煤的直接液化方程式
河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习课件：第11章+第2节资源综合利用+环境保护
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化学
4．合成有机高分子材料
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化学
(2)加聚反应 合成聚乙烯的化学方程式：
催化剂 _______________________________________ 其中 nCH2===CH2 ――→ CH2—CH2
CH2===CH2 为单体，—CH2—CH2—为______ ________________ 链节 ， 聚合度 。 n为__________
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分馏
石 油 综 合 利 用
裂化
在一定条件下，把相对 重油、石 分子质量大、沸点高的 蜡 烃断裂为相对分子质量 小、沸点低的烃 石油分馏 产品(包 括石油 气)
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(裂解深 度裂化)
在高温下，使具有长链 分子的烃断裂成各种短 链的气态烃和少量液态 烃
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化学 二、煤的综合利用
副产品或废物，实现或接近废物的“零排放”过程。化学工艺
过程中使用无毒无害原料、溶剂和催化剂。关于“绿色化学” 的具体要求如下：
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化学
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化学
2．可持续发展、环境保护与绿色化学二者的关系。 环境保护是可持续发展的一个重要方面，绿色化学能从根 本上为环境保护和可持续发展提供一步到位，一劳永逸的技术
碳的化合物；⑤碳氢化 合物；⑥含卤素化合
物；⑦放射性物质等
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化学
污染 类型 水污 染
主要污染物
防治方法
①重金属、酸、碱、盐等无 机物；②耗氧物质；③石油 和难降解的有机物；④洗涤 剂等
煤直接液化技术---
2019/11/24
煤直接液化
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1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
日本NEDOL烟煤直接液化技术： 该技术特点是反应温度455-465℃、压力为17-19MPa，
采用可弃性催化剂天然硫铁矿或人工合成铁化合物，供氢溶 剂单独加氢，固液分离也是采用真空蒸馏技术。
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神华320万吨/年的神华一期工程正在建设中，现已投产，中国已成 为现代煤直接液化技术工业化示范的第一家。今后将进行商业化大型 工业生产。
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煤直接液化
21
2 煤直接液化化学
2.1 煤加氢液化过程中的化学反应
一般认为，煤加氢液化过程中，氢不能直接与煤分子反应 使煤裂解，而是煤分子本身受热分解生成不稳定的自由基 裂解“碎片”，此时若有足够的氢，自由基就能得到饱和 而稳定下来，若氢不够，则自由基之间相互结合转变为不 溶性的焦。所以，在煤的初级液化阶段，煤有机质热解和 供氢是两个十分重要的反应。
单台反应器直径为1m，高18m 操作压力分别为70.0MPa和32.5MPa两种 温度450-500 铁系催化剂
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煤直接液化
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1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
到20世纪70年代，受1973年和1979年两次世界石油危机 的影响，主要发达国家又重视煤炭直接液化的新技术开发：
在二次世界大战前后进行煤直接液化技术开发的国家还有英、 日本、法国和意大利。
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煤直接液化
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1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
