《煤化工概論》主要針對化工類高職高專學生,全面介紹了煤化工工藝與技術、產(chǎn)品生產(chǎn)及環(huán)保等知識。內容包括煤的焦化、煤的低溫熱解、煤的氣化、煤的直接液化、煤的間接液化等技術與工藝;煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制烯烴、煤制天然氣和煤基碳素材料等重點煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)及煤化工過程污染與控制等。其中重要章節(jié)增加了相關工藝成果以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)、前沿技術研究等內容。鑒于本教材的概論定位,全書在深度上力求適度和夠用、廣度上力求全面的基礎上突出重點,內容突出生產(chǎn),簡化理論,以新型現(xiàn)代煤化工技術與工藝介紹為主。為方便教學,本書配有電子課件。
適讀人群 :本書可作為高職高專院;ぜ夹g類專業(yè)及相關專業(yè)的教學用書,亦可作為五年制高職、成人教育化工類專業(yè)的教材,還可供化工生產(chǎn)技術領域的從業(yè)人員及管理人員學習參考。
《煤化工概論》作為生物醫(yī)藥化工大類高職高專層次及相關高職專業(yè)人才培養(yǎng)的一門專業(yè)課程,其任務是通過本門課程的學習使學生能夠了解、掌握現(xiàn)代煤化工工藝技術、產(chǎn)品生產(chǎn)及安全與環(huán)保等內容。為反映現(xiàn)代煤化工技術的新發(fā)展以及前沿動態(tài),本教材吸納了部分現(xiàn)代煤化工典型生產(chǎn)工藝,鑒于傳統(tǒng)煤化工在其他教材中多有成熟完善的介紹,故本教材給予現(xiàn)代煤化工較多篇幅。
本書是在現(xiàn)代職業(yè)教育理念指導下,結合現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的行業(yè)特點,根據(jù)高職高專教育教學對專業(yè)教材編寫的新要求而編寫。建議教學時數(shù)為70~120學時,可根據(jù)專業(yè)的實際需求進行學時調整。
通過煤化工概論課程的學習使學生能夠了解、掌握現(xiàn)代煤化工工藝技術、產(chǎn)品生產(chǎn)及安全與環(huán)保等內容。為反映現(xiàn)代煤化工技術的最新發(fā)展以及前沿動態(tài),本教材吸納了部分現(xiàn)代煤化工典型生產(chǎn)工藝,鑒于傳統(tǒng)煤化工在其他教材中多有成熟完善的介紹,故本教材給予了現(xiàn)代煤化工較多篇幅。
本書內容包括緒論共十二章。第一篇煤化工技術與工藝部分包括煤的焦化、煤的低溫干餾、煤的氣化、煤的間接液化、煤的直接液化等技術與工藝;第二篇煤化工產(chǎn)品與生產(chǎn)部分包括甲醇及下游產(chǎn)品、煤制乙二醇、煤制烯烴、煤制天然氣和煤制碳素產(chǎn)品等重點煤化工產(chǎn)品及生產(chǎn)以及煤化工過程污染與控制。
本書由榆林職業(yè)技術學院李建法主編并負責全書的統(tǒng)稿,寧夏職業(yè)技術學院周潔主審。緒論、第二章、第六章、第八章和第九章由榆林職業(yè)技術學院李建法編寫,第一章由鄂爾多斯職業(yè)學院馬桂香編寫,第三章由寧夏工業(yè)學院劉春穎、神華寧夏煤業(yè)集團煤制油氣化廠呂正編寫,第四章、第五章由蘭州石化職業(yè)技術學院張偉偉編寫,第七章由寧夏工業(yè)職業(yè)學院康蕾編寫,第十章由延安職業(yè)技術學院徐仿海編寫,第十一章由榆林職業(yè)技術學院高玫香編寫。
本書在編寫過程中,參考了國內外許多同行的多種文獻;神華寧煤煤制油廠的羅文保、榆林職業(yè)技術學院教師武瑞等在本書編寫過程中提出寶貴意見,榆林職業(yè)技術學院對本書出版給予了大力支持,化學工業(yè)出版社的編輯對本書的出版付出了辛勤的勞動,在此一并致謝!
