煤化工工艺学(鄂永胜)

1绪论1 1.1煤及煤化工1 1.2煤化工发展史2 1.2.1初创时期3 1.2.2全面发展时期3 1.2.3萧条时期4 1.2.4技术开发时期4 1.3传统煤化工与现代煤化工4 1.4本书简介6 参考文献7 2炼焦及化学产品回收8 2.1概述8 2.1.1炼焦的发展8 2.1.2炼焦化学产品的组成与产率9 2.1.3回收与精制方法10 2.2煤的成焦过程11 2.2.1成焦过程基本概念11 2.2.2煤的黏结和半焦收缩11 2.2.3焦炉煤料中热流动态12 2.2.4炭化室内成焦特征13 2.2.5气体析出途径13 2.3焦炉结构14 2.3.1焦炉整体结构14 2.3.2炼焦炉的机械与设备17 2.4炼焦生产工艺25 2.4.1煤的工业分类25 2.4.2原料煤的特性25 2.4.3炼焦生产工艺26 2.5炼焦技术发展27 2.5.1改进炼焦备煤28 2.5.2捣固煤炼焦29 2.5.3成型煤29 2.5.4选择破碎30 2.5.5煤干燥预热和调湿32 2.5.6干法熄焦33 2.5.7干法熄焦与煤预热联合34 2.5.8预热压块分段炼焦34 2.5.9热回收焦炉35 2.6粗煤气的净化35 2.6.1粗煤气初步冷却35 2.6.2焦油和氨水分离37 2.6.3煤气输送38 2.6.4煤气脱焦油雾38 2.6.5煤气除萘39 2.6.6脱硫（HPF脱硫法）39 2.6.7氨和吡啶的回收41 2.7焦油回收及加工42 2.7.1焦油组成及主要产品用途43 2.7.2焦油精制前的准备45 2.7.3焦油蒸馏工艺流程45 2.7.4馏分脱酚和吡啶碱50 2.7.5粗酚的制取51 2.7.6精酚生产51 2.7.7吡啶精制53 2.7.8工业萘生产54 2.7.9精萘生产55 2.7.10粗蒽和精蒽57 2.8粗苯回收及精制59 2.8.1煤气*终冷却和除萘59 2.8.2粗苯吸收61 2.8.3富油脱苯61 2.8.4洗油再生62 2.8.5粗苯组成、产率和用途63 2.8.6粗苯精制63 2.8.7初步精馏64 2.8.8硫酸法精制64 2.8.9吹苯和*终精馏65 2.8.10粗苯催化加氢精制65 参考文献72 3煤的低温干馏73 3.1煤低温干馏介绍73 3.1.1煤低温干馏概述73 3.1.2低温干馏的历史及展望74 3.1.3低温干馏的产品74 3.2低温干馏生产工艺75 3.2.1气体热载体直立炉工艺76 3.2.2内热式固体热载体工艺76 3.2.3外热式立式炉79 3.2.4多段回转炉热解工艺（MRF工艺）79 3.3兰炭生产工艺80 3.3.1兰炭生产概述80 3.3.2兰炭与焦炭区别81 3.3.3兰炭生产的炉型83 3.3.4兰炭生产工艺84 参考文献86 4煤的气化87 4.1概述87 4.2煤气化的基本原理88 4.2.1煤气化过程88 4.2.2基本化学反应90 4.2.3气化方法91 4.3固定床气化法95 4.3.1发生炉煤气95 4.3.2水煤气99 4.3.3两段式完全气化炉103 4.3.4加压气化原理与工艺105 4.3.5加压液态排渣气化炉108 4.4流化床气化法109 4.4.1常压流化床气化原理110 4.4.2常压流化床(温克勒炉)气化工艺110 4.4.3高温温克勒(HTW)气化法113 4.4.4灰团聚气化法115 4.5气流床气化法117 4.5.1基本原理和特点117 4.5.2K-T气化法117 4.5.3Shell煤气化工艺121 4.5.4GSP粉煤气化法123 4.5.5德士古(Texaco)气化法125 4.6煤气化联合循环发电128 4.6.1煤炭气化联合循环发电过程128 4.6.2IGCC工艺操作条件对系统效率的影响129 4.6.3对煤气联合循环发电工艺的评价129 4.7煤炭地下气化130 4.7.1地下气化的原理130 4.7.2地下气化方法131 4.7.3影响因素132 4.8煤的气化方法的评价与选择132 4.8.1煤气化的工艺技术和特性132 4.8.2原料煤对不同气化过程的影响133 4.8.3过程消耗133 4.8.4产品煤气的净化和后匹配134 4.8.5选择气化方法的判据134 参考文献135 5煤与碳一化学136 5.1概述136 5.2合成气的净化137 5.2.1原料气脱硫138 5.2.2原料气变换141 5.2.3变换气中CO2的脱除148 5.2.4原料气的精制151 5.3费托合成152 5.3.1费托合成简介152 5.3.2费托合成原理154 5.3.3费托合成催化剂154 5.3.4费托合成反应器155 5.3.5费托合成工艺159 5.3.6国内费托合成技术162 5.4煤气的甲烷化163 5.4.1煤制甲烷的发展历史163 5.4.2煤制甲烷基本原理164 5.4.3催化剂164 5.4.4工艺流程165 5.5合成氨167 