煤高温干馏化学产品介绍
煤的干馏和煤的气化的定义
煤的干馏和煤的气化的定义煤是一种重要的能源资源，其利用方式多种多样。
其中，煤的干馏和煤的气化是两种常见的煤化学转化过程。
它们通过不同的方法将煤转化为有用的化学产品或能源。
下面将对这两种过程进行详细的介绍。
一、煤的干馏煤的干馏是指在无氧或低氧条件下，通过加热煤来分解其组成部分，从而得到气体、液体和固体产物的过程。
干馏可以利用煤中的不同组分沸点的差异，将煤转化为不同的产物。
这些产物包括焦炭、焦油和煤气。
1. 焦炭：干馏过程中，煤中的挥发分会被释放出来，而固定碳则会残留下来形成焦炭。
焦炭是一种高热值的固体燃料，广泛用于冶金、化工等工业领域。
2. 焦油：干馏过程中，煤中的挥发分会凝结成液体，形成焦油。
焦油是一种含有多种有机化合物的复杂混合物，可以用于生产沥青、油漆、染料等。
3. 煤气：干馏过程中，煤中的挥发分会以气体形式释放出来，形成煤气。
煤气主要由一氧化碳、氢气和甲烷等组成，是一种重要的化工原料和能源。
二、煤的气化煤的气化是指在高温和一定氧化条件下，将煤转化为气体燃料的过程。
气化过程可以将煤中的碳组分转化为一氧化碳和氢气等气体产物。
这些气体可以用于发电、制造化学品等领域。
煤的气化可以分为两种类型：水煤气化和干燥煤气化。
1. 水煤气化：水煤气化是指在一定温度和压力下，将煤与水蒸汽反应，生成一氧化碳和氢气的过程。
这种气化方式广泛应用于煤炭化工和煤炭发电等领域。
2. 干燥煤气化：干燥煤气化是指在无水蒸汽存在的条件下，通过高温反应将煤转化为一氧化碳和氢气的过程。
干燥煤气化可以通过煤的内部加热或外部加热进行。
煤的气化可以将煤中的有机质转化为可再生的气体燃料，具有高效率、低污染和多样化利用等优点。
它被广泛应用于能源转换和化学工业等领域。
煤的干馏和煤的气化是两种煤化学转化过程，它们通过不同的方法将煤转化为有用的化学产品或能源。
这些过程的应用为我们提供了丰富的能源资源和化学原料，对于推动经济发展和改善生活质量具有重要意义。
石油的分馏煤的干馏知识点
石油的分馏煤的干馏知识点一、知识概述1. 石油的分馏①基本定义：石油分馏就是根据石油中各种烃类的沸点不同，把它们按照沸点从低到高的顺序分离出来的过程。
简单说呢，就像把不同沸点的东西分开，沸点低的先出来，沸点高的后出来，这样就得到不同的油类产品了。
②重要程度：在化学工业中这可是非常重要的，从石油分馏能够得到很多我们日常生活以及工业生产用到的东西，这些东西为汽车、飞机等提供能源，还能用来制造化工产品的原材料。
③前置知识：要先了解石油是由很多种烃组成的混合物，还得知道什么是沸点这个物理概念。
④应用价值：比如说汽车用的汽油、柴油就是石油分馏得到的产品。
我们每天开车出门能够顺利进行，多亏了石油分馏啊。
2. 煤的干馏①基本定义：煤的干馏就是把煤隔绝空气加强热，让煤发生复杂的化学变化从而得到多种产品的过程。
就好比是在密封环境里给煤进行一场特别的“烧烤”，烤完得到各种新东西。
②重要程度：煤干馏后的产品在工业、生活中用途很多，比如焦炭可用于钢铁冶炼，焦炉煤气可作燃料。
是煤炭资源综合利用的一种重要方式。
③前置知识：需要知道煤是一种复杂的混合物，它主要含有碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
也要知道一些基本的化学变化概念。
④应用价值：在钢铁厂，用从煤干馏得到的焦炭来炼铁，焦炭作还原剂还可提供热量，是钢铁生产不可或缺的原料。
二、知识体系1. 知识图谱①石油的分馏：在有机化学工业知识体系里，石油分馏处于将石油转化为多种产品初级的、关键的一步。
是石油炼制这一板块中的重要部分。
②煤的干馏：煤的干馏在煤化工知识体系中是重要起始过程，可以连接后续很多煤产品深加工的知识。
2. 关联知识①石油的分馏：和石油的裂化、裂解这些知识点有关。
分馏得到的一些产品如果想进一步变成更有用的东西，就会用到裂化、裂解。
比如说分馏得到的重油，裂化能让它变成轻质油。
②煤的干馏：与煤的气化、液化有关。
干馏得到焦炭、煤气等产品，煤气进一步反应能进行煤的气化、液化。
高中化学 第三章 第二节 煤的干馏 苯1
班级姓名组别【学习目标】1.了解煤的干馏，了解苯的结构及物理性质2.掌握苯的化学性质3.掌握苯的同系物的性质【课前预习】一、煤的干馏1.煤的成分：煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的，从元素组成来看，主要含有等元素，还含有少量的氮、硫、氧等元素；混合物里的无机化合物主要含硅、铝、钙、铁等元素。
