煤化工工艺学复习题(2)
煤化工工艺学复习题(2) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1. 低温干馏煤焦油成分：黑褐色液体，密度小于1g/cm3,含酚类、有机碱、烷烃、烯烃、
环烷烃、中性含氧化合物、中性含氮化合物、沥青。
2. 低温干馏主要炉型：立式炉、水平炉、斜炉和转炉。
3. 新发干馏：固体热载体法，采用此法进行煤干馏，加热速度快，载体与干馏气态产物分
离容易，单元设备生产能力大，焦油产率高，煤气热值高，适合煤粉干馏。
4. 焦炭用途：炼铁
5. 炼焦的焦油和氨水分离的理由：①氨水循环回到集气管进行喷洒冷却，它应不含有焦油
和固体颗粒物，否则堵塞喷嘴使喷洒困难。②焦油需要精制加工，其中如果含有少量水将增大耗热量和冷却水用量。此外，有水汽存在于设备中，会增大设备容积，阻力增大。氨水中溶有盐，当加热高于250℃，将分解析出HCl和SO3，导致焦油精制车间设备腐蚀。③焦油中含有固体颗粒，是焦油灰分的主要来源，而焦油高沸点馏分即沥青的质量，主要有、由灰分含量来评价。焦油中含有焦油渣，在导管和设备中逐渐沉积，破坏正常操作。固体颗粒容易形成稳定的油与水的乳化液。
6. 炼焦产品（氨必须回收的原因）：排入大气造成污染、加剧腐蚀、在燃烧时生成有毒有
腐蚀性的氧化氮、在粗苯回收中妨碍油水分离
7. 炼焦产品（氨和吡啶回收原理）：氨和吡啶溶于水，可以用水洗回收。氨和吡啶是碱性
的，能溶于酸中。
8. 粗苯：脱氨后得焦炉煤气中含有苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。
9. （吸油吸收法）粗苯回收原理：吸收煤气中的粗苯可用焦油洗油，也可用石油的轻柴油
馏分。焦油有良好的吸收粗苯能力。
10. 粗苯精制目的：得到苯、甲苯、二甲苯的产品，宝贵的基本有机化工原料。
11. 粗苯组成和苯的用途：粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源，还含有不饱和化合物，
硫化物，饱和烃等。用途：是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及燃料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。
1. 煤化工的范畴：煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品等。
2. 煤干馏定义：煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，称
为煤干馏（或称炼焦、焦化）。
煤干馏分类：按加热终温的不同，可分为三种:500～600℃为低温干馏、700～900℃为中干馏、900～1100℃为高温干馏。
3. 低温干馏煤焦油成分：黑褐色液体，密度小于1g/cm3,含酚类、有机碱、烷烃、烯烃、
环烷烃、中性含氧化合物、中性含氮化合物、沥青。
4. 干馏产品影响因素：原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力。
5. 低温干馏主要炉型：立式炉、水平炉、斜炉和转炉。
6. 新发干馏：固体热载体法，采用此法进行煤干馏，加热速度快，载体与干馏气态产物分
离容易，单元设备生产能力大，焦油产率高，煤气热值高，适合煤粉干馏。7. 煤的成焦过程包括哪些阶段：煤的干燥预热阶段、胶质体形成阶段、半焦形成阶段和焦
炭形成阶段。
8. 配煤的目的和意义：从前，炼焦只用单种焦煤，由于炼焦工业的发展，焦煤的储量开始
感到不足。而且还存在着煤炼的焦饼收缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力很大，容易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。为了克服这些缺点，采用了多种煤的配煤炼焦。意义：配煤炼焦扩大了炼焦煤资源，降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，并可提高化学产品产率。配煤炼焦可以少用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国家资源不但利用合理，而且还能获得优质产品。
9. 炼焦用煤：主要由焦煤JM、肥煤FM、气煤QM、和瘦煤SM以及过渡性牌号煤类构成。 10. 焦炭用途：炼铁
11. 炼焦新技术：增大焦炉容积。
12. 粗煤气：炼焦过程析出的挥发性产物，简称粗煤气。
13. 炼焦的焦油和氨水分离的理由：①氨水循环回到集气管进行喷洒冷却，它应不含有焦油