由于編者水平有限,書中疏漏、不當之處在所難免,歡迎各位讀者、同行、老師和專家批評指正。
編者
2017.10
李建法,榆林職業(yè)技術學院,系主任、副教授,1995年至今一直從事石油化工、煤化工職業(yè)教育教學工作;
2005年參編全國技工院校高級工通用教材《有機化工工藝》;
2013年主持榆林市科技項目《基于技能減排理念的乙酸提餾塔廢酸綜合回收利用技術研究》;
2014年作為領導小組成員參與榆林市“榆林煤”地方標準的制定。
緒論001
一、我國的煤炭資源001
二、煤化工簡述002
第一篇 煤化工技術與工藝
第一章煤的焦化007
第一節(jié)煤的焦化概述007
一、煤的熱解及分類007
二、煤的焦化008
三、室式結焦過程010
第二節(jié)煉焦工藝技術012
一、焦爐裝煤012
二、焦爐出焦013
三、熄焦014
四、篩焦016
五、焦爐操作中的時間概念017
第三節(jié)煉焦新技術與工藝018
一、搗固煉焦018
二、干燥、預熱煤煉焦019
三、配型煤煉焦020
四、配添加物煉焦021
五、連續(xù)層狀煉焦021
六、大型煉焦技術022
七、幾種新型煉焦技術023
思考題025
第二章煤的低溫干餾026
第一節(jié)煤的低溫干餾概述026
一、煤的低溫干餾026
二、煤的低溫干餾產(chǎn)品028
第二節(jié)煤的低溫干餾工藝030
一、低溫干餾的影響因素030
二、低溫干餾爐及工藝032
三、蘭炭生產(chǎn)工藝035
四、低溫干餾多聯(lián)產(chǎn)模式038
第三節(jié)低溫干餾產(chǎn)品的利用039
一、半焦的應用039
二、低溫煤焦油的利用042
第四節(jié)低溫煤焦油加氫043
一、低溫煤焦油加氫043
二、低溫煤焦油加氫工藝流程045
思考題048
第三章煤的氣化049
第一節(jié)煤的氣化概述049
一、煤炭氣化的基本原理049
二、煤炭氣化方法的分類051
第二節(jié)典型煤氣化技術054
一、常壓固定床氣化技術054
二、碎煤固定床加壓氣化技術055
三、流化床氣化技術057
四、氣流床煤氣化技術060
第三節(jié)其他煤氣化技術076
一、地下煤氣化技術076
二、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電078
第四節(jié)煤氣的凈化079
一、一氧化碳變換079
二、煤氣脫硫081
思考題084
第四章煤的間接液化085
第一節(jié)煤間接液化概述085
一、煤的間接液化085
二、煤間接液化發(fā)展簡史085
第二節(jié)煤間接液化原理086
一、煤間接液化過程086
二、F-T合成反應088
第三節(jié)F-T合成催化劑088
一、F-T合成催化劑的組成088
二、F-T合成催化劑的失活、中毒和再生089
第四節(jié)F-T合成的影響因素090
一、不同反應器的影響090
二、原料氣的組成091
三、反應溫度的影響091
四、操作壓力的影響092
五、空間速度的影響092
第五節(jié)F-T合成工藝093
一、SASOL合成工藝093
二、殼牌公司的SMDS合成工藝094
三、上海兗礦能源科技公司低溫煤間接液化工藝095
四、中國科學院山西煤炭化學研究所漿態(tài)床合成技術的開發(fā)096
第六節(jié)煤的液化工藝技術比較096
一、煤的液化工藝比較096
二、煤的液化產(chǎn)品對比097
三、產(chǎn)品質量對比097
四、合成技術經(jīng)濟對比097
思考題098
第五章煤的直接液化099
第一節(jié)煤直接液化概述099
一、國外煤炭直接液化概況099
二、中國煤炭直接液化技術開發(fā)概況101
第二節(jié)煤直接液化原理102
一、煤加氫液化的主要反應102
二、煤加氫液化的反應產(chǎn)物103