5.5.1合成氨的催化机理167 5.5.2合成氨催化剂的组成和还原168 5.5.3氨合成反应的化学平衡168 5.5.4影响合成操作的各种因素169 5.5.5氨合成塔170 5.5.6氨合成过程的基本工艺步骤170 5.5.7合成氨工业发展前景172 5.6合成甲醇174 5.6.1合成甲醇简介174 5.6.2甲醇合成化学反应174 5.6.3催化剂及反应条件175 5.6.4反应器176 5.6.5合成甲醇工艺流程178 5.6.6低温液相合成甲醇180 参考文献182 6碳一化学品合成技术183 6.1二甲醚生产技术183 6.1.1二甲醚生产简介183 6.1.2二甲醚生产原理183 6.1.3二甲醚生产工艺184 6.1.4国内二甲醚新工艺开发情况186 6.2甲醇制烯烃187 6.2.1甲醇制烯烃简介概述187 6.2.2MTO生产原理188 6.2.3甲醇制烯烃催化剂188 6.2.4MTO生产工艺流程189 6.3甲醇转化成汽油193 6.3.1MTG概述193 6.3.2MTG反应原理194 6.3.3MTG催化剂194 6.3.4MTG反应器195 6.3.5现有的MTG工艺路线195 6.3.6国内MTG一步法新工艺中试情况198 6.3.7新西兰天然气制甲醇和汽油装置的有关情况199 6.4乙醇的合成200 6.4.1发酵法200 6.4.2乙烯水合法201 6.4.3合成气法201 6.5乙二醇的合成202 6.5.1乙二醇202 6.5.2乙二醇的合成技术203 6.5.3合成气合成乙二醇未来展望206 6.6醋酸的合成206 6.6.1醋酸206 6.6.2醋酸的合成技术206 6.6.3醋酸合成的未来展望209 6.7碳酸二甲酯的合成210 6.7.1碳酸二甲酯210 6.7.2生产工艺210 6.8其他化合物的合成214 6.8.1甲醛214 6.8.2甲胺215 6.8.3甲基丙烯酸甲酯217 6.8.4甲基叔丁基醚218 6.8.5合成甲烷氯化物219 6.8.6合成聚碳酸酯220 6.8.7羰基合成系列产品220 6.9碳一化学发展前景220 参考文献221 7煤的直接液化222 7.1概述222 7.1.1煤直接液化的意义222 7.1.2煤直接液化的发展概况222 7.2煤直接液化的原理223 7.2.1煤与石油的比较223 7.2.2煤加氢液化中的主要反应224 7.2.3煤加氢液化的反应产物227 7.2.4煤加氢液化的反应历程228 7.3煤直接液化工艺229 7.3.1德国煤直接液化老工艺229 7.3.2德国直接液化新工艺231 7.3.3美国溶剂精炼煤法233 7.3.4氢煤法235 7.3.5供氢溶剂法237 7.3.6NEDOL 法238 7.3.7两段集成液化法239 7.3.8煤和渣油的联合加工240 7.3.9美国HTI工艺241 7.4煤直接液化的反应器和催化剂242 7.4.1典型工艺的反应器类型242 7.4.2催化剂245 7.5中国神华煤直接液化项目介绍247 7.5.1项目概况247 7.5.2项目进展247 7.5.3神华煤直接液化工艺流程248 7.5.4神华煤直接液化工艺特点249 7.5.5神华煤直接液化项目经济性250 7.6煤炭液化技术比较251 7.6.1不同的工艺及生产过程251 7.6.2对煤种的不同要求251 7.6.3不同的产品结构252 7.6.4对多联产系统的不同影响252 7.6.5工艺选择253 参考文献253 8洁净煤技术254 8.1概述254 8.1.1洁净煤技术内容254 8.1.2洁净煤技术发展概况255 8.1.3中国发展洁净煤技术的必要性256 8.2煤炭洗选技术256 8.2.1煤炭洗选的必要性257 8.2.2煤炭洗选方法258 8.2.3洗煤厂工艺流程259 8.2.4煤炭主洗设备及发展趋势260 8.3粉煤成型技术264 8.3.1型煤生产方法264 8.3.2生产型煤工艺流程265 8.3.3型煤黏结剂265 8.3.4型煤成型设备266 8.4水煤浆技术267 8.4.1水煤浆的由来及发展267 8.4.2水煤浆制备工艺及设备267 8.4.3水煤浆的性质及添加剂268 8.4.4水煤浆的应用268 8.4.5有关水煤浆燃料的评价269 参考文献269 9煤化工生产与环境保护270 9.1环境保护概述270 9.1.1我国环境形势270 9.1.2环境问题的主观因素270 9.1.3煤化工与环境污染271 9.2煤化工生产中的主要污染物272 9.2.1煤制焦过程的污染物272 9.2.2煤制气过程的污染物273 9.2.3煤制油过程的污染物274 9.2.4煤燃烧过程的主要污染物274 9.3煤化工污染的防治274 9.4煤化工的“三废”治理275 9.4.1煤化工废水治理275 9.4.2废气治理措施277 9.4.3固体废物治理措施277 参考文献278