和固体颗粒物，否则堵塞喷嘴使喷洒困难。②焦油需要精制加工，其中如果含有少量水将增大耗热量和冷却水用量。此外，有水汽存在于设备中，会增大设备容积，阻力增大。氨水中溶有盐，当加热高于250℃，将分解析出HCl和
SO3，导致焦油精制车间设备腐蚀。③焦油中含有固体颗粒，是焦油灰分的主要来源，而焦油高沸点馏分即沥青的质量，主要有、由灰分含量来评价。焦油中含有焦油渣，在导管和设备中逐渐沉积，破坏正常操作。固体颗粒容易形成稳定的油与水的乳化液。 14. 炼焦产品（氨必须回收的原因）：排入大气造成污染、加剧腐蚀、在燃烧时生成有毒有
腐蚀性的氧化氮、在粗苯回收中妨碍油水分离 15. 炼焦产品（氨和吡啶回收原理）：氨和吡啶溶于水，可以用水洗回收。氨和吡啶是碱性
的，能溶于酸中。
16. 粗苯：脱氨后得焦炉煤气中含有苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。
17. （吸油吸收法）粗苯回收原理：吸收煤气中的粗苯可用焦油洗油，也可用石油的轻柴油
馏分。焦油有良好的吸收粗苯能力。
18. 粗苯精制目的：得到苯、甲苯、二甲苯的产品，宝贵的基本有机化工原料。 19. 粗苯组成和苯的用途：粗苯中主要成分是苯，是纯苯的主要来源，还含有不饱和化合物，
硫化物，饱和烃等。用途：是有机合成的基础原料，可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯等，进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及燃料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。
19. 粗苯精制流程包括：初步精馏、化学精馏、最终精馏。
20. 煤气化，气化产品：煤气化过程是一个热化学过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气、
水蒸气或氢气等做气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。气化时所得的可燃气体称为气化煤气，其有效成分包括一氧化碳、氢气及甲烷等。
21. 煤气化类型：自热式煤的水蒸气气化、外热式煤的水蒸气气化、煤的加氢气化、煤的水
蒸气气化和加氢气化相结合制造代用天然气、煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气。
22. 气化基本化学反应：C+O2、C+H2O、C+CO2、C+H2、H2+O、CO+O2、
CO+H2O、CO+H2
23. 煤气化气固反应器类型之床层：固定床、流化床、气流床
24. 气化效率：单位质量气化原料的化学热转化为所产生的煤气化学热的比例。
25. 容积气化强度（qm/vR）：d单位气化反应器的生产能力
26. 气化用煤的性质包括：水分、挥发性、粘结性、固定碳、反应性、灰分、煤的热稳定性、
煤的机械强度、粒度。
27. 煤的反应活性：第一，当制造合成天然气时，是否有利于CH4的生成：第二，反应性好
的原料，借助于水蒸气在更低的温度下尚进行反应，同时还进行CH4生成的放热反应，可减少氧的消耗：第三，当使用具有相同灰熔点而反应活性较高的原料时，由于气化反应可在较低的温度下进行，使得较易避免结扎渣现象。28. 发生炉煤气（空气煤气）：以煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气作为气化剂通入发生炉
内制得的煤气成为发生炉煤气。
29. 理想气化过程的理想情况：理想的制取发生炉煤气的过程应是在气化炉内实现碳与氧气
所生成的二氧化碳全部还原为一氧化碳，这事，过程所释放的热量，正好全部供给给碳与水蒸气的分解过程。
30. 水煤气：是炽热的碳与水蒸气反应所生成的煤气，燃烧时火眼呈蓝色，又称为蓝色、水
煤气。提供水蒸气分解所需热量的方法：外部加热法、热载体法、用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法、用水蒸气和空气为气化剂的间歇气化法。后两种较普遍
31. 常压流化床气化原理：采用0-10mm的小颗粒煤作为气化原料，气化剂同时作为流化介
质，通过气化炉内的气体分布板自下而上经过床层，控制气化剂流速，使床内的原料煤全部处于流化状态，煤料在剧烈的搅拌和返混中，煤粒和气化剂充分
接触，进行着化学反应和热量传递。利用碳燃烧放出的热量，提供给煤粒进行干燥、干馏和气化。
32. 温克勒气化工艺流程：原料的预处理、气化、粗煤气的显热回收、煤气的除尘和冷却。
33. 气流床气化法基本原理：炉内反应基本上与流化床内的反应类似，但其对熔渣-温度特
性有一定要求。
34. 气流床气化法主要特征：气化温度高、煤种适应性强、煤气中不含焦油、需设置较庞大