到20世纪50年代初期，前苏联利用德国煤直接液化技术和 设备于安加尔斯克石油化工厂建成投产了11套煤直接液化 和煤焦油加氢装置：
煤的焦化、液化、气化
一、煤的焦化一、煤的焦化（一）煤炭焦化的定义煤炭焦化又称煤炭高温干馏。
以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。
（二）烟煤炼焦技术煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。
最终形成焦炭。
实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。
1、开燥脱吸阶段：120℃以前放出外在水分和内在水分，200℃以前析出吸附于煤孔隙中的气体。
2、热解开始阶段：这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300℃发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。
3、胶质体产生和固化阶段：大部分黏结性烟煤在350-450℃大量析出焦油和气体。
几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。
这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。
进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。
4、半焦收缩和焦炭形成：500℃左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。
温度继续升高，700℃之前，半焦内释放出的挥发物以H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。
700-950℃半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。
二、煤的气化（一）煤炭气化的定义煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
煤直接液化技术
1974-1981
250
1979-1983
600
1979-1982
200
1981-1987
GULF EXXOH
HRI
RAG/VEBA
日本
NEDOL
150
2019-2019
NEDO
英国
LSE
2.5
1988-1992
British Coal
俄罗斯 中国
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CT-5 神华
7.0 6 煤直接液化
煤直接液化
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1 煤直接液化技术沿革
1.2 国外煤炭直接液化技术沿革
国外发展趋势：
到20世纪80年代中期，各国开发的煤直接液化新工艺日趋成熟，有的 已完成5000t/d示范厂或23000t/d生产厂的概念设计，工业化发展势 头一度十分迅猛。
然而，就在此时，世界石油价格迅速下跌，而且至2019年还一直在低 位，使得那些煤液化计划不得不中断。
煤是非常复杂的有机物，在加氢液化过程中化学反应也及 其复杂，它是一系列顺序反应和平行反应的综合，可认为 发生下列四类化学反应。
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煤直接液化
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2 煤直接液化化学
2.1.1 煤的热解
煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，煤的化学结构 中键能最弱的部位开始断裂，呈自由基碎片：
煤
热裂解 自由基碎片∑R·
4
1 煤直接液化技术沿革
（2）煤炭间接液化
煤炭间接液化是首先将煤气化制合成气（CO ＋H2),合成气经净化、调整H2/CO比，再经过催 化合成为液体燃料。
优点:煤种适应性较宽，操作条件相对温和， 煤 灰等三废问题主要在气化过程中解决;
缺点:总效率比直接液化低。
《煤化工工艺学》——煤的直接液化
煤糊相加氢工艺流程
将煤、催化剂和循环油在球磨机内湿磨制成煤浆（煤糊）。 然后用高压泵输送并与氧气混合送入热交换器，与从热分离 器顶部出来的油气进行热交换，接着进入预热器和4个串联的反 应器。 反应后的物料先进入热分离器，分出气体和油蒸气，剩下重 质糊状物料。前者经过热交换器后再到冷分离器，分为气体和油。 气体的主要成分是H2，经洗涤后作为循环气再回到反应系统。 从冷分离器底部得到的油经蒸馏得到粗汽油、中油和重油。 重质糊状物料经离心过滤分为重质油和固体残渣，离心分离 重质油和蒸馏重油合并后作为循环油返回系统，用于调制煤糊。 固体残渣干馏可得到焦油和半焦。蒸馏得到的粗汽油和重油再进 入气相加氢系统。