2.煤的干馏（1）定义：将煤隔绝空气加强热使其分解，叫做煤的干馏。
（2）煤的干馏的产品有：焦炉气（包括：、、、四种气体）、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭。
（3）煤的干馏的目的：解决燃煤污染、提高燃煤效率，从煤中提取有关物质并将其转化成有价值的化工原料。
二、苯1.物理性质苯是一种_ ___色、________味、有毒的液体，密度比水_____，难溶于水；沸点比水低，熔点为5.5℃，当温度低于5.5℃时，苯就会凝结成无色的晶体。
苯的用途：苯是一种重要的有机化工原料，广泛用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等；另外，苯也常用作有机溶剂。
2.苯的分子结构分子式：____________ 结构式：_____________ 结构简式：____________实验证明，苯分子里不存在一般的碳碳双键，其中的6个碳原子之间的键_____________，是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键，苯分子的空间构型为________________分子中的6个碳原子和6个氢原子都在。
键角120°3. 苯的化学性质（1）氧化反应燃烧的方程式现象：（2）取代反应硝化反应方程式：【注】硝基苯是一种带有苦杏仁味的无色油状液体，密度大于水，有毒。
（3）加成反应：特定条件下，和氢气的加成方程式：班级姓名组别编写:陈淑丽审核：马洪田时间：2011-5-8【预习检测】1.下列说法正确的是( )A.把煤加强热使之分解的过程叫干馏B.煤的干馏属于化学变化C.煤是主要成分是各种碳单质的混合物D.石油炼制的分馏、裂化、裂解都属于化学变化2.下列各组物质能使酸性高锰酸钾溶液退色的是（）A.乙烷B.甲烷C.苯D.乙烯3..下列说法不正确的是（）A.苯不溶于水且比水轻B.苯具有特殊的香味，可作香料C.用冷水冷却苯，可凝结成无色晶体D.苯属于一种烃【探究一】1、干馏与蒸馏的区别2、现有酒精、苯、四氯化碳三种无色透明的液体（只有水和试管、滴管等仪器）。
煤的干馏苯
1、煤干馏：煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气，焦油，粗苯和焦炭的过程，（炼焦，焦化）2 、煤干馏原理：煤干馏过程，主要经历如下变化：T>100℃时，煤中的水分蒸发出T>200℃以上时，煤中结合水释出；T>350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体t>400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；t>450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；t>550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物，半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；t>800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
一次热分解发生二次热分解，二次热分解产物。
3、煤干馏产物是煤炭、煤焦油和煤气4、煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。
低温干馏固体产物黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
5、煤干馏产物的作用：过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。
具体的流化床技术（恩德粉煤气化技术同其它气化技术相比，其技术特点与优势在于：1．技术成熟可靠，可用于较大规模生产。
2．煤种适应性较宽。
恩德粉煤气化炉适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤，仅对煤的活性和灰熔点有一定的要求，对灰分、煤的粒度等要求不高。
3．环境影响小。
