现代煤化工技术手册

**篇绪论

**章煤炭在能源中的地位 ／ 2

**节世界能源状况及发展趋势 ／ 2

一、世界能源储量及消费量 ／ 2

二、世界能源发展趋势 ／ 3

三、CO2排放量 ／ 3

第二节中国能源结构及需求预测 ／ 4

一、煤炭在中国能源和经济发展中的重要地位 ／ 4

二、中国一次能源生产量及构成 ／ 4

三、中国化石能源储量 ／ 4

四、中国一次能源消费量及需求量预测 ／ 5

第三节煤炭利用现状及存在的问题 ／ 6

一、煤炭利用的现状 ／ 6

二、煤炭利用存在的问题 ／ 7



第二章现代煤化工及洁净煤技术 ／ 8

**节洁净煤技术 ／ 8

一、可持续发展与环境 ／ 8

二、洁净煤技术的重要性 ／ 9

三、洁净煤技术包括的领域 ／ 9

第二节煤焦化技术 ／ 10

一、煤焦化主要产品 ／ 10

二、焦炭产量 ／ 10

三、技术进展 ／ 11

四、煤热解干馏技术 ／ 11

五、中低温煤焦油加工 ／ 12

第三节煤气化技术 ／ 12

一、煤气化的应用及重要性 ／ 12

二、煤气化技术现状及发展趋势 ／ 13

三、中国煤气化技术开发应用状况 ／ 16

第四节煤炭液化技术 ／ 17

一、概述 ／ 17

二、煤炭直接液化技术 ／ 17

三、煤炭间接液化技术 ／ 20

四、煤炭液化的综合评价 ／ 23

五、煤油共炼技术 ／ 24

六、煤炭液化“十三五”规划 ／ 25



第三章现代煤化工重点产品 ／ 26

**节甲醇制烯烃 ／ 26

一、MTO(methanol to olefin)技术 ／ 26

二、MTP(methanol to propylene)技术 ／ 28

三、中国MTP工业化示范项目 ／ 29

第二节煤制乙二醇 ／ 31

一、中国乙二醇需求增长很快 ／ 31

二、煤基乙二醇技术开发现状 ／ 31

第三节煤制天然气 ／ 33

一、煤制天然气技术概况 ／ 33

二、甲烷化催化剂 ／ 34

三、煤制天然气工艺过程 ／ 35

四、煤制天然气成本 ／ 35

五、煤制天然气建设项目 ／ 35

六、科学发展煤制天然气 ／ 36

第四节煤基醇醚燃料 ／ 37

一、醇醚燃料开发应用现状 ／ 37

二、煤基甲醇汽油 ／ 37

三、二甲醚燃料 ／ 38



第四章现代煤化工发展模式 ／ 41

**节南非Sasol F-T合成模式 ／ 41

第二节新西兰Methanex模式 ／ 42

第三节德国鲁奇公司GTC-MTP模式 ／ 42

第四节Shell合成气园(Syngas Park)模式 ／ 43

第五节煤炭、化工、冶金多联产模式 ／ 44

第六节21世纪能源系统展望 ／ 44

第七节榆林煤热解多联产模式 ／ 45

第八节延长石油集团煤、油、气碳氢互补模式 ／ 46

第九节煤化工产品链 ／ 46



第五章现代煤化工技术示范项目简介 ／ 49

**节综述 ／ 49

一、现代煤化工技术示范取得突破性进展 ／ 49

二、“十三五”现代煤化工发展目标 ／ 50

三、现代煤化工的重要性 ／ 50

四、技术创新积极推进 ／ 50

五、“十三五”现代煤化工重大技术创新任务 ／ 52

六、建设项目资源利用效率主要指标 ／ 53

第二节煤气化技术 ／ 53

一、“十二五”期间我国煤气化技术的新进展 ／ 53

二、新型煤气化炉投入工业化运行 ／ 54

第三节煤液化制油技术 ／ 55

第四节煤(甲醇)制烯烃技术 ／ 56

第五节煤制乙二醇 ／ 57

第六节煤制乙醇 ／ 58

一、煤基乙醇生产五种主要技术路线 ／ 58

二、合成气制乙醇技术 ／ 58

三、乙酸酯化加氢制乙醇技术 ／ 58

四、10×104/a乙醇工业化示范项目 ／ 58

第七节煤制天然气 ／ 59

一、煤制天然气技术 ／ 59

二、大型工程化示范项目 ／ 59

三、无循环甲烷化工艺技术 ／ 60

四、两段式合成气甲烷化技术 ／ 60

五、煤制合成天然气国家标准 ／ 60

六、“十三五”规划新建5个煤制天然气示范项目 ／ 60

第八节煤制芳烃 ／ 60

一、煤制芳烃技术开发 ／ 61

二、工业化试验成果 ／ 61

第九节新型电石乙炔制乙烯 ／ 61

一、技术特点 ／ 61

二、生产工艺过程 ／ 61

三、示范项目 ／ 61

第十节煤制聚甲氧基二甲醚技术 ／ 62

一、技术发展现状 ／ 62

二、物料及动力消耗 ／ 62

三、示范项目规划 ／ 62

第十一节低阶煤中低温热解技术 ／ 62

一、低阶煤热解新技术成果 ／ 63

二、存在的主要问题 ／ 63

三、“十三五”发展规划 ／ 63

第十二节甲醇制丁烯联产丙烯技术 ／ 64

一、技术特点 ／ 64

二、试验装置考核结果 ／ 64

参考文献 ／ 64



第二篇煤炭性质及水煤浆制备

**章煤的组成和性质 ／ 66

**节煤的组成 ／ 66

一、煤的工业分析 ／ 66

二、煤的元素组成和元素分析 ／ 68

三、煤中的硫 ／ 69

四、煤中矿物质的特性 ／ 70

五、煤质分析中的基准及不同基准间的换算 ／ 74

第二节煤的化学性质 ／ 76

一、煤的氧化 ／ 76

二、煤的加氢 ／ 77

三、煤的其他化学性质 ／ 78

第三节煤的工艺性质 ／ 78

一、煤的发热量 ／ 78

二、煤的热解 ／ 79

三、煤的黏结性和结焦性 ／ 85

四、煤的铝甑低温干馏试验 ／ 90

五、褐煤的苯萃取物产率(EB) ／ 90

第四节煤炭分类 ／ 90

一、中国煤炭分类的完整体系 ／ 90

二、国际煤炭分类 ／ 95

第五节中国煤炭资源分布和煤质概况 ／ 95