当液化反应温度提高，裂解反应加剧时，需注意有相应的供 氢速度配合，否则会有结焦的危险。
-13- 2019年7月13日星期六
3. 脱杂原子的反应
（1） 脱氧反应： ① 氧的存在形式； ② 各基团脱除的难易程度； ③ 随氧脱除率的增加，油品产率增加，同时煤中总是 有40%的氧稳定存在。（图7-1）
（2）脱硫反应：含硫化合物转化为H2S。 （3）脱氮反应：比脱硫困难，含氮化合物转化为NH3。
1. 煤的热解
煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，就会发生一 系列复杂反应，析出煤气、热解水和焦油等产物，剩 下煤焦。
煤的热解温度范围较大 ，热解速度随温度的升高而加 快。
对褐煤和烟煤讲，煤裂解速度最快或胶质体生成量最 大的温度范围约在400～450℃，这与煤加氢液化的适 宜温度区间基本一致，这也说明热解是煤加氢的前提。
利用轻质溶剂在超临界条件下抽提可得到以重质油为 主的油类——抽提率不太高。
（2）浴剂加氢抽提液化法
煤的直接液化
第七章 煤的直接液化
7.1 煤炭液化意义 7.2 国内外煤液化技术发展 7.3 煤直接液化的原理 7.4 煤直接液化工艺 7.5 煤直接液化的反应器和催化剂 7.6 煤直接液化初级产品及提质加工 7.7 中国神华煤直接液化工艺
7.1 煤炭液化意义
煤液化—煤通过一系列化学加工过程、将煤中有机质转化 为液体燃料及其他化学品的过程，俗称“煤制油”。
• 8.按照有无退换的保留,买卖合同可以分为有退换保留的 买卖和无退还保留的买卖。后者如试用买卖。
• 9.按照是否采用竞争的方式,买卖合同可以分为自由买卖 和竞争买卖。
第二节 买卖合同的效力
一、出卖人的义务
• 出卖人基本的义务就是移转标的物所有权给买受方,并 且保证其所交付的标的物无瑕疵。
• 具体而言,包括以下方面:
一、出卖人的义务
• (二)瑕疵担保 • 2.物的瑕疵担保义务 • 物的瑕疵担保义务指出卖人就其所交付的标的物具备约
定或法定品质所负的担保义务。即出卖人须保证标的物 移转于买受人之后,不存在品质或使用价值降低、效用 减弱的瑕疵。
7.2 国内外煤液化技术发展概况
煤间接液化
南非Sasol MFT SMFT SMDS MTG
第三代煤直接
液化新工艺--德IG OR工艺、 美H-Coal工艺、 日本NEDOL 等。
7.2.1.1 国外煤液化发展
1973年之后各国煤直接液化技术开发情况
国别 工艺名称
美国
SRC1/2 EDS
H-Coal
德国
IGOR
PUROSOL
日本
英国 俄罗斯
中国
NEDOL
BCL
LSE CT-5 日本装置 德国装置 神华
煤直接液化的原理
煤直接液化的原理煤是一种非常重要的能源资源，但是其利用却面临着众多的问题，比如环保问题、安全问题等等，因此寻求一种更加高效、安全、环保的煤利用方式就成为了科研人员们努力追求的目标。
而煤直接液化技术就是其中的一种，其原理主要在于将煤中的含碳化合物通过一系列的反应转化成为液态燃料。
接下来，我们将从化学反应原理、反应过程和技术优势等多个方面，来详细阐述煤直接液化的原理。
一、化学反应原理煤直接液化的反应原理主要是在高温、高压、清氢气体的存在下，通过一系列的氢解、缩合、重排、酸碱催化等化学反应，将煤中的含碳化合物转化成为液态燃料。
其中，氢解反应主要是将煤中的大分子结构化合物，如芳香烃和萜烯等分解成为较小的分子。
缩合反应则将分解后的小分子进行加和生成大分子结构的化合物。
重排反应是将某些分子重排生成其他分子。
酸碱催化则能够加速这些反应的进行，提高反应产率。
通过这样的反应机理链式反应，一系列复杂的物质转化过程最终形成了液态燃料。
二、反应过程煤直接液化的反应过程也是非常复杂的，我们可以从以下几个方面来了解其反应机理。
首先是煤的预处理，需要利用一些化学和物理方法提高煤的反应性，增加煤的溶解度和可液化程度；其次是煤的低温热解，通过加热、残炭和气体析出等过程得到反应前体原料氢气，为后续高温反应提供所需氢源；最后是高温下的反应，主要反应环节包括聚合反应、缩合反应、重排反应等，其中还需要添加催化剂、表面活性剂、沉淀剂等辅助材料，以提高反应率和产品纯度。
三、技术优势相比其他煤气化技术，煤直接液化技术具有以下技术优势。
首先是化验条件温和，需要的反应温度不高，可以保证产物的品质和产率；其次是产物品质高，液化产物中不仅含有燃料成分，而且还含有化工原料成分，可以满足不同领域的需求；最后还可以与其他技术相互补充，如煤间接液化、煤气化、竞价等，可以形成一整套的煤转化技术链，提高能源产业可持续发展能力。
总之，煤直接液化技术的原理虽然看上去十分复杂，但却是一项十分有前途的技术，它不仅可以解决煤利用所面临的环保问题，而且还可以提高能源产业的生产效益。
高中化学第九章 有机化合物知识点总结