在流化床中，由于温度高而且各处温度分布均匀，原料中的挥发份受热迅速分解，焦油、重质碳氢化合物等裂解较为完全，从而煤气中不含焦油及油渣，净化系统简单、污染少。
4．操作弹性大。
恩德炉最小负荷受到流化所需要的最小速度的限制，最大负荷则受到残留物完全燃烧所需最短时间的限制。
煤的干馏知识讲解
煤的干馏一、煤的热分解煤在隔绝空气条件下加热至较高温度而发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程，称为煤的热解，或称热分解和干馏。
迄今为止煤加工的主要工艺仍是热加工，煤炼焦工业就是典型的例子，煤的气化和液化过程也都和煤的热解过程分不开。
研究煤的热解对热加工技术有直接的指导作用，如对炼焦而言可指导选择原煤，寻求扩大炼焦用煤的途径，确定合适的工艺条件和提高产品质量。
另外还可指导开发新的热加工技术，如高温快速热解，加氢热解和等离子体热解等。
1．煤受热发生的变化煤在隔绝空气下加热时，煤中有机质随温度的提高而发生一系列变化，形成气态（煤气），液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物。
典型烟煤受热发生的变化过程见图6-1-01。
可见煤热解过程大致可分为三个阶段：⑴第一阶段（室温～300℃）在这阶段，煤的外形无变化，褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，近300℃时开始热解反应，烟煤和无烟煤在这一阶段一般没有什么变化。
脱水发生在120℃前，而脱气（CH4，C O2和N2）大致在200℃前后完成。
⑵第二阶段（300～600℃）这一阶段以解聚和分解反应为主，煤粘结成半焦，并发生一系列变化。
煤从3 00℃左右开始软化，并有煤气和焦油析出，在450℃前后焦油量最大，在450～600℃气体析出量最多。
煤气成分除热解水、CO和CO2外，主要是气态烃，故热值较高。
烟煤（特别是中等变质程度的烟煤），在这一阶段经历了软化、熔融、流动和膨胀直到再固化等一系列特殊现象，产生了气、液、固三相共存的胶质体。
液相中有液晶或中间相（mesophase）存在。
胶质体的数量和质量决定了煤的粘结性和成焦性的好坏。
固体产物半焦与原煤相比有一部分物理指标如芳香层片的平均尺寸和氦密度等变化不大，说明半焦生成过程中的缩聚反应还不很明显。
⑶第三阶段（600～1000℃）这是半焦变成焦炭的阶段，以缩聚反应为主。
析出的焦油极少，挥发分主要是煤气，700℃后煤气成分主要是氢气。
煤炭焦化
我国冶金焦炭质量标准
类别 I II III 抗碎强度 % ≥92.0 88.1～ 92.0 83.0～ 88.0 耐磨强度 % ≤7.0 ≤8.5 ≤10.5 灰分 % ≤12 ≤12.01～ 13.50 13.51～ 15.0 硫分 % ≤0.6 0.61～ 0.8 0.81～1.0 挥发分 % ≤1.9 ≤1.9 ≤1.9
第六章
煤炭焦化
概 述
1、粘结性煤在隔绝空气 的条件下加热至1000℃ 左右（高温干馏），得 到多孔性固体块状物— —焦炭。此过程称为煤 的焦化，所得到的最终 产物有焦炭、煤气和煤 焦油等， 2、炼焦化学产品：
名称
焦炭
焦炉煤气 焦油 粗笨 氨 硫磺
产率%
72-76
15-19 3.5-4.2 0.8-1.4 0.22-0.25 0.3-0.6
1—炭化室； 2—炉头； 3—隔墙； 4—立火道 炭化室的高度一般 4～6米，宽度450毫米 燃烧室的温度1300℃ 炭化室的温度1100℃
⑵蓄热室
1—主墙； 2—小烟道粘土衬 砖； 3—小烟道； 4—单墙； 5—篦子砖； 6—隔热砖。
⑶炉顶区
1—装煤孔 2—看火孔 3—烘炉孔 4—挡火砖
⑷斜道区：斜道是连接燃烧室立火道和蓄热 室的通道 。燃烧室的每个立火道都与两个 斜道和一个砖煤气道相连。 斜道区复杂，是焦炉使用砖型最多的区域。 ⑸焦炉基础和烟道
四、炼焦炉生产操作 1、装煤操作：
要求装满、装平、定量、均衡、减少烟尘排放。
2、焦炉的出炉操作： ⑴推焦： 焦炉的出炉应严格按推焦计划进行，保证整个 炉组各炭化室实现定时、准点出焦。
周转时间——某一孔炭化室相邻两次推焦或装煤的时间间隔。 推焦串序—— 一组焦炉各炭化室装煤、推焦的前后次序。
煤干馏的相关
煤是我们生活中常用的燃料之一，将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫做煤的干馏，也叫煤的焦化。
