煤干馏

煤干馏。煤化工的重要过程之一。指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程,煤的干馏是属于化学变化。按加热终温的不同,可分为三种:900~1100℃为高温干馏,即焦化;700~900℃为中温干馏;500~600℃为低温干馏(见煤低温干馏)。
- 中文名称 煤干馏
- 外文名称 coal carbonization
- 类别 煤化工的重要过程之一
- 概念 煤在隔绝空气条件下加热、分解
煤干馏
干馏产品:
干馏产物 | 主要成分 | 主要用途 | |
炉煤气 | 焦炉气(管道煤气) | 氢气,甲烷,乙烯,一氧化碳 | 气体燃料、化工原料、化工燃料 |
粗氨水 | 氨气,铵盐 | 氮肥 | |
粗苯 | 苯,甲苯,二甲苯 | 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 | |
煤焦油 | 苯,甲苯,二甲苯 | ||
酚类,萘 | 医药、染料、农药、合成材料 | ||
焦炭 | 沥青 | 筑路材料、制碳素电极 | |
碳 | 冶金、燃料、合成氨造气、电石 |
生产过程
当煤料的温度高于100℃时,煤中的水分蒸发出;温度升高到200℃以上时,煤中结晶水释出;高达350℃以上时,粘结性煤开始软化,并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象);至400~500℃大部分煤气和焦油析出,称一次热分解产物;在450~550℃,热分解继续进行,残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550℃,半焦继续分解,析出余下的挥发物(主要成分是氢气),半焦失重同时进行收缩,形成裂纹;温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时,一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触,发生二次热分解,形成二次热分解产物(焦炉煤气和其他炼焦化学产品)。
煤干馏的产物是焦炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。随着干馏终温的不同,煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦,煤气产率低,焦油产率高;高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭,煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率,则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷,可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭,所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物,是工业上获得芳香烃的重要来源;低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃,是人造石油重要来源之一。
煤工业发展
2008年中国的煤化工产业继续有序发展,煤化工产业发展政策逐步完善,煤基甲醇和煤基二甲醚的试点应用取得可喜进展,产能得到进一步释放,新型煤化工产品逐渐走向市场,并被市场接受。随着金融危机影响的加剧,中国煤化工产业面临成本压力,行业发展趋缓。由于国家政策总体上仍支持煤化工发展,节能减排已是大势所趋,故中国煤化工产业虽短期受困但前景仍十分可观。
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等,它与能源、化工技术结合,可形成煤炭--能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色,是今后20年的重要发展方向,这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说,煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。
分布
平均分布
煤种:
1.烛煤
2.次烟煤
3. 次烟煤
4.高挥发分烟煤
5.高挥发分烟煤
6.高挥发分烟煤
7.中挥发分烟煤-
8.低挥发分烟煤
产品分布
产品分布与性状 | 最终温度(℃) | ||
600低温干馏 | 800中温干馏 | 1000高温干馏 | |
固体产物 | 半焦 | 中温焦 | 高温焦 |
产品产率 焦 焦油 煤气(标准米/吨干煤) | 80~82 9~10 120 | 75~77 6~7 200 | 70~72 3.5 320 |
产品性状 焦炭:着火点(℃) 机械强度 挥发分(%) | 450 低 10 | 490 中 约5 | 700 高 <2 |
焦油 比重 中性油(% 酚类(%) 焦油盐基(%) 沥青(%) 游离碳(%) 中性油成分 | <1 60 25 1~2 12 1~3 脂肪烃 芳烃 | 1 50.5 15~20 1~2 30 ~5 脂肪烃 芳烃 | >1 35~40 1.5 ~2 57 4~10 芳烃 |
煤气主要成分(%) 氢 甲烷 发热量 | 31 55 31 | 45 38 25 | 55 25 19 |
煤气中回收的轻油 产率(%) 组成 | 气体汽油 1.0 脂肪烃为主 | 粗苯-汽油 1.0 芳烃50% | 粗苯 1~1.5 芳烃90% |
组成
炉型 | 低温干馏炉 | 连续直立式炉 | 焦炉 |
组成(%) | |||
芳烃 环烷烃 单烯烃 双烯烃 环烯烃 脂肪烃 二硫化碳 噻吩 其它 | 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 |