煤乾餾

煤乾餾

煤乾餾 coal carbonization 煤化工的重要過程之一。指煤在隔絕空氣條件下加熱、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤氣等產物的過程,煤的乾餾是屬於化學變化。按加熱終溫的不同,可分為三種:900~1100℃為高溫乾餾,即焦化;700~900℃為中溫乾餾;500~600℃為低溫乾餾(見煤低溫乾餾)。

煤乾餾

乾餾產品:

乾餾產品 主要成分 用途
出爐煤氣 焦爐氣(管道煤氣) 一氧化碳,氫氣,甲烷,乙烯 氣體燃料、化工燃料、化工原料
粗氨水 氨,銨鹽 化肥、炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料
粗苯 苯,甲苯,二甲苯 化肥、炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料
煤焦油 苯,甲苯,二甲苯 化肥、炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料
酚類,萘 染料、醫藥、農藥、合成材料
瀝青 築路材料、制碳素電極
焦炭 冶金、合成氨造氣、電石、燃料

生產過程

煤的乾餾流程 煤的乾餾流程

當煤料的溫度高於100℃時,煤中的水分蒸發出;溫度升高到200℃以上時,煤中結晶水釋出;高達350℃以上時,粘結性煤開始軟化,並進一步形成粘稠的膠質體(泥煤、褐煤等不發生此現象);至400~500℃大部分煤氣和焦油析出,稱一次熱分解產物;在450~550℃,熱分解繼續進行,殘留物逐漸變稠並固化形成半焦;高於550℃,半焦繼續分解,析出餘下的揮發物(主要成分是氫氣),半焦失重同時進行收縮,形成裂紋;溫度高於800℃,半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭。當乾餾在室式乾餾爐內進行時,一次熱分解產物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸,發生二次熱分解,形成二次熱分解產物(焦爐煤氣和其他煉焦化學產品)。

煤乾餾的產物是焦炭、煤焦油和煤氣。

煤乾餾產物的產率和組成取決於原料煤質、爐結構和加工條件(主要是溫度和時間)。隨著乾餾終溫的不同,煤乾餾產品也不同。低溫乾餾固體產物為結構疏鬆的黑色半焦,煤氣產率低,焦油產率高;高溫乾餾固體產物則為結構緻密的銀灰色焦炭,煤氣產率高而焦油產率低。中溫乾餾產物的收率,則介於低溫乾餾和高溫乾餾之間。煤乾餾過程中生成的煤氣主要成分為氫氣和甲烷,可作為燃料或化工原料。高溫乾餾主要用於生產冶金焦炭,所得的焦油為芳香烴、雜環化合物的混合物,是工業上獲得芳香烴的重要來源;低溫乾餾煤焦油比高溫焦油含有較多烷烴,是人造石油重要來源之一。

煤工業發展

2008年中國的煤化工產業繼續有序發展,煤化工產業發展政策逐步完善,煤基甲醇和煤基二甲醚的試點套用取得可喜進展,產能得到進一步釋放,新型煤化工產品逐漸走向市場,並被市場接受。隨著金融危機影響的加劇,中國煤化工產業面臨成本壓力,行業發展趨緩。由於國家政策總體上仍支持煤化工發展,節能減排已是大勢所趨,故中國煤化工產業雖短期受困但前景仍十分可觀。

新型煤化工以生產潔淨能源和可替代石油化工的產品為主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等,它與能源、化工技術結合,可形成煤炭——能源化工一體化的新興產業。煤炭能源化工產業將在中國能源的可持續利用中扮演重要的角色,是今後20年的重要發展方向,這對於中國減輕燃煤造成的環境污染、降低中國對進口石油的依賴均有著重大意義。可以說,煤化工行業在中國面臨著新的市場需求和發展機遇。

分布

平均分布

煤種

1.燭煤

2.次煙煤

3. 次煙煤

4.高揮發分煙煤

5.高揮發分煙煤

6.高揮發分煙煤

7.中揮發分煙煤-

8.低揮發分煙煤

產品分布

產品分布與性狀 最終溫度(℃)
600低溫乾餾 800中溫乾餾 1000高溫乾餾
固體產物 Su[(IMw 半焦 中溫焦 高溫焦
產品產率(%) w_;$ahsu~ 焦 pV!WZ Ufg 焦油 }7K~- 煤氣(標準米/噸乾煤) ;TK$?hrv*1 80~82 9~10 120 75~77 6~7 200 70~72 3.5 320
產品性狀 g $^Yv4 焦炭:著火點(℃) P)hGe3 機械強度 0QW;=@)d 揮發分(%) d+5v[x~' 450 低 10 490 中 約5 700 高 <2
焦油: -a"b:Q 比重 gR_Exs'K 中性油(%) g706*o)h 酚類(%) S!^I<#d K 焦油鹽基(%) 3Tc90p l*t 瀝青(%) 0Pt% (^ 游離碳(%) 0,8RA_Ca} 中性油成分 \J;]g\&I" <1 60 25 1~2 12 1~3 脂肪烴 芳烴 1 50.5 15~20 1~2 30 ~5 脂肪烴 芳烴 >1 35~40 1.5 ~2 57 4~10 芳烴
煤氣主要成分(%) sheCwhV 氫 9/I xh? 甲烷 [9F 發熱量(Mj/米) v_pFI8Cz) 31 55 31 45 38 25 55 25 19
煤氣中回收的輕油 afu!.}4Ct 產率(%) ZqjLZ9?q 組成 Pmd5P:n*, 氣體汽油 1.0 脂肪烴為主 粗苯-汽油 1.0 芳烴50% 粗苯 1~1.5 芳烴90%

組成

組成(%) 爐型
低溫乾餾爐 ov >5+"q) 連續直立式爐 C AN1~ 焦爐 _NpxV'E
芳烴 5ci1ce 環烷烴 k/BlkjlNE 單烯烴 T`]P5Bk8r 雙烯烴 ft4hzmuzM 環烯烴 n?9FJOqi 脂肪烴 8q:# ' 茚 #%V+- b( 二硫化碳 LyL(~Jc| 噻吩 +/" \.wYv 其它 upZf&4 I8 15.56 8.00 16.26 1.36 9.55 46.53 0.15 0.06 0.66 1.07 63.04 3.62 2.33 2.58 1.16 22.37 0.72 0.06 0.33 3.19 85.26 0.21 1.64 2.48 5.37 0.34 1.13 0.40 0.67 2.50

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