煤隔绝空气受强热时，有气体生成，其成分为煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗笨。
反应完毕后的黑色固体物质叫焦炭。
它们都是很重要的化工原料。
所以对煤进行干馏，可以更大程度的发挥煤的使用价值。
节约了能源，保护了环境，因此，积极开展煤的综合利用是十分重要的。
煤化工的重要过程之一。
指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。
按加热终温的不同,可分为三种:900~1100℃为高温干馏，即焦化;700~900℃为中温干馏;500~600℃为低温干馏(见煤低温干馏)。
煤干馏过程主要经历如下变化:当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出;温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出;高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象);至400~500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物;在450~550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物(主要成分是氢气)，半焦失重同时进行收缩，形成裂纹;温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物(焦炉煤气和其他炼焦化学产品)。
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高;高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源;低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。
焦化工艺
焦化-焦化焦化-正文亦称高温干馏或炼焦。
煤干馏方法之一，指以煤为原料,在隔绝空气条件下在焦炉中加热(900～1100℃)以制取焦炭的过程。
焦化过程除获得产品焦炭外，还副产焦炉煤气和多种炼焦化学产品。
每吨干配煤可得焦炭约0.7～0.8t，焦炉煤气300～350m3,炼焦化学产品约0.03～0.06t。
沿革煤焦化技术大规模用于工业生产始于18世纪。
当时，传统的木炭炼铁因木材日益紧缺而受到限制，需要寻找代用燃料。
1735年，在英国用烟煤制得的焦炭炼铁，这标志着焦化工业发展的开始。
此后，焦化技术不断变革，从原始的成堆干馏，经过窑炉、倒焰炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉等各发展阶段，形成了现代的炼焦过程。
炼焦用煤炼焦用煤最重要的特性是要求具有一定的粘结性,即粉状煤料加热时能软化、熔融,经过胶质状态,使煤粒彼此结合,固化成坚实的块状焦。
此外，要求灰分、硫分杂质含量低。
按中国煤分类方案，炼焦用煤主要的牌号是焦煤、肥煤、气煤和瘦煤(见煤化学)。
其中只有焦煤能单独炼成质量较好的焦炭，但这类煤的贮量很少。
为扩大炼焦用煤来源和改善焦炭质量，通常采用配煤炼焦。
即根据各牌号煤的结焦特性，通过配煤实验，找到合适的配合比例，炼出合格的焦炭。
除了配煤炼焦以外,在炼焦工艺上采用捣固炼焦,配型煤炼焦以及仍在继续改进的干燥、预热煤料直接入炉的工艺，这些提高入炉煤料堆密度的方法，都能有效地增加弱粘煤的用量。
此外，在较瘦煤料中配入粘结剂，在较肥的煤料中配入瘦化剂，对于非炼焦用煤则先制成型煤、再进行单独焦化等，均可获得有一定强度的块焦型焦。
成焦过程煤由常温经过干馏到焦炭成熟，要经历煤干燥和预热、形成胶质体、缩合结焦等阶段。
煤在炭化室中成焦过程实际是成层结焦，因为热量是从两侧炉墙供给，而煤的热导率又低，平行于炉墙的各层煤料之间有较大的温度差。
这样，在同一时间内，离炉墙不同距离的各层煤料处于不同的成焦阶段，靠近炉墙的煤层先成焦，而后一层层地向炭化室轴线中心推移，当焦炭层从两侧扩展到炭化室中心并会合时，成焦过程即结束，整个成焦时间大约13～18h。
煤的焦化知识
煤炭焦化知识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1000℃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。