第九章有机化合物第一讲认识有机化合物——主要的烃考点1主要烃的结构和性质一、有机化合物1．有机化合物：是指含碳元素的化合物，但含碳化合物CO、CO2、碳酸及碳酸盐属于无机物。
2．烃：仅含有碳、氢两种元素的有机物。
3．烷烃：碳原子与碳原子以单键构成链状，碳的其余价键全部被氢原子饱和，这种烃称为饱和链烃，也称为烷烃。
二、甲烷、乙烯和苯的结构与物理性质比较三、甲烷、乙烯和苯的化学性质比较下面从几种常见的有机反应类型角度认识三种主要烃：1．取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
(1)甲烷与Cl2的取代反应(2)苯的取代反应(填化学方程式)2．加成反应有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
(1)乙烯的加成反应(填化学方程式)（2）苯的加成反应苯与H2发生加成反应的化学方程式3．加聚反应乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式为四、烷烃1．烷烃的结构与性质2.烷烃的习惯命名法(1)当碳原子数n≤10时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；当n＞10时，用汉字数字表示。
(2)当碳原子数n相同时，用正、异、新来区别。
例如：CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷，(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷，C(CH3)4称为新戊烷。
考点2同系物与同分异构体一、有机物中碳原子的成键特征1．碳原子的最外层有4个电子，可与其他原子形成4个共价键，而且碳碳原子之间也能相互形成共价键。
2．碳原子不仅可以形成单键，还可以形成双键或三键。
3．多个碳原子可以相互结合形成碳链，也可以形成碳环，碳链或碳环上还可以连有支链。
二、同系物1．定义：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
2．烷烃同系物：分子式都符合C n H2n＋2(n≥1)，如CH4、CH3CH3、互为同系物。
3．同系物的化学性质相似，物理性质呈现一定的递变规律。
三、同分异构体1．概念：具有相同的分子式，不同结构的化合物互称为同分异构体。
化学必修二第四章全章学案及单元测试
第四章第一节第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时知识点一、金属的冶炼(1)热分解法对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,2HgO=2Hg+O2↑Ag2O=(2)热还原法在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe2O3+CO 高温WO3+H2高温（湿法炼铜）Fe+CuSO4= Fe2O3+Al高温【演示实验】课本P81实验4-1镁条的作用：氯酸钾的作用：现象：结论：化学方程式：铝热剂：应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点金属(3)电解法活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如: NaCl（熔融）电解4NaOH（熔融）电解4Na+O2+2H2OMgCl2（熔融）电解Al2O3电解[思考] 工业上制备金属铝，采用电解熔融的Al2O3（加冰晶石时）而不电解熔融的AlCl3；工业上制备金属镁，则采用电解熔融的MgCl2，而不电解MgO的原因？[归纳小结]结论：金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag例题：冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl•MgCl2•6H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（）A．（Ⅰ）用①B．（Ⅱ）用②C．（Ⅲ）用③D．（Ⅳ）用④巩固练习1．我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。
