高温 高压 毒害 爆炸
在自然条件下将氮气转化为可用作化肥的氨一直是科学家的梦想。近日,美国俄勒冈大学的化学家宣布找到一种新方法,使常温常压下用氮气合成氨成为可能。相关论文将发表在7月27日的美国化学学会会刊上。 合成反应中使用氢气作为氨的还原剂,也就是电子供体。此外还使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。 这种化合物的制作并不困难。整个反应在醚溶液中完成,但是研究人员已经证明,除了其中一步之外都可以在水中进行。论文通讯作者、俄勒冈大学化学教授大卫·泰勒说:“在化学家眼中,常温常压下用氮气和氢气在水中合成氨是固氮领域的圣杯,我们的下一个挑战就是找出在水中完成整个反应的步骤。” 氮气在空气中表现出惰性,但当它被转换为氨后,就可以用作氮肥促进植物生长。目前工业合成氨普遍采用哈伯—博施法,它的原理是让氮气和氢气在高温高压下发生催化反应,这种已使用近一个世纪的方法目前仍是最经济的合成氨方法。俄勒冈大学的方法与哈伯—博施法非常类似,也使用氢分子的电子作为固氮反应的电子源。泰勒说:“这是最简单的反应方法,其他方法要么需要使用不稳定的电子供体,要么需要高温以完成化合反应。” 但泰勒同时也强调:“尽管新方法是一种非常吸引人的解决方案,但要投入经济可行的工业生产可能还会需要几十年。”
在自然条件下将氮气转化为可用作化肥的氨一直是科学家的梦想。近日,美国俄勒冈大学的化学家宣布找到一种新方法,使常温常压下用氮气合成氨成为可能。相关论文将发表在7月27日的美国化学学会会刊上。 合成反应中使用氢气作为氨的还原剂,也就是电子供体。此外还使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。 这种化合物的制作并不困难。整个反应在醚溶液中完成,但是研究人员已经证明,除了其中一步之外都可以在水中进行。论文通讯作者、俄勒冈大学化学教授大卫·泰勒说:“在化学家眼中,常温常压下用氮气和氢气在水中合成氨是固氮领域的圣杯,我们的下一个挑战就是找出在水中完成整个反应的步骤。” 氮气在空气中表现出惰性,但当它被转换为氨后,就可以用作氮肥促进植物生长。目前工业合成氨普遍采用哈伯—博施法,它的原理是让氮气和氢气在高温高压下发生催化反应,这种已使用近一个世纪的方法目前仍是最经济的合成氨方法。俄勒冈大学的方法与哈伯—博施法非常类似,也使用氢分子的电子作为固氮反应的电子源。泰勒说:“这是最简单的反应方法,其他方法要么需要使用不稳定的电子供体,要么需要高温以完成化合反应。” 但泰勒同时也强调:“尽管新方法是一种非常吸引人的解决方案,但要投入经济可行的工业生产可能还会需要几十年。”
电石炉气在循环经济的综合利用论文
[摘要] 本文简述了电石炉气的特性和利用价值,从电石炉气成分主要为CO和H2(约90%)可以看出,电石炉气可以作为燃料及化工原料来利用。然而简单地将电石炉气作为燃料使用并没有使其价值最大化,而以其为原料发展高附加值的化工产品则更有意义。因此,本文重点介绍了利用密闭电石炉尾气生产碳一化工产品的工艺,并与煤化工中煤造气工艺进行对比,发现以电石炉气为原料的工艺不仅可以全部利用电石炉气中的有效气体成分,还减少了碳的排放量,减轻了对环境的污染,同时可以有效降低碳一化工产品的生产成本和建设投资。
[关键词] 电石炉气;循环经济;碳一
电石是有机化工的基础原料,由它制得的乙炔可生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭黑等一系列数千种有机产品。在国内电石行业,无论是全密闭式电石炉、内燃式半密闭电石炉还是开放式电石炉,其尾气一直以来没有得到很好的利用,有的甚至直接放空烧掉,造成了资源的极大浪费。
1电石炉气特性及利用价值
电石炉气特性
使用密闭炉生产电石,每吨电石副产炉气量约400Nm3[1-2],其典型组成及物理性质如表1所示。从表1可以看出,炉气中含尘量大,具有黏、轻、细、不易捕集等特点;炉气内含微量焦油,它在温度大于225℃时呈气态,在温度小于225℃时容易析出,会使除尘布袋黏结堵塞;炉气本身温度很高,同时含有难以除净的大量粉尘,治理难度比较大,在利用前需要对炉气进行充分的净化处理。
电石炉气利用价值
从电石炉气成分可以看出,炉气中含有大量的CO和H2,是很好的燃料和化工原料,利用好这部分气体可以产生巨大的经济效益和社会效益。以我国2017年电石产量2500万吨计算,副产的电石炉气总量达到100亿Nm3左右,如能全部回收,可得到约75亿Nm3CO和亿Nm3H2。因此,炉气净化利用对实现能源回收利用、降低生产成本、提高经济效益,都具有重要的意义。
