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1、安徽理工大学化工学院1. 我国能源利用存在的问题及能源技术应考虑的问题煤炭转化技术落后，设备陈旧，利用效率低，落后于世界平均水平；管理、计量水平差，煤炭价格不合理等致使我国单位能耗过高，能源浪费严重。一次能源的转化利用单一，除燃烧外的其他转化方式较少。煤炭运输比油、气困难，又由于就地转化率低，大量运煤使我国交通运输呈现紧张状况长期得不到缓解，分配也发生困难，曾造成局部煤炭紧张状态。煤炭直接燃烧的排放物造成严重的环境污染。能源中的油气优质能源供不应求，城乡民用和商业服务业长期得不到供应，人民的生活水平提高受到影响。煤的综合利用和能量梯级利用重视不够，不能充分发挥综合效益。利用煤炭作为有机化工原料
2、发展甚缓，与石油、天然气化工比较，其经济性差，技术水平急需提高。应考虑的问题有高效清洁；多样化。2.煤炭液化可解决的两方面的问题，即解决石油接替品的问题和煤的清洁利用问题。3.目前，比较成熟或已经工业化的煤基合成燃料技术有：煤直接加氢液化、煤基合成气合成液体燃料、水煤浆技术的开发和应用、近年来，我国在煤制其它产品如甲醇、煤制低碳燃料醇、煤炭低温热解的技术开发不断取得显著的进展。煤基合成氨厂联产甲醇工艺技术在我国已开始工业化。4.煤间接制取烃类油的一般加工过程为：原料煤预处理、煤炭气化、气体净制、气体转换、F-T 合成与产物回收。5.F-T 合成是指合成气(H2+CO)在一定的反应温度和压力下经
3、催化转化为烃类产物的反应，是煤、天然气等含碳资源间接转化为液体燃料的关键步骤。直接液化是将煤在较高温度和压力下与氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程。煤的间接液化是指以煤为原料先经气化制合成气(H2+CO)，再由费托合成为液态烃类产品的化学过程。煤间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（一氧化碳和氢气的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。催化剂空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的合成气体积，以 xxxm3 合成气/(m3 催化剂 h)表示，空速大，表示处理强度大。6.原料气的 H/CO 与合成产物的关系H2/CO 比值高
4、，有利于饱和烃、轻产物及甲烷的生成；比值低，有利于链烯烃，重产物及含氧物的生成；H2/CO 比值低于 1/2 不能利用，因为会形成碳。采用富氢操作有利于反应速度提高并能减少催化剂上 CO 分解所造成的碳沉积，有利于生产操作。当给入的原料气H2/CO 比值和反应中的 H2/CO 的消耗比相同时，能获得最佳的烃产率。7.F-T 合成中 CAT 失效的原因有催化剂被硫化物中毒而失效、催化剂被氧化而失效、产物蜡的覆盖而失效、失去机械性能、由于熔融而失效、碳沉积。常用的 CAT 有镍系催化剂、钴系催化剂、铁系催化剂(沉淀铁催化剂、熔铁催化剂)。一个良好的催化剂必须具备活性高、选择性高、能耐大的空间速度、
5、足够的稳定性、强的抗毒能力、足够长的寿命。8.FT 合成的工艺参数主要有原料气组成、反应温度、反应压力、空间速度。9.叙述三相浆态 F-T 合成的工艺过程、特点及反应器示意图。净制过的合成原料气，组成为 54%-56%CO，36-38%H2，经加压到操作压力，然后通过热交换器与来自反应器的油蒸汽和尾气进行热交换，再进入反应器的底部，经过气体分布板上直径为 2-3mm 的喷嘴均匀上升，分布在催化剂悬浮油相中进行反应。合成的低沸点产物从反应器顶部排出，经热交换器，使汽化的循环油和重质油冷凝，由分离器分出的循环油返回反应器，中间馏分油和反应水在间冷凝器中冷凝分离。残气脱除 CO2 后送入油吸收塔或活