第三節(jié)煤直接液化催化劑104
一、工業(yè)催化劑的性能要求和組成部分104
二、催化劑的作用105
第四節(jié)煤直接液化的影響因素105
一、原料煤的影響106
二、供氫溶劑的影響106
三、操作條件的影響107
第五節(jié)煤炭直接液化工藝108
一、煤直接催化加氫工藝108
二、煤加氫抽提液化工藝110
三、中國神華煤直接液化工藝111
四、其他液化方法113
思考題114
第二篇 煤化工產(chǎn)品與生產(chǎn)
第六章甲醇及下游產(chǎn)品115
第一節(jié)甲醇概述115
一、甲醇的性質和用途115
二、甲醇生產(chǎn)趨勢118
第二節(jié)甲醇合成119
一、甲醇合成原理119
二、甲醇合成催化劑120
三、甲醇合成的工藝條件122
四、甲醇合成反應器124
第三節(jié)甲醇生產(chǎn)工藝124
一、甲醇合成的生產(chǎn)工藝124
二、甲醇精餾128
三、甲醇合成的工藝技術進展132
第四節(jié)甲醇下游產(chǎn)品及生產(chǎn)133
一、乙酸133
二、二甲醚142
三、甲醛148
四、甲基叔丁基醚150
思考題151
第七章煤制乙二醇153
第一節(jié)概述153
一、乙二醇的性質和用途153
二、乙二醇的生產(chǎn)方法153
第二節(jié)煤制乙二醇154
一、煤制乙二醇技術開發(fā)狀況154
二、草酸酯氣相加氫制乙二醇生產(chǎn)工藝技術進展158
三、國內煤基乙二醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展159
思考題161
第八章煤制烯烴162
第一節(jié)概述162
一、煤制烯烴概述162
二、甲醇制烯烴技術及發(fā)展162
第二節(jié)甲醇制烯烴164
一、甲醇制烯烴基本原理164
二、甲醇制烯烴催化劑165
三、甲醇制烯烴工藝條件166
四、甲醇制烯烴工藝流程166
五、甲醇制烯烴主要設備173
第三節(jié)甲醇制丙烯173
一、甲醇制丙烯技術概述173
二、甲醇制丙烯工藝流程及主要設備174
三、中國MTP工業(yè)化示范項目175
四、MTO和MTP技術比較177
思考題178
第九章煤制天然氣179
第一節(jié)天然氣概述179
一、天然氣179
二、煤制天然氣180
第二節(jié)煤制天然氣工藝182
一、煤制代用天然氣(SNG)技術概述182
二、甲烷化工藝183
三、丹麥托普索TREMPTM技術188
四、美國巨點能源公司藍氣(BluegasTM)技術189
第三節(jié)甲烷化反應器及催化劑190
一、甲烷化反應器190
二、甲烷化反應催化劑191
思考題192
第十章煤制碳素產(chǎn)品193
第一節(jié)碳素產(chǎn)品概述193
一、碳素產(chǎn)品的性質193
二、碳素產(chǎn)品的種類和用途194
第二節(jié)碳素產(chǎn)品的生產(chǎn)195
一、電極炭195
二、活性炭200
三、碳分子篩206
四、碳素纖維208
五、炭黑210
六、碳素糊類制品213
思考題214
第十一章煤化工過程污染與控制215
第一節(jié)煤化工過程污染物來源215
一、煤焦化過程污染物來源215
二、煤氣化過程污染物來源216
三、煤液化過程污染物來源217
四、煤燃燒過程污染物來源217
第二節(jié)廢水處理技術及工藝217
一、廢水處理技術217
二、煤化工典型廢水處理工藝220
第三節(jié)煤化工廢氣治理技術及工藝224
一、煤化工廢氣治理基本方法224
二、煤化工過程中的典型廢氣治理技術225
第四節(jié)煤化工廢液廢渣污染物處理與利用233
一、廢液廢渣常見的處理方法234
二、煤化工過程廢液廢渣綜合利用234
思考題235
參考文獻236