一、煤炭资源分布概况 ／ 95

二、煤质概况 ／ 96

参考文献 ／ 99



第二章水煤浆制备 ／ 100

**节概况 ／ 100

一、水煤浆的物性与用途 ／ 100

二、中国水煤浆制备技术的开发 ／ 101

三、水煤浆制备技术概要 ／ 101

第二节制浆用煤的选择 ／ 102

一、用户对煤质的要求 ／ 102

二、煤炭成浆性 ／ 102

第三节水煤浆的粒度分布 ／ 104

一、堆积效率与粒度分布间的关系 ／ 104

二、水煤浆粒度分布的测试方法 ／ 109

第四节水煤浆添加剂 ／ 111

一、分散剂 ／ 112

二、稳定剂 ／ 117

三、其他辅助添加剂 ／ 117

第五节水煤浆制浆工艺 ／ 118

一、制浆工艺主要环节与功能 ／ 118

二、干法制浆工艺 ／ 118

三、干、湿法联合制浆工艺 ／ 119

四、高浓度磨矿制浆工艺 ／ 119

五、中浓度磨矿制浆工艺 ／ 120

六、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之一 ／ 120

七、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之二 ／ 121

八、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之三 ／ 121

九、结合选煤厂的制浆工艺 ／ 122

第六节主要设备 ／ 122

一、破碎设备 ／ 122

二、磨机选型 ／ 124

三、球(棒)磨机运行参数的选择计算 ／ 128

四、球(棒)磨机功率与制浆能力计算 ／ 131

五、搅拌设备 ／ 133

六、泵送设备 ／ 137

七、滤浆设备 ／ 138

第七节提高水煤浆浓度新技术 ／ 139

一、制浆磨煤粒度分布 ／ 139

二、磨煤机选择 ／ 139

三、水煤浆浓度 ／ 139

四、经济效果 ／ 139

参考文献 ／ 139



第三篇煤炭的气化技术

**章煤炭气化的物理化学基础及气化技术分类 ／ 142

**节煤炭气化过程中煤的热解及气化反应 ／ 142

一、煤炭气化过程中煤的热解 ／ 142

二、气化过程中的气化反应 ／ 147

第二节气化反应的化学平衡与热效应 ／ 149

一、化学反应热效应与平衡常数 ／ 149

二、碳与氧间的化学平衡与热效应 ／ 155

三、碳与蒸汽间的化学平衡与热效应 ／ 157

四、甲烷生成反应的化学平衡与热效应 ／ 158

第三节气化反应动力学 ／ 160

一、煤炭气化反应的历程 ／ 160

二、碳的氧化反应 ／ 161

三、水蒸气与碳的反应 ／ 163

四、氢气与碳的反应 ／ 164

五、气化生产过程的强化措施 ／ 166

第四节煤炭气化技术分类 ／ 166

一、世界各国主要分类方法 ／ 166

二、煤气的热值及计算方法 ／ 168

参考文献 ／ 170



第二章碎煤固定层加压气化 ／ 171

**节加压气化原理与气化过程计算 ／ 171

一、加压气化原理 ／ 171

二、加压气化的实际过程 ／ 172

三、煤种及煤的性质对加压气化的影响 ／ 174

四、鲁奇加压气化炉气化过程计算 ／ 178

第二节气化过程的物料衡算 ／ 179

第三节气化过程的热量衡算 ／ 180

第四节加压气化操作条件及主要气化指标 ／ 183

一、操作条件分析 ／ 183

二、主要气化指标 ／ 187

第五节鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程 ／ 188

一、几种炉型介绍 ／ 188

二、碎煤加压气化炉在中国的应用及工艺流程 ／ 191

第六节碎煤加压气化工艺污水处理 ／ 196

一、煤气水中焦油、轻油的回收 ／ 196

二、酚和氨的回收 ／ 197

三、废水生化处理 ／ 200

四、生化处理工程实例 ／ 202

第七节BGL煤气化技术 ／ 204

一、技术发展沿革 ／ 204

二、基本原理、技术特点及专利 ／ 204

三、工艺流程说明 ／ 205

四、主要设备 ／ 207

五、消耗定额 ／ 209

六、工程化业绩 ／ 210

七、中煤图克BGL气化炉运行数据 ／ 211

八、焦炭为原料的BGL气化炉运行指标预测 ／ 212

参考文献 ／ 213



第三章流化床煤气化 ／ 214

**节概述 ／ 214

第二节工艺过程特性 ／ 216

一、过程特点 ／ 216

二、反应特性 ／ 216

三、流体力学条件 ／ 217

四、床内传热 ／ 220

五、对原料的要求 ／ 221

第三节高温温克勒(HTW)煤气化技术 ／ 221

一、HTW煤气化技术特点 ／ 221

二、HTW煤气化中试装置及工业示范装置 ／ 222

三、HTW煤气化工艺流程简述 ／ 223

四、两种温克勒气化炉技术数据对比 ／ 223

五、HTW气化炉物料及能量平衡计算 ／ 224

第四节灰熔聚流化床煤气化技术 ／ 225

一、概述 ／ 225

二、灰熔聚流化床煤气化技术特点 ／ 225

三、美国U-gas煤气化技术 ／ 225

四、中国ICC灰熔聚流化床煤气化技术 ／ 229

五、KRW灰团聚流化床煤气化技术 ／ 233

六、灰黏聚流化床多元气化剂煤气化技术 ／ 236

七、CAGG灰熔聚流化床粉煤气化技术 ／ 237

第五节循环流化床(CFB)煤气化技术 ／ 242

一、CFB工艺特点 ／ 242

二、德国鲁奇公司CFB煤气化技术 ／ 243

第六节恩德炉粉煤气化技术 ／ 245

