一步的發(fā)展?；谥袊?guó)油氣匱乏、煤炭資源相對(duì)豐富，中國(guó)煤化學(xué)工業(yè)將有所發(fā)展。特別是新型煤化工，依靠技術(shù)革新，可實(shí)現(xiàn)石油和天然氣資源的補(bǔ)充及部分替代。 2020 年，煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣和煤制 乙二醇等被國(guó)家發(fā)改委確定為重點(diǎn)示范發(fā)展方向。發(fā)電、工業(yè)鍋爐和民用煤占全部煤炭開(kāi)采量的 80%左右，多為直接燃燒，大多利用率較低、污染嚴(yán)重。為了有效、經(jīng)濟(jì)和合理地利用煤，中國(guó)需要發(fā)展煤轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用。 167。1 ． 3 煤化工的范疇 從煤加工過(guò)程區(qū)分，煤化工包括煤的干餾（含煉焦和低溫干餾）、氣化、液化、和合成化學(xué)品等，如圖， 圖 煤化工分類及產(chǎn)品示意圖 煤的