本書主要講解煤化工生產(chǎn)的反應(yīng)原理、生產(chǎn)實(shí)用工藝和主要生產(chǎn)設(shè)備，同時兼顧最新工藝技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用情況。全書分九章，分別介紹了緒論、煉焦及化學(xué)產(chǎn)品回收、煤的低溫干餾、煤的氣化、煤與碳一化學(xué)、碳一化學(xué)品合成技術(shù)、煤的直接液化、潔凈煤技術(shù)、煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)。
適讀人群 ：普通高等學(xué)校化學(xué)工程與工藝
簡練、實(shí)用，內(nèi)容新。
《煤化工工藝學(xué)》一書主要講解煤化工生產(chǎn)的反應(yīng)原理、生產(chǎn)實(shí)用工藝和主要生產(chǎn)設(shè)備，同時兼顧最新工藝技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用情況。其中生產(chǎn)實(shí)用工藝的講解是本書的重點(diǎn)。
本書的編排突出了兩個特點(diǎn)：一個是注重理論聯(lián)系實(shí)際，著重講解煤化工領(lǐng)域現(xiàn)行應(yīng)用的生產(chǎn)工藝，如化學(xué)產(chǎn)品回收中脫硫的HPF脫硫法、粗苯精制的低溫加氫工藝、低溫干餾中的蘭炭生產(chǎn)技術(shù)、神華集團(tuán)的煤炭直接液化技術(shù)和甲醇制烯烴工藝等；另一個是注重對煤化工專業(yè)領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)和新工藝的講解，如煤和碳一化學(xué)的關(guān)系、甲醇制汽油等甲醇化工技術(shù)等。
全書共分九章，分別介紹了緒論、煉焦及化學(xué)產(chǎn)品回收、煤的低溫干餾、煤的氣化、煤與碳一化學(xué)、碳一化學(xué)品合成技術(shù)、煤的直接液化、潔凈煤技術(shù)和煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)內(nèi)容。
本書可作為高等學(xué)校煤化工專業(yè)教材，也可供從事煤化工設(shè)計、生產(chǎn)、科研的技術(shù)人員及有關(guān)專業(yè)師生參考。
本書由遼寧科技學(xué)院鄂永勝、劉通任主編，田景利、王強(qiáng)參編。其中第1章、第5章和第6章由鄂永勝編寫，第4章、第7章和第8章由劉通編寫，第3章、第9章由田景利編寫，第2章由王強(qiáng)編寫。全書由遼寧科技學(xué)院賀鳳偉主審。
由于編者水平有限，書中難免有不當(dāng)之處，希望各位專家和讀者提出批評和指正。
編者
2015年1月
鄂永勝，遼寧科技學(xué)院。本人大學(xué)畢業(yè)后一直從事煤化工專業(yè)的教學(xué)和科研工作，具有較強(qiáng)的實(shí)踐和課堂教學(xué)能力，發(fā)表相關(guān)論文20多篇。
1緒論1
1.1煤及煤化工1
1.2煤化工發(fā)展史2
1.2.1初創(chuàng)時期3
1.2.2全面發(fā)展時期3
1.2.3蕭條時期4
1.2.4技術(shù)開發(fā)時期4
1.3傳統(tǒng)煤化工與現(xiàn)代煤化工4
1.4本書簡介6
參考文獻(xiàn)7
2煉焦及化學(xué)產(chǎn)品回收8
2.1概述8
2.1.1煉焦的發(fā)展8
2.1.2煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成與產(chǎn)率9
2.1.3回收與精制方法10
2.2煤的成焦過程11
2.2.1成焦過程基本概念11
2.2.2煤的黏結(jié)和半焦收縮11