第七节中科循环流化床双床气化技术 ／ 247

一、概述 ／ 247

二、技术特点 ／ 247

三、技术原理 ／ 248

四、工艺装置构成 ／ 248

五、工艺流程简介 ／ 249

六、煤气组成 ／ 250

七、小结 ／ 250

第八节SGT煤气化技术 ／ 251

一、概述 ／ 251

二、技术特点 ／ 251

三、气化炉结构 ／ 251

四、运行技术指标 ／ 252

五、工业化应用 ／ 252

第九节碳分子气化燃烧新技术 ／ 252

一、概述 ／ 252

二、碳分子气化燃烧技术科学概念 ／ 253

三、碳分子气化燃烧技术市场前景及效益 ／ 253

四、应用实例及效益 ／ 254

第十节国内外流化床气化装置一览 ／ 255

参考文献 ／ 256



第四章干法气流床煤的气化 ／ 257

**节概述 ／ 257

一、气流床气化的特点及分类 ／ 257

二、干法气流床气化技术发展概况及前景 ／ 259

第二节加压气流床粉煤气化(Shell炉) ／ 261

一、概述 ／ 261

二、Shell煤气化原理 ／ 262

三、原料要求 ／ 262

四、工艺流程及主要设备 ／ 264

五、工艺及操作特性分析 ／ 266

六、工艺技术特性及消耗定额 ／ 270

七、环境评价 ／ 271

第三节Prenflo煤气化工艺 ／ 272

一、Prenflo中试装置 ／ 272

二、Prenflo工业示范试验 ／ 274

三、Prenflo气化IGCC示范电厂运行概况 ／ 276

第四节科林粉煤气化技术(CCG) ／ 277

一、技术来源及技术开发背景 ／ 277

二、CCG技术介绍 ／ 277

三、CCG气化炉的应用业绩 ／ 282

第五节两段式干煤粉加压气化炉 ／ 282

一、开发历程 ／ 282

二、技术特点 ／ 283

三、工业应用实例 ／ 286

第六节航天粉煤加压气化技术 ／ 287

一、概述 ／ 287

二、主要工艺流程 ／ 287

三、关键设备：气化炉及烧嘴 ／ 289

四、控制技术 ／ 290

五、安全、环保 ／ 290

六、示范装置建设及开车情况 ／ 291

七、市场推广情况 ／ 292

第七节SE-东方炉粉煤气化技术 ／ 293

一、技术背景及意义 ／ 293

二、技术特点 ／ 293

三、技术优势 ／ 294

四、SE粉煤气化示范装置运行性能 ／ 295

五、技术推广应用 ／ 297

第八节西门子GSP煤气化技术 ／ 298

一、概述 ／ 298

二、气化技术特点及工艺流程 ／ 298

三、技术优势 ／ 300

四、工程应用案例 ／ 301

五、*佳运行案例 ／ 301

第九节R-GAS煤气化技术 ／ 302

一、概述 ／ 302

二、技术特点 ／ 303

三、工艺流程 ／ 303

四、中试装置运行情况 ／ 304

五、工程应用案例 ／ 304

第十节TRIG输运床气化技术 ／ 304

一、概述 ／ 304

二、技术特点 ／ 304

三、技术优势 ／ 305

四、工艺流程 ／ 306

五、煤种适应性 ／ 307

六、主要技术参数 ／ 307

七、建设及运行案例 ／ 308

参考文献 ／ 308



第五章湿法气流床加压气化 ／ 310

**节国内外水煤浆气化技术开发概况 ／ 311

一、美国德士古发展公司水煤浆气化技术开发历程 ／ 311

二、联邦德国RCH/RAG工业试验装置 ／ 312

三、美国田纳西伊斯曼化学公司气化装置 ／ 312

四、美国冷水电站工厂气化装置 ／ 313

五、日本宇部合成氨厂气化装置 ／ 314

六、联邦德国SAR气化装置 ／ 315

七、美国陶氏化学气化装置 ／ 315

八、美国Tampa联合循环发电水煤浆气化装置 ／ 316

九、中国水煤浆气化技术发展状况 ／ 317

十、国内外水煤浆气化装置概况一览 ／ 321

第二节水煤浆气化技术煤种的评价 ／ 323

一、煤种的实验室评价及原料煤种的选择 ／ 323

二、煤种试烧 ／ 329

三、气化性能指标 ／ 329

第三节水煤浆气化装置工艺流程类型及主要设备介绍 ／ 329

一、气化流程类型 ／ 330

二、主要设备介绍 ／ 331

三、气化炉炉膛温度及表面温度测量 ／ 334

第四节煤气化过程的物料热量衡算 ／ 336

一、气化反应过程描述 ／ 336

二、炉膛气化过程的计算方法 ／ 337

三、典型气化装置工艺数据 ／ 339

第五节气化炉的耐火材料 ／ 341

一、气化炉用耐火材料的要求 ／ 341

二、水煤浆气化炉耐火衬里结构及材料 ／ 342

三、国内耐火材料的发展及应用 ／ 346

四、耐火材料的施工砌筑及养护 ／ 347

第六节“清华炉” (晋华炉)煤气化技术 ／ 348

一、概述 ／ 348

二、气化技术特点 ／ 348

三、气化工艺流程 ／ 349

四、技术优势 ／ 350

五、晋华炉废热锅炉流程72h考核运行数据 ／ 351

六、技术特点参数 ／ 351

七、工程应用情况 ／ 352

第七节GE辐射废锅气化技术 ／ 353

一、概述 ／ 353

二、整体工艺特点 ／ 354

三、技术特点参数 ／ 355

四、工程应用案例 ／ 355

五、总结 ／ 356

第八节E-GAS煤气化技术 ／ 356

一、概述 ／ 356

二、技术特点 ／ 356

三、工艺流程简述 ／ 356

四、运行指标 ／ 357

五、应用业绩 ／ 358

第九节多元料浆新型气化技术 ／ 358

一、多元料浆气化技术的开发沿革 ／ 358