2电石炉气在化工中的利用及经济性分析
目前,部分企业的电石炉气只是经过简单处理后,作为燃料烧石灰、烧锅炉等使用,并没有将炉气价值最大化利用。电石炉气的主要成分是CO和H2,在经过深度净化处理后,可利用CO和H2发展后续高附加值化工产品,可用于生产合成氨、甲醇、乙二醇、二甲醚、甲酸钠等较高附加值的化工产品[4],目前国内已成功建成生产甲酸钠、合成氨、乙二醇的装置,详见表2。
合成氨和甲醇
[3]根据原料气分析以及物料平衡计算,电石尾气中氮气的体积分数约为5%,如单产甲醇,5%的氮气将作为无效气被放空,增加了压缩机的无效功;如单产合成氨,需要向系统中补充氮气,新增制氮装置,增加投资。综合考虑,如果采用以醇-氨联产工艺,即甲醇生产中串入合成氨生产,将炉气中的N2与H2合成氨,避免了合成甲醇过程中排放惰性气体而造成大量有效气体损失。醇-氨联产工艺不仅最大限度地利用了电石炉气,减少了排放量,又创造了经济效益。醇-氨联产工艺的流程示意图1所示。以电石炉气为原料,醇-氨联产工艺有以下几个优点:(1)充分利用了电石炉气中的气体成分,炉气的利用率更高;(2)利用甲醇合成后的尾气副产液氨,既最大限度利用了电石炉气,又创造了经济效益;(3)能耗低,与国内煤头制甲醇工艺相比能耗明显降低;(4)成本低,与国内煤头制甲醇工艺相比成本明显降低。
乙二醇
乙二醇合成气为高纯度的H2(,vol)和CO(99%,vol),且H2和CO的体积比约为。若以电石炉气作为乙二醇合成气,与以煤为原料相比,省去了煤制气的过程,消耗低,原料成本大幅下降,无疑是一种优于单纯以煤为原料的生产乙二醇的原料路线。以电石炉气为原料合成乙二醇的工艺流程见图2。2中可以看出,电石炉气只需要经过适当的变换及分离制氢后即可作为乙二醇的原料,不需要煤造气过程,可以节省大量的投资,具有良好的经济效益和社会效益。从国内电石炉气的在化工产品上的利用情况来看,新疆天业集团已经取得了成功。新疆天业以电石炉气为原料,采用煤制乙二醇技术,于2011年7月在新疆石河子开工建设了25万吨/年煤制乙二醇项目一期工程,规模为年产5万吨乙二醇。一期工程在2013年1月份建成并成功产出优等品乙二醇,产品纯度均超过国标优等品标准。在一期获得成功的基础上,二期工程20万吨/年乙二醇于2013年5月开工建设,并于2015年9月建成投产。
聚氯乙烯
[4]除了在碳一化工中利用外,在烧碱-PVC生产路线中,电石法PVC有两个重要的化学反应过程:(1)氢气和氯气反应合成氯化氢;(2)氯化氢和乙炔反应合成氯乙烯。在合成氯化氢过程中,为了避免氯化氢中的游离氯含量过高遇乙炔发生爆炸,参加反应的氢气一般过量10%左右。但电解氯化钠时,产生的氯气和氢气量是相同的,这样就需要过量的氢资源。而氯碱企业一般靠生产液氯来平衡氢气的不足,或者采用如水电解制氢或天然气制氢来补充氢气,这样都会带来投资增加和生产成本上升的问题。而从电石炉气成分可知,炉气中除含有体积分数80%左右的CO外,还有体积分数5%~10%的H2,这样可将炉气回收后经过等温变换、变压吸附等工艺分离出H2,用于合成氯化氢,剩余的CO可以继续作为碳一化工的原料来利用。炉气回收利用工艺流程如图3所示。在氯碱行业利润普遍不高的情况下,炉气回收利用不仅降低了电石生产成本,而且为PVC生产提供了氢气,具有显著的经济效益。
炉气回收利用的`经济性分析
采用煤与电石炉气为原料生产乙二醇合成气,主要的成本差异体现在合成气的原料气制备上,因此主要比较煤制合成气成本与电石炉气做为合成气处理成本。比较前提(1)生产相同规格和相同量的合成气(H2+CO);(2)煤制气按水煤浆气化工艺考虑;(3)电石炉气按项目外供给,按元/Nm3计价;(4)比较范围截至合成气的原料气,即不考虑后续变换、分离等。消耗比较基于的比较前提,对煤制气和电石炉气生产合成气的过程进行计算和分析,得到两种工艺过程原材料消耗和公用工程消耗情况,如表3所示。从表3中明显可以看出,采用电石炉气为原料,原料气直接由电石厂供应,消耗已计入电石生产中,因此对于化工装置来说原料气是已经制备好的;而采用煤气化,在造气环节要增加公用工程消耗和原料煤消耗,对项目所在地的煤资源保证有要求,同时还需要为煤气化配套建设公用工程。成本比较根据表3的消耗情况可知,电石炉气为原料气只需要计算原料电石炉气的成本,实际上电石炉气是电石生产副产品,因而其成本可认为是0。本比较考虑电石炉气从项目外电石厂外购,需按购买价计入原料气成本。成本比较结果见表4。从表4的比较结果来看,采用电石炉气为原料,每1000Nm3合成气成本可降低200元以上,折每吨乙二醇成本下降500元左右,成本降低非常显著。如果电石炉气能够实现内部供给的话,则电石炉气成本可以忽略,合成气成本下降更为可观。投资比较因合成气来源不同,投资差异会比较大。对煤制气与电石炉气两种原料过程进行了投资差异上的比较估算,其比较结果见表5。从表5可以看出,若煤制气投资基准值为0,以93750Nm3/h(可满足30万吨/年乙二醇生产)合成气规模计算,则采用电石炉气为原料一次性投资可减少约亿。
