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1、山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文煤制油的化學(xué)原理及其應(yīng)用前景教學(xué)系：應(yīng)用化工系專業(yè)班級(jí)：煤化工1132班學(xué)生姓名：曹亞文指導(dǎo)教師：楊軍山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014年3月2日山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文煤制油的化學(xué)原理及其應(yīng)用前景摘要煤制油屬于新型煤化工的一部分。在人類面臨能源短缺、國(guó)際石油價(jià)格劇烈波動(dòng)的情況下,煤制油逐漸進(jìn)入了公眾的視野。介紹煤制油的化學(xué)原理及其應(yīng)用過程中面臨的挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞:煤制油,煤化工,煤炭液化,煤焦油精制,甲醇,混合烴 新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主,如柴油、
2、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等,它與能源、化工技術(shù)結(jié)合,可形成煤炭—能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在我國(guó)能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色,對(duì)于中國(guó)減輕燃煤造成的環(huán)境污染、降低中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴均有著重大意義。 1煤制油與煤化工 “煤變油”是不恰當(dāng)?shù)奶岱?。由于近年“煤變油”在媒體上常見,因此容易誤導(dǎo)一些普通讀者的想象:一個(gè)“變”字把一件本來(lái)嚴(yán)謹(jǐn)而高端的科研行為罩上了“神話色彩”,加之前幾年有人謬吹“水變油”后被揭是謊言,“煤變油”一度被草率質(zhì)疑是否又是“偽科學(xué)”?同樣
3、,煤氣化和煤液化也不是物理學(xué)上的汽化和液化?！懊鹤冇汀睖?zhǔn)確地應(yīng)該稱“煤制油”。也就是說(shuō),通過煤這種原材料,經(jīng)過工廠加工生產(chǎn)出油這種產(chǎn)品——這樣才符合科學(xué)原理。山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 從化學(xué)上說(shuō),煤制油是煤炭化學(xué)工業(yè)的一部分,簡(jiǎn)稱煤化工。它與石油化工是不同的化學(xué)過程。煤化工是碳一化學(xué)工業(yè)的一部分,是以煤為原料,且以含一個(gè)碳的煤氣為原料合成相應(yīng)的多碳化合物,甚至是高分子化合物的工藝過程。石油化工則是直接將多碳化合物經(jīng)過重整、裂化或者合成等工藝手段獲得新的多碳組分的化合物的過程。理論意義上講,以石油和天然氣為原料通過石油化工
4、工藝生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也都可以以煤為原料通過煤化工工藝生產(chǎn)出來(lái)?！ 幕瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展的歷史來(lái)看,化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了農(nóng)產(chǎn)品化工時(shí)代——煤化工時(shí)代——石油化工時(shí)代幾個(gè)階段。19世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展初期,農(nóng)副產(chǎn)品曾是最早的化工原料。20世紀(jì)初,煤炭煉焦工業(yè)隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而興起。20世紀(jì)40年代末期,石油工業(yè)開始興起,煤在有機(jī)化工原料中的比重逐年下降。20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)際石油價(jià)格劇烈波動(dòng),各國(guó)加緊了以煤為原料的化學(xué)工業(yè)的研發(fā),出現(xiàn)了新型的煤氣化、煤制油等工藝?！ v史上,煤一直是重要的化工原料,只不過傳統(tǒng)的煤焦化工藝已經(jīng)非常成熟,當(dāng)前的熱
5、點(diǎn)是煤制油技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)3大煤炭巨頭正加緊將煤制油技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。他們雖然采用了不同的技術(shù)路線,但共同的一點(diǎn)都是國(guó)內(nèi)煤制油技術(shù)的首次工業(yè)化嘗試?！ 哪茉窗踩嵌瓤紤],尋找替代石油的能源和原料成為發(fā)展的必然。煤炭與石油化學(xué)成分較為相近,下游應(yīng)用領(lǐng)域通過技術(shù)改造后也可以有較大交叉,自然成為優(yōu)先考慮的資源。我國(guó)是一個(gè)煤多油少的國(guó)家,每年進(jìn)口大量石油,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全造成不小的壓力。發(fā)展煤制油技術(shù)成為解決能源結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。當(dāng)油價(jià)在每桶100美元以上時(shí),代替石油化工相關(guān)產(chǎn)品的煤化工將會(huì)體現(xiàn)出巨大的成本優(yōu)勢(shì)。山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢
6、業(yè)論文 中國(guó)從20世紀(jì)70年代末開始煤制油的研究,2001年被我國(guó)列入“十五”重點(diǎn)研究項(xiàng)目,并列入“863”計(jì)劃。未來(lái)中國(guó)的煤化工項(xiàng)目將在3大領(lǐng)域部分替代石油化工產(chǎn)品,一是成品油,煤化工通過煤制甲醇和煤制油2條路徑來(lái)替代石油化工;二是芳烴(苯、甲苯、二甲苯),煤化工通過煤焦化副產(chǎn)物的煤焦油精制可以生產(chǎn)出高純度的芳烴;三是烯烴(乙烯、丙烯和丁二烯),煤化工通過甲醇制烯烴的路線來(lái)替代石蠟油裂解制乙烯和丙烯?！ ?煤制油的原理 煤的化學(xué)成分中氫含量為5%,碳含量較高,而成品油中氫含量為12%～15%,碳含量較低,且油品為不含氧的
7、液體燃料。所以,煤制油就是通過煤炭直接加氫轉(zhuǎn)化或間接加氫轉(zhuǎn)化制取混合烴液體燃料油和甲醇。在煤制油過程中需要外來(lái)補(bǔ)充氫而消耗大量的氫源。一般1000kg煤炭需加入140kg氫氣,可制得約600kg油品。目前比較成熟的途徑,一是煤炭制取甲醇,二是煤炭制取混合烴?！ ?.1煤炭制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)[1] (1)煤炭純氧氣化(生成物H2/CO=0.5): 2(CH)+O2→2CO+H2 (2)合成甲醇(配入由水電解生成的H2,反應(yīng)物H2/CO=2.0): 2CO+H2+3H2→2CH3OH (3)合成二甲醚: 2CH3OH→
8、CH3OCH3+H2O 或者由合成氣來(lái)制得(配入由水電解生成的H2,反應(yīng)物H2/CO=2.0): 2CO+H2+3H2→CH3OCH3+H2O (4)合成乙烯: 2CH3OH→C2H4+2H2O 或者由合成氣來(lái)制得(配入由水電解生成的H2,反應(yīng)物H2/CO=2.0)