二、多元料浆气化工艺过程简述 ／ 360

三、多元料浆气化关键技术 ／ 362

四、多元料浆气化技术特点 ／ 362

五、多元料浆气化工艺装置消耗 ／ 363

六、多元料浆气化装置产能与置 ／ 364

第十节煤与天然气共气化技术 ／ 365

一、概述 ／ 365

二、煤与天然气共气化技术优势 ／ 365

三、技术原理及共气化反应 ／ 366

四、工艺技术说明 ／ 366

五、核心设备 ／ 368

六、开车安全控制方案 ／ 368

七、工艺示范装置运行消耗指标 ／ 369

八、粗煤气组成 ／ 369

参考文献 ／ 369



第六章多喷嘴对置式水煤浆气化技术 ／ 371

**节技术简介及示范装置 ／ 371

一、工艺技术原理 ／ 371

二、气化机理模型 ／ 372

三、工业示范装置 ／ 372

第二节气化炉大型化技术 ／ 374

一、气化装置界区 ／ 374

二、气化过程简述 ／ 374

三、不同规模气化炉运行参数 ／ 376

四、大型化气化炉示范项目 ／ 376

五、走出国门，成为国际主流气化技术之一 ／ 376

六、气化炉重大改进成果 ／ 377

第三节技术推广应用情况 ／ 378

参考文献 ／ 378



第七章地下煤气化 ／ 379

**节概述 ／ 379

第二节煤炭地下气化的原理及方法 ／ 380

一、煤炭地下气化化学反应原理 ／ 380

二、煤炭地下气化工艺和方法 ／ 381

第三节煤炭地下气化过程管理与控制 ／ 384

一、气化炉冷态试验 ／ 384

二、气化炉点火 ／ 385

三、空气连续气化工艺 ／ 386

四、两阶段气化工艺 ／ 386

五、富氧水蒸气气化工艺 ／ 387

六、辅助气化工艺 ／ 388

七、燃空区充填 ／ 389

第四节煤炭地下气化工程实例 ／ 389

一、徐州马庄煤矿煤炭地下气化工程 ／ 389

二、徐州新河二号井煤炭地下气化工程 ／ 390

三、唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工程 ／ 392

四、山东孙村煤矿煤炭地下气化工程 ／ 393

五、国内其他工程 ／ 394

六、澳大利亚煤地下气化 ／ 395



第八章煤制代用天然气 ／ 397

**节概述 ／ 397

一、煤制天然气(SNG)的意义 ／ 397

二、国内外煤制天然气发展概况 ／ 397

第二节煤制天然气(SNG)技术 ／ 402

一、概述 ／ 402

二、甲烷化工艺 ／ 403

三、ICI甲烷合成工艺 ／ 406

四、丹麦托普索TREMPTM技术 ／ 407

五、美国巨点能源公司蓝气(BluegasTM)技术 ／ 409

第三节催化剂 ／ 410

一、甲烷合成催化剂概况 ／ 410

二、耐热性合成甲烷催化剂 ／ 413

三、耐硫性甲烷化催化剂 ／ 415

第四节煤制天然气技术示范 ／ 415

一、甲烷化工艺的发展 ／ 415

二、甲烷合成原料气的生产 ／ 416

三、合成甲烷 ／ 419

四、甲烷合成催化剂 ／ 420

五、合成天然气脱水 ／ 421

六、天然气压缩 ／ 421

七、合成甲烷工艺流程 ／ 422

八、合成天然气关键设备 ／ 423

九、产品产量、组成及副产品量 ／ 425

十、原材料气消耗量及组成 ／ 426

十一、公用物料消耗定额 ／ 426

十二、合成天然气能效 ／ 426

十三、三废排放 ／ 427

十四、示范项目 ／ 427

第五节合成气无循环甲烷化技术(NRMT) ／ 428

一、概述 ／ 428

二、工艺原理 ／ 428

三、原料气要求 ／ 428

四、工艺流程 ／ 428

五、产品规格 ／ 430

六、技术特点 ／ 430

七、技术研发 ／ 430

参考文献 ／ 433



第四篇煤炭的热解与焦化

**章概述 ／ 436

**节低阶煤中低温热解特性及优势 ／ 436

一、低阶煤结构 ／ 436

二、低阶煤性质 ／ 436

三、煤热解过程概述 ／ 437

四、煤热解过程中的化学反应 ／ 438

五、低阶煤分布 ／ 440

六、低阶煤中低温热解的优势 ／ 440

第二节低阶煤中低温热解技术沿革及研发进展 ／ 441

一、技术沿革 ／ 441

二、技术分类及发展现状 ／ 444

三、研发方向 ／ 455

第三节低阶煤中低温热解分质利用产业发展前景 ／ 455

一、低阶煤储量及分布 ／ 455

二、分质利用优势 ／ 455

三、技术工业化示范状况 ／ 456

四、分质利用产业链及示范项目 ／ 457

五、低阶煤分质利用产业发展前景 ／ 459
参考文献 ／ 459



第二章低阶煤热解技术及项目示范 ／ 460

**节煤热解动力学 ／ 460

一、煤热解的物理化学过程 ／ 460

二、煤的热解动力学 ／ 461

第二节固体热载体煤热解技术 ／ 461

一、工艺流程 ／ 461

二、产品方案 ／ 462

三、产品分析数据 ／ 463

四、主要设备 ／ 463

五、原煤及动力消耗 ／ 463

六、能耗及热能效率 ／ 463

第三节固体热载体煤快速热解技术(SM-SP) ／ 464

一、概述 ／ 464

二、技术特点 ／ 464

三、工艺流程简述 ／ 465

四、运行考核数据 ／ 465

五、原料煤及产品分析数据 ／ 465

六、SM-SP 120×104t/a示范项目建议书 ／ 466

第四节低阶粉煤回转热解制取无烟煤技术 ／ 466

一、概述 ／ 466

二、技术特点 ／ 467

三、工艺流程 ／ 467