电石规模的影响
虽然电石炉气作为合成气原料,无论从投资上还是运行成本都较煤制气路线要低很多,但要利用好电石炉气还要看电石装置规模的大小。例如,利用电石炉气生产甲酸钠,10万吨/年电石可配套7万吨/年甲酸钠装置;而利用电石炉气生产合成氨、甲醇、乙二醇等高附加值的化工产品,10万吨/年电石仅能配套万吨/年甲醇或合成氨装置。如此小的化工装置很难产生经济效益,相当于利用了电石炉气的资源,但在配套建设的化工装置上多消耗了能源,使电石炉气回收利用的社会、经济、环保、节能效益大打折扣。因此,利用电石炉气必须要考虑电石装置规模。目前从新疆、内蒙等地电石企业来看,规模一般都在60万吨/年以上,如新疆天业电石产能已达到200万吨/年以上,这样的规模可以为化工生产提供足够的原料气。所以,若新建碳一化工项目无充足的电石炉气,可考虑与周边大型电石企业合作,由电石企业向化工企业提供电石炉气,从而实现资源互补,循环利用。
3结论
综合以上分析,利用电石炉气来生产化工产品,无论从一次性投资还是产品成本上都优势明显。电石炉气的开发利用已经引起了越来越多的关注,尤其是在化工领域已经取得了重大突破。电石炉气在碳一化工产品中的应用,目前行业内已经获得了成功,如果逐步推广到更多的化工产品中将会大大降低相关产品成本和投资,节能减排,提高经济效益,是循环经济发展的一大亮点。此外,除了生产电石外,冶金行业中生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等过程都会产生一氧化碳为主的炉气,且其炉气排放量大约是电石炉气的两倍。如果将电石炉气在化工产品上应用成功的范例,推广到整个冶金行业,将对整个国民经济能源节约、资源利用、环境保护有着重大贡献。
工业合成氧安红哲和城阳,俺就是一种化学的成分,它就是一种化学的合成氨。
合成氨,指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名:氨气。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。 合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料 生产方法 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约%~%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。 贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。
高中生写论文难度很高,可以根据一节课、一个知识点、或者一个实验来来谈谈自己学习的见解,最主要学生写论文不要大篇幅模仿教师的论文形式,要以学生的观点,介绍自己的学习领会要点。
在自然条件下将氮气转化为可用作化肥的氨一直是科学家的梦想。近日,美国俄勒冈大学的化学家宣布找到一种新方法,使常温常压下用氮气合成氨成为可能。相关论文将发表在7月27日的美国化学学会会刊上。 合成反应中使用氢气作为氨的还原剂,也就是电子供体。此外还使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。 这种化合物的制作并不困难。整个反应在醚溶液中完成,但是研究人员已经证明,除了其中一步之外都可以在水中进行。论文通讯作者、俄勒冈大学化学教授大卫·泰勒说:“在化学家眼中,常温常压下用氮气和氢气在水中合成氨是固氮领域的圣杯,我们的下一个挑战就是找出在水中完成整个反应的步骤。” 氮气在空气中表现出惰性,但当它被转换为氨后,就可以用作氮肥促进植物生长。目前工业合成氨普遍采用哈伯—博施法,它的原理是让氮气和氢气在高温高压下发生催化反应,这种已使用近一个世纪的方法目前仍是最经济的合成氨方法。俄勒冈大学的方法与哈伯—博施法非常类似,也使用氢分子的电子作为固氮反应的电子源。泰勒说:“这是最简单的反应方法,其他方法要么需要使用不稳定的电子供体,要么需要高温以完成化合反应。” 但泰勒同时也强调:“尽管新方法是一种非常吸引人的解决方案,但要投入经济可行的工业生产可能还会需要几十年。”