2.2.3焦?fàn)t煤料中熱流動態(tài)12
2.2.4炭化室內(nèi)成焦特征13
2.2.5氣體析出途徑13
2.3焦?fàn)t結(jié)構(gòu)14
2.3.1焦?fàn)t整體結(jié)構(gòu)14
2.3.2煉焦?fàn)t的機(jī)械與設(shè)備17
2.4煉焦生產(chǎn)工藝25
2.4.1煤的工業(yè)分類25
2.4.2原料煤的特性25
2.4.3煉焦生產(chǎn)工藝26
2.5煉焦技術(shù)發(fā)展27
2.5.1改進(jìn)煉焦備煤28
2.5.2搗固煤煉焦29
2.5.3成型煤29
2.5.4選擇破碎30
2.5.5煤干燥預(yù)熱和調(diào)濕32
2.5.6干法熄焦33
2.5.7干法熄焦與煤預(yù)熱聯(lián)合34
2.5.8預(yù)熱壓塊分段煉焦34
2.5.9熱回收焦?fàn)t35
2.6粗煤氣的凈化35
2.6.1粗煤氣初步冷卻35
2.6.2焦油和氨水分離37
2.6.3煤氣輸送38
2.6.4煤氣脫焦油霧38
2.6.5煤氣除萘39
2.6.6脫硫（HPF脫硫法）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焦油組成及主要產(chǎn)品用途43
2.7.2焦油精制前的準(zhǔn)備45
2.7.3焦油蒸餾工藝流程45
2.7.4餾分脫酚和吡啶堿50
2.7.5粗酚的制取51
2.7.6精酚生產(chǎn)51
2.7.7吡啶精制53
2.7.8工業(yè)萘生產(chǎn)54
2.7.9精萘生產(chǎn)55
2.7.10粗蒽和精蒽57
2.8粗苯回收及精制59
2.8.1煤氣最終冷卻和除萘59
2.8.2粗苯吸收61
2.8.3富油脫苯61
2.8.4洗油再生62
2.8.5粗苯組成、產(chǎn)率和用途63
2.8.6粗苯精制63
2.8.7初步精餾64
2.8.8硫酸法精制64
2.8.9吹苯和最終精餾65
2.8.10粗苯催化加氫精制65
參考文獻(xiàn)72
3煤的低溫干餾73
3.1煤低溫干餾介紹73
3.1.1煤低溫干餾概述73
3.1.2低溫干餾的歷史及展望74
3.1.3低溫干餾的產(chǎn)品74
3.2低溫干餾生產(chǎn)工藝75
3.2.1氣體熱載體直立爐工藝76
3.2.2內(nèi)熱式固體熱載體工藝76
3.2.3外熱式立式爐79
3.2.4多段回轉(zhuǎn)爐熱解工藝（MRF工藝）79
3.3蘭炭生產(chǎn)工藝80
3.3.1蘭炭生產(chǎn)概述80
3.3.2蘭炭與焦炭區(qū)別81
3.3.3蘭炭生產(chǎn)的爐型83
3.3.4蘭炭生產(chǎn)工藝84
參考文獻(xiàn)86
4煤的氣化87
4.1概述87
4.2煤氣化的基本原理88
4.2.1煤氣化過程88
4.2.2基本化學(xué)反應(yīng)90
4.2.3氣化方法91
4.3固定床氣化法95
4.3.1發(fā)生爐煤氣95
4.3.2水煤氣99
4.3.3兩段式完全氣化爐103
4.3.4加壓氣化原理與工藝105
4.3.5加壓液態(tài)排渣氣化爐108
4.4流化床氣化法109
4.4.1常壓流化床氣化原理110
4.4.2常壓流化床(溫克勒爐)氣化工藝110
4.4.3高溫溫克勒(HTW)氣化法113
4.4.4灰團(tuán)聚氣化法115
4.5氣流床氣化法117
4.5.1基本原理和特點(diǎn)117
4.5.2K-T氣化法117
4.5.3Shell煤氣化工藝121
4.5.4GSP粉煤氣化法123
4.5.5德士古(Texaco)氣化法125
4.6煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電128
4.6.1煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電過程128
4.6.2IGCC工藝操作條件對系統(tǒng)效率的影響129