四、考核标定结果 ／ 467

五、应用前景 ／ 468

第五节GF低阶煤热解技术 ／ 468

一、技术研发过程 ／ 468

二、基本原理、技术特点 ／ 468

三、工艺流程简述 ／ 469

四、产品产量及规格 ／ 470

五、主要设备 ／ 473

六、GF国富炉的操作条件 ／ 474

七、消耗定额及能耗 ／ 474

八、工程应用案例 ／ 475

第六节煤气化热解一体化技术(CGPS) ／ 477

一、概述 ／ 477

二、技术特点 ／ 477

三、装置运行数据 ／ 477

四、考核结果 ／ 478

五、工程方案 ／ 478

第七节低阶煤旋转床热解技术 ／ 478

一、概述 ／ 478

二、技术特点 ／ 478

三、建设规模及产品方案 ／ 479

四、工艺流程及产品分析 ／ 479

五、装置运行情况 ／ 480

六、考核标定结果 ／ 480

第八节固体热载体粉煤低温快速热解技术 ／ 480

一、概述 ／ 480

二、技术特点 ／ 480

三、工艺原理 ／ 481

四、工艺流程简述 ／ 481

五、考核标定结果 ／ 482

第九节粉煤热解-气化一体化技术(CCSI) ／ 483

一、概述 ／ 483

二、技术特点 ／ 483

三、工艺流程 ／ 483

四、考核标定结果 ／ 484

五、物料及动力消耗 ／ 484

六、示范项目 ／ 485

第十节真空微波煤热解技术 ／ 485

一、概述 ／ 485

二、试验装置 ／ 485

三、技术特点 ／ 485

四、煤热解(中试)运行数据 ／ 485

五、工程应用案例 ／ 486

第十一节蓄热式下行床低阶煤快速热解技术 ／ 486

一、概述 ／ 486

二、中试装置规模及工艺过程 ／ 486

三、72h标定考核条件及结果 ／ 487

四、标定考核结论 ／ 487

第十二节外热式回转炉粉煤热解技术 ／ 488

一、技术研发历程 ／ 488

二、技术特点 ／ 488

三、装置组成 ／ 488

四、工艺流程及核心设备 ／ 488

五、150万吨/年装置运行指标 ／ 489

六、500万吨/年煤热解投资估算及经济分析 ／ 491



第三章低温煤焦油加工技术 ／ 492

**节概述 ／ 492

第二节低温煤焦油加氢技术原理及特点 ／ 492

一、煤焦油加氢改质过程的主要化学反应 ／ 492

二、低温煤焦油加氢改质技术特点 ／ 494

三、低温煤焦油加氢改质催化剂体系 ／ 495

第三节煤焦油加氢工艺技术路线 ／ 495

一、中低温煤焦油加氢技术路线 ／ 495

二、中低温煤焦油加氢工艺流程及说明 ／ 496

第四节中低温煤焦油加氢产品方案 ／ 498

一、产品分布 ／ 498

二、产品性质 ／ 498

第五节中低温煤焦油加氢反应的主要设备及操作条件 ／ 500

一、主要设备及说明 ／ 500

二、操作条件 ／ 501

三、开发过程 ／ 502

第六节原材料、动力消耗定额 ／ 502

一、原材料 ／ 502

二、动力消耗 ／ 503



第四章低温煤焦油加工示范项目 ／ 504

**节天元化工50×104t/a焦油加工示范项目 ／ 504

一、概述 ／ 504

二、工艺生产装置单元组成 ／ 504

三、生产工艺过程 ／ 504

四、产品方案 ／ 505

五、运行指标 ／ 505

六、投资及经济效益 ／ 506

七、“十三五”发展规划 ／ 506

第二节富油能源科技公司12×104t/a焦油加工示范项目(FPG) ／ 506

一、概述 ／ 506

二、产品方案 ／ 506

三、工艺过程及技术创新 ／ 507

四、运行情况及消耗定额 ／ 507

五、总投资及经济效益 ／ 508

第三节MCT超级悬浮床加氢技术示范项目 ／ 508

一、MCT超级悬浮床加氢工艺流程和原理 ／ 508

二、影响悬浮床反应的主要因素 ／ 509

三、MCT悬浮床加氢工艺技术参数 ／ 511

四、悬浮床加工原料及产品性质 ／ 513

五、MCT悬浮床加氢技术关键设备(悬浮床冷壁反应器) ／ 517

六、MCT悬浮床加氢工业示范装置能耗和技术经济指标 ／ 518

七、结论 ／ 519



第五章循环流化床煤热电气焦油多联产技术 ／ 521

**节概述 ／ 521

第二节浙江大学循环流化床热电气焦油多联产技术 ／ 523

一、多联产技术基本工艺流程 ／ 523

二、循环流化床热电气焦油多联产技术 ／ 523

第三节12MW烟煤循环流化床热电气焦油多联产示范装置 ／ 525

一、设计燃料及设计参数 ／ 525

二、12MW循环流化床煤热电气焦油多联产示范装置系统说明 ／ 526

三、主要系统和设备 ／ 528

四、12MW热电气焦油多联产示范装置的运行特性 ／ 530

第四节陕西煤业化工集团煤热解多联产项目 ／ 534

一、概述 ／ 534

二、神木清水园区煤油气化多联产示范项目 ／ 535

参考文献 ／ 536



第五篇煤炭直接液化

**章煤直接液化的基本原理 ／ 539

**节煤的分子结构与适宜直接液化的煤种 ／ 539

一、煤的大分子结构模型 ／ 539

二、适宜直接液化的煤种 ／ 541

三、煤种液化特性评价试验 ／ 542

第二节煤的直接液化反应机理和反应模型 ／ 545

一、反应机理 ／ 545

二、反应模型 ／ 546

第三节煤直接液化循环溶剂的作用和特点 ／ 546

一、煤炭加氢液化过程中溶剂的作用 ／ 546

二、循环溶剂的选择 ／ 546

第四节煤直接液化催化剂 ／ 547

一、廉价可弃性催化剂 ／ 548

