煤化工 碳一化学.ppt

碳一化学 碳一化学的历史背景 碳一化学的当代发展 碳一化学的发展趋势 C-1化学的发展历史 在20世纪60年代，德国就已开始由煤制的合成气制烃类的研究工作。第二次世界大战期间，由合成气制取液体燃料的技术如费托合成已得到应用。 1995年改良的费-托合成技术在南非得到了继续发展并建萨索尔—1型厂，它在1973年的第一次中东石油危机的经济优势展现出来，C-1化学在现代石油化工展现出强大的生命力。 70年代中期，首先在日本提出了C1化学的概念。与此同时，美国孟山都公司用低压甲醇羰基化（见羰基合成）制取醋酸技术获得工业应用；美国莫比尔化学公司ZSM－5分子筛催化剂成功地应用于甲醇转化制汽油。 南非的萨索尔厂 费托合成的简易装置 C-1化学发展到今天已经基本形成了 甲烷化学 甲醇化学 合成气化学 合成气化学 1. 煤气化现状及存在的问题 2. 产业进步的方向 3. 发展建议 中国煤气化技术现状 固定床气化工艺分为常压固定床气化和加压固定床气化两种形式,目前在国内较为成熟的仍然只是常压固定床气化技术。 自20世纪80年代开始, 中国科学院山西煤炭化学研究所独立研究开发了具有国际先进水平的灰熔聚流化床粉煤气化技术, 但目前该技术仍处于中试阶段。 美国煤气化技术现状 由表1中美两国煤气化技术对比可以看出, 美国的气流床Texaco和Destec、硫化床U - Gas和KRW 技术均已经实现商业运行, 尤其Texaco 气化技术是商业运行最丰富的气流床气化工艺, 压力高、煤的处理量也大, 目前国内引进已有20几台在运行或建设中。另外, 由表1 也可以看出, 气化压力向中高压( 81 5M Pa) 、气化温度向高温、气化原料向多样化以及大型化、低污染、易净化是当前美国煤气化技术煤气化的发展方向。 产业进步的方向 1、降低工程投资。应研究简化流程，显著降低煤气化装置投资的技术，改变目前单纯靠提高煤气化装置规模来提高经济性的做法，装置规模扩大的同时也提高了风险。 2、提高煤炭综合利用效率。煤气化技术应兼顾煤炭分子结构的特点，在生产CO+H2为主的合成气的同时应考虑增产其他附加值更高的产品——甲烷、油品等。 发展建议 发展趋势 1、仍然是紧密围绕能源“非石油化”和化工原 料多样化的战略目标，以生产洁净能油化工替代产品为主。 2、生产规模大型化并向原料产地转移。 3、能源/化工一体化。现代化工是未来中国能源技术发展的战略方向，紧密依托于各种资源的开发，并与化工技术结合，形成能源化工一体化的新兴产业。 * 碳一化学的发展方向和趋势 主讲人 专业：化学工程与工艺 概述 C1化学指从含有一个碳原子的化合物合成碳数为2或2个以上化合物的化学工艺。当前全球基础有机原料工业的发展正面临石油资源短缺和环保法规日益严格这两大难题。 截止2004年1月全球石油和凝析油储量约为1734亿t，按2003年34.04亿t开采量计大约还可用40年。 相比之下，天然气资源比较丰富，所以发展C1化工，生产合成燃料和基础有机原料，逐步替代石油资源已是必然发展趋势。而且合成油因无硫、无氮、无芳烃是一种更符合环保的要求的替代燃料。因此发展碳一化工，生产合成燃料及基础有机原料，逐步替代石油资源已迫在眉睫。 碳一化学的当代发展 　 　 碳一化工最重要的起始原料为甲烷，由于其化学性质十分稳定，甲烷的直接利用技术难度大，目前还没有能够工业化的成熟路线，而另一个重要的原料是合成气，从合成气出发的产品分布，主要集中在含氧化合物、含氮化合物、液体燃料及烯烃类这四类。含氧化合物产品主要有甲醛、甲酸、甲醇、二甲醚、乙醇、乙二醇、乙酸、酸酐、甲酸甲酯、低碳混合醇、碳酸二甲酯以及各种高级羰基合成醇等，这些产品的制备主要采用合成气或甲醇作为基础原料，通过羰基合成反应来实现的。利用碳一化工合成路线来制取含氧化合物，同传统的石油及煤化工路线相比，具有明显的技术经济优势。 甲烷通过合成气转化，在能量利用上是很不经济的。将甲烷直接氧化脱氢生成乙烯，摆脱造气工序，无疑具有巨大的经济效益。这一方向一直受到国内外的重视。然而由于甲烷的直接利用技术难度大，目前还没有能够工业化的成熟路线，而２０世纪６０年代曾颇受重视的甲烷制乙炔，７０年代后受迅速发展的乙烯工业冲击，目前呈萎缩状态。其它如甲烷制卤代烷、二硫化碳、硝基甲烷等产品不仅规模很小，且从保护环境的角度分析，今后也不会继续发展。甲烷直接合成芳烃（无氧及有氧条件）、甲醇及烯烃（甲烷氧化偶联）这些工艺路线目前均处于研究阶段。 甲烷化学 甲醇化学 甲醇是一种重要的基本有机原料，也是C1化学的起始化合物，在基本有机原料中，甲醇仅