6、性炭吸附装置回收 C3-C6 馏分。合成的高沸点产物留在反应器中与悬浮液一起，定期地排出反应器，经过滤将催化剂分出并返回反应器，或者经离心机分离出废催化剂，离心液送催化剂悬浮液制备桶再用。特点有：对原料气组成的适应性大、产品的灵活性、传热好，反应器内温度均匀、反应器结构简单，投资省。10.F-T 合成研究的新趋向。高效、高选择性催化剂的开发、开发新型高效 F-T 合成技术、烯烃生产。11.甲醇作为燃料，已经应用或正在开发利用的方式有甲醇转化为汽油燃料MTG 工艺、甲醇生产汽油添加剂甲基叔丁基醚、汽油掺烧甲醇、柴油掺烧甲醇、低碳混合醇燃料。13.叙述甲醇合成工艺的新发展。浆态床甲醇合成技术、气-
7、固-固滴流反应系统合成甲醇技术、低温法合成甲醇技术。14什么是 MTG 工艺，其基本原理是什么？MTG 工艺是指以甲醇或二甲醚作原料，在一定温度、压力和空速下，通过 ZSM-5 硅铝酸沸石分子筛催化剂的脱水、低聚、异构等作用转化为 C11 以下的烃类油的过程。甲醇转化为烃类油的可能途径是甲醇先脱水成为二甲基醚，然后二甲基醚和甲醇再脱水为轻烯烃，轻烯烃经低聚、异构等，形成 C11 以下的烃类。15.MFT 合成汽油新工艺的实质是MFT 工艺和浆态床 F-T/MTG 工艺相似，都是利用 MTG 工艺产品的高选择性对 F-T 工艺进行改进，即采用传统的 F-T 合成和形选 ZSM-5分子筛改质相结合
8、，直接制取优质发动机燃料。16,MTBE 的作用和合成原理。是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，显著改善汽车尾气排放，毒性低。 甲醇和异丁烯在酸性催化剂的作用下合成甲基叔丁基醚，温度提高对MTBE 的选择性不利，选择合适的催化剂和反应温度，可使 MTBE 的选择性达到 100%。17.煤与液体燃料的比较。从外观来看，煤是固体，而燃料油是液体。从元素组成来看，虽然都是由 C、H、O 等元素组成，但其含量各不相同，煤的氢含量低，氧含量高，H/C 原子比低，O/C 原子比高。汽油只含有 C、H 两元素，不含 O、N、S 元素，因这些元素的存在将使汽油性能
9、变坏。从分子结构来看，煤的分子结构极其复杂，迄今仍未能彻底了解。从分子量来看，煤的分子量很多大，一般认为 5000，而石油的平均分子量较小，一般为 2000 左右，汽油的则为 1100 左右。18.煤直接液化为液体燃料的可能性。煤和液体燃料都是主要由 C、H 元素所组成，如果能够创造适宜的条件，使煤的分子量变小，提高产物的 H/C 原子比，那么就有可能将煤转化为液体燃料油。19.液化用煤选择的依据。无灰干燥基原料煤的液体油收率高、煤转化为低分子产物的速度，即转化的难易、氢耗量。20.溶剂在煤加氢液化中的作用。热溶解煤、溶解氢气、供氢作用、溶剂直接与煤质反应、其他作用(溶剂的存在能使煤质受热均匀，防止局部过热；溶剂和煤制成煤糊有利于泵的输送)。22.与煤自由基结合的活泼氢来源有煤本身氢原子的再分配、外界供给氢气，需要通过催化剂活化呈活泼氢、供氢溶剂，通过热激化放出活泼氢、某些反应放出活泼氢。23.影响煤在溶剂中溶解的因素有煤种、溶剂、溶解条件。24.用于煤液化的溶剂应具有的特性。必须是液化产物的良好物理溶剂；具有往复穿梭氢的能力；含有供氢体化合物；具有较少的氢消耗物。25.CAT 在煤加氢液化中的作用。催化剂活化反应物，加速加氢反应速度，提高煤炭液化的转化率和油收率；促进溶剂的再氢化和氢源与煤之间的氢传递；选择性作用。