二、高价可再生催化剂(Mo、Ni-Mo等) ／ 549

三、助催化剂 ／ 549

四、超细高分散铁系催化剂 ／ 549

第五节煤的溶剂抽提 ／ 550

参考文献 ／ 551



第二章煤炭直接液化工艺 ／ 552

**节基本工艺过程 ／ 552

第二节煤直接液化单段工艺 ／ 553

一、溶剂精炼煤法(SRC-Ⅰ和SRC-Ⅱ工艺) ／ 553

二、埃克森供氢溶剂法(EDS工艺) ／ 557

三、氢煤法(H-Coal工艺) ／ 559

四、IGOR 工艺 ／ 562

五、NEDOL工艺 ／ 564

六、熔融氯化锌催化液化工艺 ／ 568

七、苏联低压液化工艺 ／ 569

第三节煤直接液化两段工艺 ／ 571

一、催化两段液化工艺(CTSL工艺) ／ 571

二、HTI工艺 ／ 572

三、Kerr-McGee工艺 ／ 574

四、褐煤液化工艺(BCL) ／ 576

五、Pyrosol工艺 ／ 579

六、液体溶剂萃取工艺(LSE) ／ 581

第四节煤油共处理 ／ 582

一、日本通产省的MarkⅠ和MarkⅡ共处理工艺 ／ 583

二、Cherry-P工艺 ／ 583

三、溶剂分离工艺 ／ 583

四、Mobil共处理工艺 ／ 583

五、Pyrosol共处理工艺 ／ 584

六、Chevron共处理工艺 ／ 584

七、Lummus Crest共处理工艺 ／ 584

八、Alberta Research Council共处理工艺 ／ 584

九、CANMET共处理工艺 ／ 585

十、Rheinbraun共处理工艺 ／ 585

十一、TUC共处理工艺 ／ 585

十二、UOP煤浆-催化共处理工艺 ／ 585

十三、HRI共处理工艺 ／ 586

参考文献 ／ 586



第三章液化油提质加工 ／ 588

**节煤液化粗油的性质 ／ 589

第二节液化粗油提质加工研究 ／ 592

一、煤液化石脑油馏分的加工 ／ 592

二、煤液化中油的加工 ／ 592

三、煤液化重油的加工 ／ 595

第三节液化粗油提质加工工艺 ／ 597

一、日本的液化粗油提质加工工艺 ／ 597

二、中国的液化粗油提质加工工艺 ／ 599

第四节煤液化残渣的利用 ／ 601

参考文献 ／ 602



第四章煤直接液化主要设备 ／ 603

**节高压煤浆泵 ／ 603

第二节煤浆预热器 ／ 603

第三节反应器 ／ 604

一、反应器概述 ／ 604

二、反应器的模拟 ／ 605

三、反应器的工程放大 ／ 606

第四节减压阀 ／ 607

参考文献 ／ 608



第五章中国煤直接液化的研究与开发 ／ 609

**节适合加氢液化煤种的筛选与评价 ／ 609

第二节催化剂的筛选与开发 ／ 611

第三节煤液化油的提质加工 ／ 614

一、煤液化油的加氢精制 ／ 614

二、精制液化油的重整与催化裂化 ／ 616

第四节煤油共炼 ／ 617

第五节煤、油共炼(y-cco)工业示范项目 ／ 619

一、概述 ／ 619

二、技术创新点 ／ 619

三、工艺流程 ／ 620

四、项目建设规模及总投资 ／ 620

五、生产装置组成 ／ 621

六、原料及油品分析 ／ 621

七、考核标定结果(72h平均值) ／ 622

八、应用范围及发展前景 ／ 623

第六节煤直接液化示范厂可行性研究 ／ 623



第六章神华集团煤直接液化示范项目 ／ 624

**节技术原理及特点 ／ 624

一、采用人工合成高效液化催化剂 ／ 624

二、溶剂全部采用预加氢的供氢性溶剂 ／ 625

三、反应器采用内循环悬浮床 ／ 626

四、固液分离采用减压蒸馏 ／ 626

五、溶剂加氢采用强制循环悬浮床反应器 ／ 626

六、神华煤直接液化工艺的先进性 ／ 627

第二节工艺流程及说明 ／ 627

第三节主要设备及说明 ／ 629

一、强制循环悬浮床反应器 ／ 629

二、煤制氢设备 ／ 630

三、空分装置 ／ 630

第四节开发过程 ／ 631

一、BSU装置和运行 ／ 631

二、工艺包及基础设计 ／ 632

三、工艺技术成果鉴定 ／ 632

四、工艺试验装置 ／ 632

第五节工业示范项目建设规模及原材料、动力消耗 ／ 633

一、建设规模 ／ 633

二、原材料、动力消耗定额 ／ 633

第六节三废处理方法 ／ 633

一、酸性水处理方案 ／ 633

二、油灰渣处理方案 ／ 634

第七节工业示范项目运行情况 ／ 635

一、示范项目建设 ／ 635

二、产品方案 ／ 635

三、装置运行情况 ／ 635

四、消耗指标(以1t油品计) ／ 635

五、投资及效益 ／ 636



第六篇煤炭间接液化

**章概述 ／ 638

**节发展历史 ／ 638

一、F-T合成 ／ 638

二、F-T合成的历史 ／ 638

第二节经典F-T合成的特点 ／ 640

一、F-T合成产品的分布与组成 ／ 640

二、F-T合成反应的热力学特征 ／ 641

第三节煤间接液化研究进展 ／ 641

一、新型钴催化剂开发研究 ／ 641

二、F-T合成新工艺开发 ／ 642

三、国内F-T合成研究现状 ／ 642

第四节煤间接液化的发展前景 ／ 643

一、世界能源结构与特点 ／ 643

二、车用燃料的发展趋势与供需情况 ／ 643



第二章CO加H2合成液体燃料 ／ 644

**节煤间接液化的基本原理 ／ 644

一、化学反应过程 ／ 644

二、化学反应热力学 ／ 646

三、F-T合成反应机理 ／ 649