合成氨,指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名:氨气。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。 合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料 生产方法 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约%~%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。 贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。
2NH4Cl+Ca(OH)2=(条件加热)CaCl2+2H2O+2NH3↑
有几十年历史了
弗里茨·哈伯(FritzHaber,1868年12月9日-1934年1月29日),德国化学家,出生在德国西里西亚布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫)的一个犹太人家庭。从小就对化学工业有极浓厚的兴趣。高中毕业后,哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上大学。上学期间,他还在几个工厂中实习,得到了许多实践的经验。他喜爱德国农业化学之父李比希的伟大职业——化学工业。读大学期间,哈伯在柏林大学霍夫曼教授的指导下,写了一篇关于有机化学的论文,并因此获得博士学位。1904年,哈伯在两位企业家答应给予大力支持开始研究合成氨的工业化生产,并于1909年获得成功,成为第一个从空气中制造出氨的科学家。使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展。哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。为表彰哈伯的这一贡献,瑞典皇家科学院把1918年的诺贝尔化学奖颁给了哈伯。由于在第一次世界大战中,哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气,并使用于战争之中,造成近百万人伤亡。虽然按照他自己的说法,这是“为了尽早结束战争”,但哈伯这一行径,仍然遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责,哈伯的妻子伊美娃也以自杀的方式以示抗议。一战结束后,哈伯又做了从海水中提取黄金的试验,但最后宣告失败。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化学研究所任职。1934年1月29日哈伯因突发心脏病逝世于瑞士的巴塞尔。
巨野煤田煤质分析及科学利用评价摘要]从工业、元素、工艺性质方面,对巨野煤田煤质进行了详细的分析,根据其煤质特点,进行科学论证,得出巨野煤田是优质动力用煤和炼焦用煤的结论,可以用来制备水煤浆,用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品,用作焦化原料等。[关键词]煤质分析;煤质特点;科学利用;评价1巨野煤田煤质分析煤的工业分析工业分析是确定煤组成最基本的方法。在指标中,灰分可近似代表煤中的矿物质,挥发分和固定碳可近似代表煤中的有机质。衡量煤灰分性能指标主要有灰分含量、灰分组成、煤灰熔融性(DT、ST、HT和FT)。其中煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要性能指标。一般以煤灰软化的温度(即灰熔点ST)作为衡量煤灰熔融性的指标。龙固矿钻孔煤样工业分析结果(表1)变形温度(DT)为煤灰锥体尖端开始弯曲或变圆时的温度;软化温度(ST)为煤灰锥体弯曲至锥尖触及底板变成球形时的温度;半球温度(HT)为灰锥形变至近似半球形,即高约等于底长的一半时的温度;流动温度(FT)为煤灰锥体完全熔化展开成高度< mm薄层时的温度。彭庄矿钻孔煤样工业分析结果(表2)2煤质特点及科学利用评价巨野煤田煤质特点由煤炭科学研究总院《巨野矿区煤质特征及菜加工利用途径评价》可以看出巨野煤田煤质有如下特点:①灰分含量低,属于中、低灰煤层。②挥发分含量高,各煤层原煤的挥发分含量在33%以上,且差异不大,均属于高挥发分煤种。③磷含量特低;硫分含量上低下高。④干燥基低位热值高。各层煤的都比较高,且随原煤灰分的降低而升高。⑤粘结指数、胶质层厚度和焦油产率均较高。⑥碳、氢含量较高。