有机化学与煤化工一、中国能源与石油问题机动车燃料消耗预测单位：亿吨/年2002年中国部分石化产品进出口单位：万t/年煤炭是我国能源的主要提供者二、煤化工技术传统煤化工：新型煤化工：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煤费-托法;Fischer-Tropschprocess一氧化碳在镍、铑、钴等催化剂存在下进行高温高压加氢生成烃类混合物的方法。由费歇尔（F.Fischer)和托罗普歇（H.Tropsch)所创立。可用以制备液体燃料和石蜡等。例如用氢和一氧化碳的混合气体为原料，在0.1-2兆帕（1-20大气压）和钴催化剂（160-225℃）或铁催化剂（220-325℃）的作用下进行合成，可得合成石油。主要成分是各种直链烃、大部分是烷烃。可经分馏为汽油、煤油和石蜡等。或经加工为化工产品等。（1）液化技术煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。（1）煤直接液化是煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。（2）煤间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400℃、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。直接液化新工艺的关键是大规模工程化开发（2）煤气化－合成甲醇、二甲醚煤气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压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工艺过程。气化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括热解和气化和燃烧四个阶段。干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。主要反应有：1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤气变换反应CO+H2O=CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反应C+0.5O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化（燃烧）反应C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反应CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反应C+CO2=2CO-172KJ/mol甲醇－原料：合成各种化工产品、溶剂、合成添加剂等；代用液体（汽油）燃料二甲醚－用于日用化工、制药、农药、燃料、涂料等；代用液化石油气弛放气气体以鼓泡形式通过悬浮有固体细粒的液体(浆液)层，以实现气液固相反应过程的反应器。浆态反应器中液相可以是反应物，也可以是悬浮固体催化剂的载液。例如,许多不饱和烃及其衍生物的加氢反应属于前者;乙烯或丙烯的聚合反应采用悬浮有催化剂的环己烷则属于后者。（3）煤炭焦化（4）煤炭气化多联产技术系统煤化工多联产系统的特点例1能源－化工联产原料、产品方案关于F-T合成X21>>X11X23>X13例2焦炉煤气提氢－直接液化例3不同气化工艺、FT－甲醇联产定产品方案、不同气化工艺80万吨合成油品，120万吨甲醇关于气化工艺－加压鲁奇气化原料煤粉碎气化工艺比较的若干方面－1气化工艺比较的若干方面－2煤间接液化多联产工艺方案研究－原则工艺方案研究－方案Ⅰ工艺方案研究－方案Ⅱ工艺方案研究－方案Ⅲ工艺方案研究－方案Ⅳ工艺方案研究－产品规模与