4.6.3對煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝的評價129
4.7煤炭地下氣化130
4.7.1地下氣化的原理130
4.7.2地下氣化方法131
4.7.3影響因素132
4.8煤的氣化方法的評價與選擇132
4.8.1煤氣化的工藝技術(shù)和特性132
4.8.2原料煤對不同氣化過程的影響133
4.8.3過程消耗133
4.8.4產(chǎn)品煤氣的凈化和后匹配134
4.8.5選擇氣化方法的判據(jù)134
參考文獻(xiàn)135
5煤與碳一化學(xué)136
5.1概述136
5.2合成氣的凈化137
5.2.1原料氣脫硫138
5.2.2原料氣變換141
5.2.3變換氣中CO2的脫除148
5.2.4原料氣的精制151
5.3費(fèi)托合成152
5.3.1費(fèi)托合成簡介152
5.3.2費(fèi)托合成原理154
5.3.3費(fèi)托合成催化劑154
5.3.4費(fèi)托合成反應(yīng)器155
5.3.5費(fèi)托合成工藝159
5.3.6國內(nèi)費(fèi)托合成技術(shù)162
5.4煤氣的甲烷化163
5.4.1煤制甲烷的發(fā)展歷史163
5.4.2煤制甲烷基本原理164
5.4.3催化劑164
5.4.4工藝流程165
5.5合成氨167
5.5.1合成氨的催化機(jī)理167
5.5.2合成氨催化劑的組成和還原168
5.5.3氨合成反應(yīng)的化學(xué)平衡168
5.5.4影響合成操作的各種因素169
5.5.5氨合成塔170
5.5.6氨合成過程的基本工藝步驟170
5.5.7合成氨工業(yè)發(fā)展前景172
5.6合成甲醇174
5.6.1合成甲醇簡介174
5.6.2甲醇合成化學(xué)反應(yīng)174
5.6.3催化劑及反應(yīng)條件175
5.6.4反應(yīng)器176
5.6.5合成甲醇工藝流程178
5.6.6低溫液相合成甲醇180
參考文獻(xiàn)182
6碳一化學(xué)品合成技術(shù)183
6.1二甲醚生產(chǎn)技術(shù)183
6.1.1二甲醚生產(chǎn)簡介183
6.1.2二甲醚生產(chǎn)原理183
6.1.3二甲醚生產(chǎn)工藝184
6.1.4國內(nèi)二甲醚新工藝開發(fā)情況186
6.2甲醇制烯烴187
6.2.1甲醇制烯烴簡介概述187
6.2.2MTO生產(chǎn)原理188
6.2.3甲醇制烯烴催化劑188
6.2.4MTO生產(chǎn)工藝流程189
6.3甲醇轉(zhuǎn)化成汽油193
6.3.1MTG概述193
6.3.2MTG反應(yīng)原理194
6.3.3MTG催化劑194
6.3.4MTG反應(yīng)器195
6.3.5現(xiàn)有的MTG工藝路線195
6.3.6國內(nèi)MTG一步法新工藝中試情況198
6.3.7新西蘭天然氣制甲醇和汽油裝置的有關(guān)情況199
6.4乙醇的合成200
6.4.1發(fā)酵法200
6.4.2乙烯水合法201
6.4.3合成氣法201
6.5乙二醇的合成202
6.5.1乙二醇202
6.5.2乙二醇的合成技術(shù)203
6.5.3合成氣合成乙二醇未來展望206
6.6醋酸的合成206
6.6.1醋酸206
6.6.2醋酸的合成技術(shù)206
6.6.3醋酸合成的未來展望209
6.7碳酸二甲酯的合成210
6.7.1碳酸二甲酯210
6.7.2生產(chǎn)工藝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羰基合成系列產(chǎn)品220
6.9碳一化學(xué)發(fā)展前景220
參考文獻(xiàn)221
7煤的直接液化222
7.1概述222