四、F-T合成产物分布特征 ／ 654

第二节F-T合成催化剂 ／ 665

一、F-T合成催化剂概述 ／ 665

二、F-T合成催化剂 ／ 668

第三节F-T合成反应器 ／ 673

一、F-T合成反应器概述 ／ 673

二、F-T合成反应器 ／ 673

第四节煤间接液化F-T合成工艺技术与参数 ／ 678

一、煤间接液化合成油工艺 ／ 678

二、煤间接液化合成工艺参数 ／ 685

第五节煤基合成油工艺软件的开发 ／ 688

参考文献 ／ 689



第三章中国煤基合成油工业技术开发进展 ／ 690

**节伊泰煤制油示范项目合成油技术 ／ 690

一、合成油工艺技术 ／ 691

二、主要技术经济指标 ／ 695

三、公用工程 ／ 697

四、环境保护 ／ 700

五、投资估算 ／ 701

六、运行指标 ／ 701

第二节兖矿能源科技公司煤间接液化技术 ／ 701

一、技术开发过程 ／ 701

二、费托合成原理及技术特点 ／ 703

三、中试及工业试验结果 ／ 705

四、应用前景 ／ 711

五、兖矿榆林400×104t/a煤制油示范项目 ／ 714

第三节陕西金巢投资公司煤制油技术 ／ 716

一、实验室和工业装置试验工作 ／ 716

二、金巢合成气制高纯蜡及清洁燃料油技术特点 ／ 716

三、实验室研究工作 ／ 717

四、工业试验 ／ 721

五、三废处理 ／ 734

六、工业示范装置考核测试 ／ 735

七、工业示范装置试验结论 ／ 736

八、总结 ／ 737

参考文献 ／ 737



第四章合成气费托合成蜡技术 ／ 738

**节技术发展沿革 ／ 738

第二节费托合成蜡的基本原理、技术特点及专利 ／ 738

第三节工艺流程说明、产品规格、工艺流程框图 ／ 740

一、工艺流程简述 ／ 740

二、合成工段 ／ 740

三、轻质烃精分 ／ 741

四、重质烃精分 ／ 742

五、合成蜡产品规格 ／ 743

第四节主要设备和操作条件 ／ 745

一、主要设备 ／ 745

二、操作条件 ／ 745

第五节消耗定额 ／ 746

第六节综合能耗 ／ 746

第七节工程化业绩 ／ 747

第八节山西煤化所10×104t/a费托蜡技术方案 ／ 747

一、建设规模 ／ 747

二、产品方案 ／ 747

三、技术选择 ／ 747

四、原料及动力消耗 ／ 747

五、项目总投资估算 ／ 748

六、初步经济评价 ／ 748



第五章神华宁煤400万吨/年煤间接液化示范项目 ／ 749

**节示范项目概况 ／ 749

一、技术来源及装置建设规模 ／ 749

二、示范项目综合指标 ／ 750

第二节生产工艺过程 ／ 750

一、煤制合成气(CO H2) ／ 750

二、费托合成油 ／ 750

三、400万吨煤制油工艺流程 ／ 752

四、工艺优化 ／ 752

第三节示范项目装置组成 ／ 752

一、工艺生产装置组成 ／ 752

二、主要设备规格表 ／ 752

三、公用工程 ／ 754

第四节 72h考核标定结果 ／ 754

一、标定过程 ／ 754

二、考核标定结果 ／ 754

三、三废处理 ／ 755

第五节科技成果鉴定 ／ 756



第七篇煤转化后加工产品

**章电石及乙炔 ／ 758

**节电石生产 ／ 758

一、电石的性质、用途及质量标准 ／ 758

二、反应原理及生产流程 ／ 760

三、电石生产技术 ／ 762

四、国外电石生产技术简况 ／ 770

第二节电石-乙炔 ／ 771

一、乙炔性质及用途 ／ 771

二、电石生产乙炔 ／ 773

第三节电石乙炔法制乙烯新工艺 ／ 774

一、电石乙炔法技术概述 ／ 774

二、工艺技术原理 ／ 775

三、工艺流程 ／ 775

四、关键技术 ／ 776

五、示范项目 ／ 776

六、乙炔加氢制乙烯 ／ 777

七、在建和运行工程 ／ 779

第四节电石的下游产品 ／ 779

一、石灰氮 ／ 779

二、双氰胺 ／ 780



第二章甲醇及下游产品 ／ 782

**节甲醇生产 ／ 782

一、甲醇的物理及化学性质 ／ 782

二、甲醇合成对原料气的要求 ／ 785

三、合成甲醇催化剂 ／ 786

四、甲醇合成反应原理 ／ 787

五、合成甲醇的工业方法 ／ 792

六、甲醇合成的工艺技术进展 ／ 800

七、甲醇生产特大型化技术 ／ 802

第二节甲醇的下游产品 ／ 802

一、甲醛及下游产品 ／ 802

二、酚醛树脂 ／ 807

三、聚甲醛 ／ 809

四、季戊四醇 ／ 812

五、乌洛托品(六亚甲基四胺) ／ 813

第三节醋酸及下游产品 ／ 814

一、醋酸生产 ／ 814

二、醋酐生产 ／ 818

三、醋酸乙烯 ／ 820

第四节甲醇单细胞蛋白 ／ 822

一、甲醇单细胞蛋白用途 ／ 822

二、甲醇蛋白的生产方法 ／ 823

三、主要原料和动力消耗 ／ 824

第五节甲基叔丁基醚 ／ 825

一、用途 ／ 825

二、生产工艺方法 ／ 826

第六节甲醇制聚甲氧基二甲醚 ／ 828

一、聚甲氧基二甲醚的优势及市场前景 ／ 828

二、清华大学-山东玉皇甲醇制聚甲氧基二甲醚技术 ／ 828

三、一期工程初步经济评价 ／ 830



第三章甲醇制低碳烯烃 ／ 831

**节序言 ／ 831

一、煤化工技术日趋成熟，并实现大型化 ／ 831

二、我国烯烃市场前景看好 ／ 831

第二节国外甲醇制低碳烯烃 ／ 832