为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。
选择炼焦用煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。
用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。
产品和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。
（1）焦炭。
炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。
在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。
焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。
（2）煤焦油。
焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用（3）煤气和化学产品。
氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。
粗苯回收率约占煤的1%左右。
其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。
硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。
经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。
煤焦化工艺焦化厂主要生产车间：备煤车间（煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室）炼焦车间（煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段(包括焦台、筛焦楼)）煤气净化车间（冷鼓工段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施)脱氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施)粗苯工段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施)）公辅设施（废水处理站、供配电系统、给排水系统、综合水泵房、备煤除尘系统、筛运焦除尘系统、化验室等设施、制冷站）等。
高中化学必修二精品课件：3.2.3 煤的干馏与苯
构简式书写成
，但不能认为存在碳碳单、双键交替的结构。
Ⅱ.德国化学家凯库勒分析了大量实验事实后，提出了苯的分子结构为
，
下面通过实验事实验证苯的结构。
提出问题：苯分子中存在碳碳单、双键交替结构吗？
(1)提出假设：从苯的分子式看，C6H6具有不饱和性；从 有碳碳双键，所以，苯应当具有烯烃的性质。
看，分子中含
若苯的结构为(Ⅰ)，则一氯代物有__1__种，和氢气__不__能____发生加成反应。若 苯的结构为(Ⅱ)，则下列说法正确的是__A__B__。 A.能使酸性KMnO4溶液褪色 B.能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.一氯代物只有一种
解析 本题着重考查苯的结构特点，苯环为正六边形结构，苯环中碳原子之
间的键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种独特的化学键，虽然把苯的结
(3)蒸馏、分馏和干馏都是物理变化( × )
提示 蒸馏、分馏是物理变化，干馏为化学变化。
(4)苯主要是以煤为原料而获取的一种重要化工原料( √ )
提示 煤的干馏可以获取苯。
(5)苯中含有碳碳双键，因此苯属于烯烃( × )
提示 苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，苯分子中 没有碳碳双键，不属于烯烃。 (6)苯的分子式为C6H6，碳原子的价键远没有饱和，因此苯能使溴的四氯化碳
平面结构 双键 气态
平面正六边形 介于碳碳单键和碳碳 双键之间独特的键
液态
溴的四氯化碳溶液褪色 酸性KMnO4溶液褪色
取代反应 加成反应
不能 不能 能 不能
能
不能