的磨粉、余热回收、除尘的辅助装置。
35. 什么是煤间接液化：煤气化产生合成气，再以合成气为原料合成液体燃料或化学产品，
此过程称为煤的间接液化。
36. 什么是费托（F-T）合成：是以合成气为原料，生产各种烃类以及含氧化合物，是煤液
化的主要方法之一。它可得到哪些产品：气体和液体燃料，以及石蜡、乙醇、丙酮和基本有机化工原料，如乙烯、丙烯、丁烯和高级烯烃等。
37. F-T合成的化学反应：基本化学反应是由一氧化碳加氢生成饱和烃和不饱和烃，反应式：
nCO+ 2nH2→（-CH2-）n+ nH2O △H=-158KJ/mol（CH2） (250℃)
38. F-T合成反应器：固定床反应器、气流床反应器、浆态床反应器
39. 甲醇用途：它是生产塑料、合成橡胶、合成纤维、农药和医药的原料。
40. 甲醇合成反应：CO+2H2≒CH3OH △H=-90.84KJ/mol（25℃）反应物中有CO2时还发生
CO2+3H2≒ CH3OH+H2O △H=--49.57KJ/mol（25℃）
41. 甲醇合成反应器：冷激式绝热反应器、管壳式等温反应器、浆态床反应器
42. 现在合成甲醇的三大缺点：①.由于受到反应温度下热力学平衡的限制，单程转化率低，
在合成塔出口产物中甲醇含量极少能超过7%，因此不得不使用多次循环，这就大大增加了合成气制造工序的投资和合成气成本。②.ICI等方法要求原料中必须有5%CO2，从而产生了有害的杂质—水，为了使甲醇产品符合燃料及下游化工产品的要求，不得不进行能耗很高的甲醇-水分离。③ICI等传统方法的合成气净化成本很高。
43. 甲醇作为燃料的一些缺陷：甲醇能量密度低，溶水能力大，单位容积甲醇能量只相当于
汽油的50%，故其装载、储存和运输容量都要加倍：甲醇作为燃料应用时，能从空气中吸收水分，再储存时会导致醇水互溶的液相由燃料中分出，致使发动机停止工作；此外，甲醇对金属有腐蚀作用，对橡胶有溶浸作用以及对人体有毒害作用。甲醇用为燃料的有效方法之一是将其转化成：汽油
44. 甲醇转化汽油总反应：简化看成是甲醇脱水，反应式：n CH3OH→（CH2）n+nH2O 反应机
理：2 CH3OH≒CH3OCH3+ H2O≒轻质烯烃类+水≒脂肪烃+环烷烃+芳香烃
45. 甲醇转化汽油反应器：固定床式反应器、流化床式反应器
46. 甲醇利用的方法有：甲醇燃料、甲醇制烯烃
47. 煤制乙酐化学反应：C+H2O→CO+H2、CO+2H2→CH3OH、CH3OH+ CH3COOH →CH3COOCH3+H2O、
CH3COOCH3+CO→(CH3CO)2O、(CH3CO)2O+纤维素→乙酸纤维+CH3COOH 48．举例说明四种床层气化炉的气化过程特征和对煤种的要求。
①固定床(移动床)气化炉原料：6~50㎜块煤或者煤焦
加料方式：上部加料排灰方式：固态或者液态灰渣和煤气出口温度：不高炉内情况:煤焦与产生的煤气气化剂与灰渣都进行逆向热交换煤种要求一般使用块煤或煤焦为原料，筛分范围为6~50mm 对细料或粘结性燃料则需进行专门处理。
②流化床气化炉
煤种要求：煤料粒度3~5mm 加料方式：上部加料排灰方式：固态排渣灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:悬浮沸腾
③气流床气化炉原料（煤料粒度）：粉煤（７０％以上通过２００目）加料方式：下部与气化剂并流加料排灰方式：液态排渣灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:煤与气化剂在高温火焰中反应
④熔池气化炉
气－固－液三相反应气化炉原料（煤料粒度）：６㎜以下直至煤粉所有范围的煤粒加料方式：燃料与气化剂并流加入排灰方式：液态灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤
50.粗苯精制原理：利用各成分间的沸点差别（即挥发度不同）进行精馏。
51轻苯加氢精制三种主要方法
①鲁奇法
②K.K法
③莱托法（Litol法）。采用三氧化二铬为催化剂，反应温度600～650℃，压力
6.0MPa。由于苯的同系物加氢脱烷基转化为苯，苯的收率达114％以上，可制得合成用苯，纯度99.9％。【Litol法加氢主要发生加氢脱硫、加氢裂解和加氢脱烷基反应。 Litol法加氢油组成主要是苯，甲苯和二甲苯类物质很少。】52.配煤的意义；降低煤料的膨胀压力，增加收缩，利于推焦，提高化学产品产率
53.干法熄焦：利用惰性气体将赤热焦炭冷却，得到的热惰性气体加热锅炉发生蒸汽，降了温的惰性气体，再循环使用
54.干法熄焦的优缺点；优点：（1）提高热效率（2）回收热能且焦炭质量高（3）无污水及有害气体。缺点：装置复杂，技术要求高，基建投资大，操作耗电多
55.煤气脱焦油雾的目的：脱除焦油蒸汽。设备：电补焦油器。