一、UOP/Hydro的MTO技术与烯烃裂解的联合技术 ／ 832

二、Exxon Mobil公司的MTO技术 ／ 835

三、德国Lurgi公司MTP工艺技术 ／ 835

第三节大连化物所DMTO技术开发历程 ／ 836

一、固定床DMTO技术的研究与开发 ／ 836

二、流化床MTO技术的研究与开发 ／ 837

三、DO123催化剂的性能及特点 ／ 841

四、与国外同期结果的对比 ／ 843

第四节甲醇制低碳烯烃(DMTO)工艺技术特点 ／ 844

一、甲醇转化为烯烃的反应特征 ／ 844

二、甲醇制低碳烯烃(DMTO)工艺技术特点 ／ 845

第五节工业化生产的催化剂理化性质 ／ 846

第六节甲醇制低碳烯烃(DMTO)试验装置设计基础 ／ 847

一、DMTO工艺条件 ／ 847

二、DMTO物料平衡 ／ 848

三、其他 ／ 848

四、推荐进行DMTO工艺工业性试验的主要方案 ／ 849

第七节工业试验装置 ／ 850

一、工业试验装置概况 ／ 850

二、主要工艺流程简述 ／ 850

三、DMTO工艺工程技术开发的要点 ／ 852

四、工业化试验装置水平 ／ 853

五、建设大型化DMTO装置应该重点关注的问题 ／ 855

六、结论 ／ 855

第八节第二代技术(DMTO-Ⅱ)工业试验结果 ／ 855

一、DMTO-Ⅱ技术特征 ／ 855

二、DMTO-Ⅱ工业试验的目的 ／ 856

三、DMTO-Ⅱ装置工艺流程简图 ／ 856

四、DMTO-Ⅱ工业试验结果 ／ 857

五、DMTO-Ⅱ与MTO/OCP技术比较 ／ 858

六、小结 ／ 858

第九节其他制低碳烯烃技术 ／ 859

一、甲烷氧化偶联制低碳烯烃技术 ／ 859

二、甲烷氯化法制低碳烯烃技术 ／ 864

三、合成气制低碳烯烃技术 ／ 865

四、合成气经乙醇制乙烯技术 ／ 866

参考文献 ／ 866



第四章煤(甲醇)制烯烃工程示范 ／ 867

**节 国内甲醇制烯烃技术工业化发展 ／ 867

一、中科院大连化物所的DMTO、DMTO-Ⅱ技术 ／ 867

二、中石化SMTO/SMTP技术 ／ 868

三、清华大学FMTP技术 ／ 869

四、MTO烯烃分离技术 ／ 869

第二节 DMTO-Ⅱ工程化关键技术及工艺方案 ／ 869

一、工程化基本要点 ／ 869

二、基本流程 ／ 870

三、烯烃分离流程 ／ 873

第三节 DMTO原料、产品、催化剂及助剂 ／ 881

一、DMTO装置的原料 ／ 881

二、DMTO催化剂和惰性剂 ／ 882

三、产品规格 ／ 883

第四节煤(甲醇)制烯烃工业装置 ／ 885

第五节消耗定额和综合能耗 ／ 886

一、消耗定额 ／ 886

二、综合能耗 ／ 887

三、DMTO-Ⅰ示范项目运行考核数据 ／ 887

第六节DMTO-Ⅱ示范项目运行情况 ／ 888

一、DMTO-Ⅱ技术简介 ／ 888

二、产品方案及规模 ／ 888

三、主要生产装置构成 ／ 889

四、主要设备 ／ 889

五、主要原料、燃料消耗 ／ 890

六、占地面积、定员 ／ 890

七、投资概算 ／ 890

八、运行情况 ／ 890



第五章煤(甲醇)制丙烯(MTP)技术及示范项目 ／ 891

**节MTP技术现状 ／ 891

一、 Lurgi MTP技术 ／ 891

二、清华大学FMTP技术 ／ 892

三、上海石化院SMTP技术 ／ 892

第二节MTP技术特点 ／ 893

一、反应历程 ／ 893

二、影响因素 ／ 893

三、工艺特点 ／ 898

四、工业装置流程 ／ 899

第三节生产规模及产品构成 ／ 904 一、产品构成 ／ 904

二、产品规格 ／ 904

第四节MTP技术的优点与不足 ／ 906

一、技术优势 ／ 906

二、MTP工艺首次工业化存在的缺点 ／ 907

第五节MTP技术工业应用 ／ 907

一、工业化MTP装置 ／ 907

二、催化剂组成与性能 ／ 907

三、产品分布 ／ 908

四、产品性质 ／ 909

五、操作难点 ／ 910

参考文献 ／ 911



第六章煤(甲醇)制芳烃(MTA)技术 ／ 912

**节概述 ／ 912

一、我国芳烃产量、消费量 ／ 912

二、MTA技术开发 ／ 912

第二节FMTA工业试验 ／ 913

一、FMTA技术特点 ／ 913

二、工艺过程示意图 ／ 913

三、FMTA与石油制芳烃产品收率比较 ／ 914

四、物料平衡 ／ 914

五、72h考核数据 ／ 914

第三节FMTA大型工业化方案 ／ 914

一、工艺包编制 ／ 914

二、产品方案及规模 ／ 915

三、动力及物料消耗 ／ 915

四、综合指标(一期工程) ／ 915

第四节山西煤化所甲醇制芳烃技术(MTA) ／ 915

一、中科院山西煤化所MTA技术 ／ 915

二、MTA工业示范 ／ 916



第七章煤制乙醇技术及示范项目 ／ 917

**节概述 ／ 917

一、乙醇的用途 ／ 917

二、世界乙醇产量 ／ 917

第二节乙醇生产技术 ／ 917

一、传统发酵技术 ／ 917

二、合成气发酵技术 ／ 918

三、乙烯水合技术 ／ 918

四、合成气合成技术 ／ 918

五、醋酸加氢制乙醇技术 ／ 918

第三节兴化10×104t/a工业示范装置 ／ 919

一、技术特点 ／ 919

二、工艺过程 ／ 919


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