碳含量在~之间,氢含量在~之间,C/H比值<16。⑦灰熔点上高下低。成浆性实验评价2008年1月,华东理工大学对巨野煤田龙固矿(1#)、赵楼矿(2#)和彭庄矿(3#)原煤进行成浆性实验及评价。成浆浓度实验成浆浓度是指剪切速率100 s-1,粘度为1 000 mPa·s,水煤浆能达到的浓度。采用双峰级配制浆,粗颗粒与细颗粒质量比为3∶7;选取腐殖酸盐作为添加剂,用量为煤粉质量的1%。制成一系列浓度的水煤浆,测量其流动性,观察水煤浆的表观粘度随成浆浓度上升的变化规律,结果如表10所示。由表10看出,随着煤浆浓度增大,煤浆表观粘度也明显升高。本实验3种煤样成浆浓度分别为龙固矿66%(wt);赵楼矿67%(wt);彭庄矿68%(wt)。流变性实验水煤浆流变特性是指受外力作用发生流动与变形的特性。良好的流变性和流动性是气化水煤浆的重要指标之一。将实验用煤制成适宜浓度的水煤浆,然后用NXS-4 C型水煤浆粘度计测定其粘度。将水煤浆的表观粘度随剪切变化的规律绘制成曲线,观察水煤浆的流变特性,见表11。从表11可以看出,3种煤制成的水煤浆中,随着剪切速率增大,表观粘度都随之降低,均表现出一定的屈服假塑性。屈服假塑性有利于气化水煤浆的储存、泵送和雾化。实验结论煤粉粗粒度(40~200目)和细颗粒(<200目)质量比为3∶7,腐殖酸盐作为添加剂,添加量为煤粉质量的1%时,龙固矿煤浆浓度为66%(wt)、赵楼矿煤浆浓度为67%(wt)、彭庄矿煤浆浓度为68%(wt),满足加压气流床水煤浆气化技术对水煤浆浓度的要求。原料煤的应用适合于制备水煤浆水煤浆不但是煤替代重油的首选燃料,而且是加压气流床水煤浆气化制备合成气的重要原料。同时它又是一种很有前途的清洁工业燃料。实践上,华东理工大学“巨野煤田原煤成浆性实验评价报告”表明:巨野煤田各矿井原料煤均适合于制备高浓度稳定水煤浆。用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品巨野煤田原煤属于高发热量的煤种(弹筒热平均值在28~31 MJ/kg之间),该煤有利于降低氧气和能量消耗,并能提高气化产率;因灰熔点较高(>1 300℃),有利于固态排渣。根据鞍钢和武钢分别使用双鸭山和平项山1/3焦煤作高炉喷吹的经验,巨野煤田的1/3焦煤与双鸭山和平顶山1/3焦煤一样成浆性较好,其1/3焦煤洗精煤可以制成水煤浆,作为德士古(Texaco)水煤浆气化炉高炉喷吹用原料。煤气化得到的合成气既可通过变换用于合成氨/尿素,又可经净化脱硫合成甲醇或二甲醚。以甲醇为基础可进一步合成其他约120余种化工产品。另外,还可利用甲醇制备醇醚燃料及合成液体烃燃料等。用作焦化原料焦化用于生产冶金焦、化工焦,其副产焦炉煤气可用于合成甲醇或合成氨,副产煤焦油进行分离和深加工后可得到一系列化工原料及化工产品。由表12看出,巨野煤田大槽煤经过洗选以后,可以供将来的400万t/a焦化厂或者上海宝钢等大型钢铁企业生产I级焦炭时作配煤炼焦使用;灰分≤的8级精煤(2#),也可供华东地区的中小型焦化企业生产2级和3级冶金焦的配煤炼焦使用。此外,该煤也可以单独炼焦,但所生产焦炭的孔隙率偏高,最好进行配煤炼焦。远景目标———煤制油煤直接液化可得到汽油、煤油等多种产品。巨野煤田的大部分煤层均为富油煤,尤其是15煤层平均焦油产率>12%,属高油煤;根据元素分析计算的碳氢比各煤层均<16%;大部分煤层挥发分>35%的气煤和气肥煤通过洗选后的精煤挥发分>37%,而其灰分<10%。因此,巨野煤田的煤炭都是较好的液化用原料煤。煤间接液化可制取液体烃类。煤经气化后,合成气通过F-T合成,可以制取液体烃类,如汽油、柴油、石腊等化工产品及化工原料。3结语综上所述,巨野煤田第三煤层大槽煤属于低灰、低硫、低磷、结焦性好、挥发分高、发热量高的煤炭资源,其中的气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、天然焦等是国内紧缺的煤种,它们的洗精煤不仅可作为炼焦用煤、动力用煤,而且是制备水煤浆和高炉喷吹气化的重要原料。因此,菏泽大力发展煤气化合成氨和甲醇并拉长产业链搞深度加工是必然的正确选择。
