然而,以天然气为原料的C1化工发展迅速,天然气资源丰富,开采和运输方便

练习和解决方案

第二章化学资源和初步加工

2-1煤炭、石油和天然气在开采、运输、加工和应用方面有何区别

答:采矿:一个煤矿通常有多个煤层。每个煤层的厚度也不同。因此,有必要修建长隧道并铺设轨道,以便从每层运输煤炭。为了运输材料和人员,还需要建造竖井和安装起重机械。石油和天然气可以利用钻机的压力从地表大量喷出,以钻隧道和建造油井。因此,采矿比采煤容易。

运输:煤炭通过铁路或船舶运输,运输能力有限。石油和天然气通常通过管道运输。最初的投资似乎很大,但从长远来看,它是具有成本效益的。管道运输成本低、方便,不受运输能力的限制。

加工:煤是一种高分子量的凝聚聚合物,通常采用热化学方法处理。煤热解可以获得气体、液体和固体产物。由于成分复杂,很难从中获得纯物质。石油和天然气是许多小分子量有机化合物的混合物,通常通过物理方法分离和纯化。为了提高某一组分的收率,通常采用化学方法。因此,石油和天然气加工生产的化工产品比煤炭多得多,生产成本也比煤炭低。

用途:煤主要用作一次性能源。随着石油资源的日益枯竭,以煤为原料合成液体燃料引起了世界各国的关注,并得到了迅速发展,带动了煤化工的发展。

[新闻消息]

煤化工产品的品种、质量和数量不断增加。预计在不久的将来,煤化工和天然气将逐步取代石油化工,成为获得化工产品的主要途径。石油被广泛用作发动机燃料,由石油形成的石化工业仍然是世界发达国家的支柱产业。大多数化学产品由石化工业生产。然而,随着石油资源的枯竭,石化行业将逐渐萎缩,被煤化工和天然气化工所取代。天然气被广泛用作民用燃料。然而,以天然气为原料的C1化工发展迅速,天然气资源丰富,开采和运输方便。因此,以天然气为原料合成发动机液体燃料的投资和生产成本相对较低。未来,天然气化工与煤化工一样,将逐步取代石油化工,成为化工的主导产业。

2-2尝试描述煤化程度与煤性质和应用之间的关系。

A: 在泥炭阶段,好氧和厌氧细菌分解后,植物开始腐烂,植物中的蛋白质开始消失,木质素和纤维素大大减少,并产生大量腐蚀性酸。然而,植物残留物清晰可见,水分含量非常高。现阶段获得的泥炭用作大量民用燃料,其工业价值非常低。

在煤炭气化阶段,形成的泥炭在地压的长期作用下开始进一步演化。首先,无定形物质转化为褐煤,胡敏酸大大减少,并发生脱水。褐煤的氢和氧含量通过碳化而降低。褐煤的含水率仍然很高,热值不高。由于冷凝和堆积处于初级阶段,它们可以用作民用燃料气化原料,但不能用作焦化原料。在地压和地热能的持续作用下,褐煤中的有机质进一步反应,逐渐形成凝胶组分、丝碳组分和稳定组分。由于原料和成煤条件不同,上述组分的含量不同,所得烟煤的质量也不同。

通过连续冷凝和叠加,形成不同煤化程度的烟煤。如长焰瓦斯煤、肥煤、焦煤和贫煤。炼焦煤阶段的煤由于其适当的冷凝度和堆积度以及良好的粘结性,适合作为炼焦原料。从烟煤演化而来的无烟煤进一步加深了分子重叠程度,进一步降低了ho含量,并显著降低了凝胶组分和稳定组分。这种煤适用于民用燃料和煤气化燃料,其在化学工业中的应用不如烟煤重要。

煤化程度已发展到石墨阶段。煤分子中的Ho已消失,分子排列正常。它不能通过加热分解。煤的物理和化学性质与普通煤大不相同,似乎是一种替代材料。因此,未将其列为各种煤。

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