我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（）A、FeB、CuC、AgD、Hg2．在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（）A、Na Mg AlB、Na K Zn FeC、Zn Fe Cu AgD、Mg Al Zn Fe_____________ ________________ ________3．下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（）A、加热Al2O3B、加热CaCO3C、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热4．铝能用于冶炼难熔的金属（如：钒、铬、锰等），这是因为铝具有什么性质（）A、金属性和非金属性B、导电性C、熔点低D、还原性，在冶炼反应中放出大量热5．下列金属冶炼的反应原理，错误的是（）A、2NaCl（熔融）电解2 Na+Cl2↑B、MgO+H2高温Mg+H2OC、Fe3O4+4CO 高温3Fe+4CO2D、2HgO高温2Hg+O2↑6．.石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。
第11-14讲煤直接液化技术
5
1 煤直接液化技术沿革
(3) 煤炭液化的意义
煤炭的液化过程可以脱除煤中硫、氮等污染大 气的元素以及灰分等，获得的液体产品是优质洁 净的液体燃料和化学品。因此，煤炭液化将是中 国洁净煤技术和煤代油战略的重要、有效和可行 的途径之一。
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煤直接液化
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1 煤直接液化技术沿革
（4）煤与液体油的差异
随温度升高，煤中一些键能较弱和较高的部位也相继断 裂，呈自由基碎片。
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煤直接液化
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2 煤直接液化化学
2.1.2 对自由基“碎片”的供氢
煤热解产生的自由基碎片是不稳定的，它只有与氢结合 后才能变得稳定，成为分子量比原料煤要低得多的初级加 氢产物，其反应为：
∑R·＋H
∑RH
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1 煤直接液化技术沿革
（2）煤炭间接液化
煤炭间接液化是首先将煤气化制合成气（CO ＋H2),合成气经净化、调整H2/CO比，再经过催 化合成为液体燃料。
➢ 优点:煤种适应性较宽，操作条件相对温和， 煤 灰等三废问题主要在气化过程中解决;
➢ 缺点:总效率比直接液化低。
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煤直接液化
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2 煤直接液二化.化学煤直接液化技术
2.1.2 对自由基“碎片”的供氢
供给自由基的氢源主要来自以下几个方面： （1）溶解于溶剂油中的氢在催化剂的作用下变为 活性氢； （2）溶剂油可供给的或传递的氢； （3）煤本身可供应的氢； （4）化学反应生成的氢。
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250
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煤的直接液化方程式
煤的直接液化是一种将煤炭转化为液体燃料的过程。
煤炭是一种化石燃料，主要由碳、氢、氧和少量杂质组成。
直接液化是通过在高温高压下，将煤炭与氢气反应，将其转化为液体燃料。
这个过程通常需要使用催化剂来促进反应，并在适当的条件下进行。
煤的直接液化过程可以用以下方程式来描述：
C + H2 → CH4
这个方程式表示了煤与氢气反应生成甲烷的过程。
在直接液化过程中，煤中的碳与氢气发生反应，生成甲烷。
甲烷是一种主要成分为碳和氢的气体燃料，也是天然气的主要成分。
煤的直接液化过程还涉及到其他一些反应，如：
C + 2H2 → CH4
这个方程式表示了煤与氢气反应生成甲烷的过程。
在这个反应中，煤中的碳与氢气发生反应，生成甲烷。
这个反应也是煤的直接液化过程中的重要反应之一。
除了生成甲烷，煤的直接液化过程还会产生其他液体燃料，如乙烷、丙烷等。
这些液体燃料可以用以下方程式来描述：
C + 3H2 → C2H6
C + 4H2 → C3H8
这些方程式表示了煤与氢气反应生成乙烷和丙烷的过程。
在这些反应中，煤中的碳与氢气发生反应，生成乙烷和丙烷。
这些液体燃料在煤的直接液化过程中也起到了重要的作用。
除了上述的方程式，煤的直接液化过程还涉及到一些其他的反应，如裂解、气化等。
这些反应会产生一些副产物，如氨、硫化氢等。
为了减少这些副产物的生成，通常会在直接液化过程中加入催化剂，并控制反应的温度和压力等条件。
总结起来，煤的直接液化是一种将煤炭转化为液体燃料的过程，通过在高温高压下，将煤炭与氢气反应，生成液体燃料。
这个过程涉及到多种反应，如生成甲烷、乙烷、丙烷等。
为了提高反应效率和减少副产物的生成，通常会在过程中加入催化剂，并控制适当的条件。
煤的直接液化可以有效地利用煤炭资源，并减少对传统石油资源的依赖，具有重要的意义和应用前景。