弗里茨·哈伯(Fritz Haber,1868年12月9日-1934年1月29日),德国化学家,出生在德国西里西亚布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫)的一个犹太人家庭。从小就对化学工业有极浓厚的兴趣。高中毕业后,哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上大学。上学期间,他还在几个工厂中实习,得到了许多实践的经验。他喜爱德国农业化学之父李比希的伟大职业——化学工业。读大学期间,哈伯在柏林大学霍夫曼教授的指导下,写了一篇关于有机化学的论文,并因此获得博士学位。1904年,哈伯在两位企业家答应给予大力支持开始研究合成氨的工业化生产,并于1909年获得成功,成为第一个从空气中制造出氨的科学家。使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展。哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。为表彰哈伯的这一贡献,瑞典皇家科学院把1918年的诺贝尔化学奖颁给了哈伯。由于在第一次世界大战中,哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气,并使用于战争之中,造成近百万人伤亡。虽然按照他自己的说法,这是“为了尽早结束战争”,但哈伯这一行径,仍然遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责,哈伯的妻子伊美娃也以自杀的方式以示抗议。一战结束后,哈伯又做了从海水中提取黄金的试验,但最后宣告失败。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化学研究所任职。1934年1月29日哈伯因突发心脏病逝世于瑞士的巴塞尔。
煤的工业分析也称煤的实用分析、近似分析或技术分析,包括煤的外在水分、内在水分、全水分、分析煤样水分、灰分、挥发分、固定碳、全硫和各种硫及发热量等项目。作为校正挥发分、发热量和元素成分碳含量等需用的,碳酸盐中二氧化碳含量也属工业分析范围。一般把煤的水分、灰分、挥发分和固定碳称作煤的半工业分析,如包括硫分和发热量等分析项目,就称作煤的全工业分析。煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目,因此凡是以煤为原料或燃料的工业部门都需要进行煤的工业分析。煤质分析化验分为两类,一类是测定煤所固有的成分如碳、氢、氧、氮等,称为元素分析,其测定结果是作为对煤进行科学分类的主要依据,在生产上,是计算发热量、热平衡、物料平衡的依据;另一类是在人为规定的条件下,(鹤壁市华诺电子科技有限公司)根据技术需要测定煤经转化生成的物质或呈现的性质如灰分、挥发分等,称作技术分, 根据水分、灰分、挥发分和固定碳含量四项基本测定结果,对煤中有机质、无机质的含量、性质等有了初步了解,并可初步判断煤的种类、加工利用效果及工业用途等。煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目。
生产能力和产量:合成氨是化学工业中产量很大的化工产品。消费和用途:合成氨主要消费部门为化肥工业,用于其他领域的(主要是高分子化工、火炸药工业等)非化肥用氨,统称为工业用氨。原料:合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。生产方法:生产合成氨的方法主要区别在原料气的制造,其中最广泛采用的为蒸汽转化法和部分氧化法(见合成氨原料气)。
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1.合成氨的工艺流程 (1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化 对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下: CO+H2OH→2+CO2 = 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ② 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA法等。 4 ③ 气体精制过程 经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的最终净化,即精制过程。 目前在工业生产中,最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下: CO+3H2→CH4+H2O = 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O = 0298HΔ (3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下: N2+3H2→2NH3(g) =