能
不能
能
能
能
能
理解应用
苯的分子结构的确定经历了大量的实验过程，曾经不同的化学家提出不同的 结构，回答下列问题。 Ⅰ.曾有人提出以下苯分子的两种空间结构
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0概述
煤加工化学产品的生产工艺，是以煤为原料，经化学加工转换为气休、液休
和固休产物，并将气休和液体产物进一步加工成一系列化学产品的过程。根据煤
加工方法的不同，所得化学产品的种类也不同。目前煤加工方法主要有高温干馏、
气化和液化。
煤高温干馏得到的主要产产品如下所示：
这些产品已在化工、医药、染料、农药和炭素等行业得到广泛应用。特别是
吡啶喹啉类化合物和很多稠环化合物的生产，是石油化工无法替代的。
煤经气化得到的粗煤气，在经过净化和加工后，得到的化学产品主要有氨、
甲醇、液体燃料、醋酸以及醋酸甲酯。煤直接液化得到的化学产品主要是液体燃
料和化工产品。
可见，以石油为原料生产的一次产物均可以用普通技术由煤来制取。以煤为
原料制取的合成气作为化工原料制备含氧化合物的C1化学路线很有竞争力。
煤转化利用技术，将煤转化为沽净的二次能源和化工原料，即充分利用了资
源，又为保护环境提供了根本性措施。所以煤干馏、气化和液化技术的应用和发
展，在国民经济中具有重要的现实意义和战略意义。
1 煤高温干馏化学产品
1.1 化学产品的生成
煤料在焦炉炭化室内进行干馏时，在高温作用下，煤质发生了一系列的物理
化学变化。
装入煤在200℃以下蒸出表面水分，同时析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等
气体；随温度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物开始分解，生成二氧
化碳、水和酚类(主要是高级酚)；至约500℃时，煤的大分子芳香族稠环化合物侧
链断裂和分解，生成脂肪烃，同时释放出氢。
在600℃前从胶质层析出的和部分从半焦中析出的蒸气和气体称为初次分解
产物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初焦油，而氢含量很低。
初焦油主要具有大致如下的族组成(%)：
链烷烃(脂肪烃) 烯烃 芳烃 酸性物质 盐基类 树脂状物质
8.0 2.8 53.9 12.1 1.8 14.4
初焦油中芳烃主要有甲苯、二甲苯、甲基萘、甲基联苯、菲、蕙及其甲基同系
物；酸性化合物多为甲酚和二甲酚，还有少量的三甲酚和甲基吲哚；链烷烃和烯
烃皆为C5至C32的化合物；盐基类主要是二甲基吡啶、甲苯胺、甲基喹啉等。
初次分解产物在炭化室内沿着
如图1-1所示途径流动，大部分产物
是通过赤热的焦炭层和沿温度约为
1000℃的炉墙到达炭化室顶部空间
的，其余约25%的产物则通过温度一
般不超过400℃处在两侧胶质层之问
的煤料逸出。
沿炭化室炉墙向仁流动的气体，通过赤热的焦炭，因受高温而发生环烷烃和
烷烃的芳构化过程(生成芳香烃)并析出氢气，从而生成二次热裂解产物。这是一个
不可逆反应过程，由此生成的化合物在炭化室顶部空间就不再发生变化。与此相
反，由煤饼中心通过的挥发性产物，在炭化室顶部空间因受高温发生芳构化过程。
因此，炭化室顶部空间温度具有特殊意义。此温度在炭化过程的大部分时间里为
图1-1 炼焦期间煤气在炭化室内的流动途径
800℃左右。大量的芳烃是在700~800℃的范围内生成的。
当碳氢化合物热裂解时，分子结构会发生以下几种变化:
(1) C-C键断裂引起结构缩小反应。C-C键断裂所需的能量较低，先于C-H键
的断裂。烷烃的C-C键在焦炭的催化作用下，约在350℃时断裂。在此反应中，分
子质量较高的碳氢化合物裂解为低分子产物和形成较小的自由基。例如
烷烃裂解时，除可生成分子较小的烷烃外，还可生成二烯烃或两个烯烃分子。
(2} C-H键裂解引起脱氢反应。C-H键发生裂解的温度在400~550℃之间。饱
和碳氢化合物裂解生成烯烃，同时析出氢气，例如
在500℃时开始产生脱氢现象；至650℃时氢的生成量己很多；在高于800℃
时，烯烃产生二次裂解，例如部分乙烯将裂解为甲烷、氢和碳。
(3)按异构化进行的重排反应。在此反应中，碳氢化合物裂解时产生的是复合
异构化，即裂解的原始物质要受到异构作用、环化作用及脱氢作用，而不是单纯
的异构化(即氢一烃基团的互换)，例如
(4)聚合、歧化、缩合引起的结构增大反应。高分子烷烃进行裂解所生成的烯
烃和二烯烃及原料中的烯烃之间易进行反应，从而通过聚合或环化生成环烯烃类
化合物，并经脱氢而得到芳香族化合物，例如
(5)其他反应
通过上述许多复杂反应和其他反应，煤气中的甲烷和重烃(主要为乙烯)的含量
降低，氢的含量增高，煤气的密度变小，并形成一定量的氨、苯族烃、萘和蒽等，
在炭化室顶部空间最终形成一定组成的焦炉煤气。
1.2 影响化学产品组成的因素
高温干馏化学产品的组成取决于配煤的性质和干馏过程的技术操作条件。
氨来源于煤中的氮。一般配煤约含氮2%，其中约60%存在于焦炭中，15-20%
的氮与氢化合生成氨，其余生成氰化氢、吡啶盐基或其他含氮化合物。这些产物
分别存在于煤气和焦油中。煤气中硫化物的产率主要取决于煤中的硫含量，而煤
气的成分同干馏煤的变质程度有关。
化学产品的组成还受干馏温度、操作压力和挥发物在炉顶空间停留时间的影
响，也受到焦炉内生成的石墨、焦炭或焦炭灰分中某些成分催化作用的影响，最
主要的影响因素是炉墙温度(与结焦时间相关)和炭化室顶部空间温度。
2煤气的初冷、输送及高温干馏煤气处理系统
煤气的初冷、输送及初步净化，是炼焦化学产品回收工艺过程的基础，其操
作运行的好坏，不仅对回收工段的操作有影响，而且对焦油蒸馏工段及炼焦炉的
操作也有影响。因此，对这部分工艺及设备的研究都很重视。
2.1煤气的初冷
煤气初冷的目的一是冷却煤气，二是使焦油和氨水分离，并脱除焦油渣。
在炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的粗煤气温度为650-750℃，首先经过
初冷，将煤气温度降至25-35℃，粗煤气中所含的大部分水汽、焦油气、萘及固体
微粒被分离出来，部分硫化氢和氰化氢等腐蚀性物质溶于冷凝液中，从而可减少
回收设备及管道的堵塞和腐蚀；煤气经冷却后，体积变小，从而使鼓风机以较少
的动力消耗将煤气送往后续的净化工序；煤气经初冷后，温度降低，是保证炼焦
化学产品回收率和质量的先决条件。
煤气的初冷分为集气管冷却和初冷器冷却两个步骤。
2.1.1煤气在集气管内的冷却
煤气在桥管和集气管内的冷却，是用表压为147~196kPa的循环氨水通过喷头
强烈喷洒进行的。当细雾状的氨水与煤气充分接触时，由于煤气温度很高而湿度
又很低，故煤气放出大量显热，氨水大量蒸发，快速进行着传热和传质过程。传
热过程取决于煤气与氨水的温度差，所传递的热量为显热，约占煤气冷却所放出
总热量的10%~15%。传质过程的推动力是循环氨水液面上的蒸汽分压与煤气中蒸
汽分压之差，氨水部分蒸发，煤气温度急剧降低，以供给氨水蒸发所需的潜热，
此部分热量约占煤气冷却所放出总热量的75%~80%。另有约占所放出总热量10%
的热量由集气管表面散失。
通过上述冷却过程，煤气温度由650~750℃降至82~86℃，同时有60%左右的
焦油气冷凝下来。在实际生产上，煤气温度可冷却至高于其最后达到的露点温度
1~3℃
2.1.2 煤气在初冷器内的冷却
炼焦煤气由集气管沿吸煤气主管流向煤气初冷器。吸煤气主管除将煤气由焦
图2-1煤气间接初冷工艺流程
1-气液分离器；2-煤气初冷器；3-煤气鼓风机；4-电捕焦油器；5-冷凝液槽；6-冷凝液液下泵；7-鼓风机水封槽；
8-电捕焦油器水封槽；9-机械化氨水澄清槽；10-氨水中间槽；11-事故氮水槽；12-循环氨水泵；13-焦油泵；
14-焦油贮槽；15-焦油中间槽；16-初冷冷凝液中间槽；17-冷凝液泵
炉引向化产回收装置外，还起着空气冷却器的作用，煤气可降温1~3℃。
煤气进人初冷器的温度仍很高，且含有大最蒸汽和焦油气，须在初冷器中冷
却到25~35℃，并将大部分焦油气和蒸汽冷凝下来。
根据采用的初冷主体设备型式的不同，初冷的方法有间接初冷法、直接初冷
法和间接-间接初冷法之分。
2.1.2.1煤气的初冷流程
(1)立管式间接初冷工艺流程
图2-1所示为煤气间接初冷工艺流程。焦炉煤气与喷洒氨水、冷凝焦油等沿吸
煤气主管首先进入气液分离器，煤气与焦油、氨水、焦油渣等在此分离。分离下
来的焦油、氨水和焦油渣一起进人焦油氨水澄清槽，经过澄清分成三层：上层为
氨水；中层为焦油：下层为焦油清。沉淀下来的焦油渣由刮板输送机连续刮送至
漏斗处排出槽外。焦油则通过液面调节器流至焦油中间槽，由此泵往焦油贮槽，
经初步脱水后泵往焦油车间。氨水由澄清槽上部满流至氨水中间槽，再用循环氨
水泵送回焦炉集气管以冷却粗煤气。这部分氨水称为循环氨水。
(2) 横管式间接初冷工艺流程