7.1.1煤直接液化的意義222
7.1.2煤直接液化的發(fā)展概況222
7.2煤直接液化的原理223
7.2.1煤與石油的比較223
7.2.2煤加氫液化中的主要反應(yīng)224
7.2.3煤加氫液化的反應(yīng)產(chǎn)物227
7.2.4煤加氫液化的反應(yīng)歷程228
7.3煤直接液化工藝229
7.3.1德國煤直接液化老工藝229
7.3.2德國直接液化新工藝231
7.3.3美國溶劑精煉煤法233
7.3.4氫煤法235
7.3.5供氫溶劑法237
7.3.6NEDOL 法238
7.3.7兩段集成液化法239
7.3.8煤和渣油的聯(lián)合加工240
7.3.9美國HTI工藝241
7.4煤直接液化的反應(yīng)器和催化劑242
7.4.1典型工藝的反應(yīng)器類型242
7.4.2催化劑245
7.5中國神華煤直接液化項目介紹247
7.5.1項目概況247
7.5.2項目進(jìn)展247
7.5.3神華煤直接液化工藝流程248
7.5.4神華煤直接液化工藝特點(diǎn)249
7.5.5神華煤直接液化項目經(jīng)濟(jì)性250
7.6煤炭液化技術(shù)比較251
7.6.1不同的工藝及生產(chǎn)過程251
7.6.2對煤種的不同要求251
7.6.3不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)252
7.6.4對多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的不同影響252
7.6.5工藝選擇253
參考文獻(xiàn)253
8潔凈煤技術(shù)254
8.1概述254
8.1.1潔凈煤技術(shù)內(nèi)容254
8.1.2潔凈煤技術(shù)發(fā)展概況255
8.1.3中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的必要性256
8.2煤炭洗選技術(shù)256
8.2.1煤炭洗選的必要性257
8.2.2煤炭洗選方法258
8.2.3洗煤廠工藝流程259
8.2.4煤炭主洗設(shè)備及發(fā)展趨勢260
8.3粉煤成型技術(shù)264
8.3.1型煤生產(chǎn)方法264
8.3.2生產(chǎn)型煤工藝流程265
8.3.3型煤黏結(jié)劑265
8.3.4型煤成型設(shè)備266
8.4水煤漿技術(shù)267
8.4.1水煤漿的由來及發(fā)展267
8.4.2水煤漿制備工藝及設(shè)備267
8.4.3水煤漿的性質(zhì)及添加劑268
8.4.4水煤漿的應(yīng)用268
8.4.5有關(guān)水煤漿燃料的評價269
參考文獻(xiàn)269
9煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)270
9.1環(huán)境保護(hù)概述270
9.1.1我國環(huán)境形勢270
9.1.2環(huán)境問題的主觀因素270
9.1.3煤化工與環(huán)境污染271
9.2煤化工生產(chǎn)中的主要污染物272
9.2.1煤制焦過程的污染物272
9.2.2煤制氣過程的污染物273
9.2.3煤制油過程的污染物274
9.2.4煤燃燒過程的主要污染物274
9.3煤化工污染的防治274
9.4煤化工的“三廢”治理275
9.4.1煤化工廢水治理275
9.4.2廢氣治理措施277
9.4.3固體廢物治理措施277
參考文獻(xiàn)278
6碳一化學(xué)品合成技術(shù)
6.1二甲醚生產(chǎn)技術(shù)
6.1.1概述
二甲醚簡稱DME，是一種無毒醚類化合物，它從煤、天然氣等多種資源中制取。二甲醚是重要的化工原料，可用于許多精細(xì)化學(xué)品的合成，如制備低碳稀烴、二甲醚還可羰基化、烴基化、氧化生成一系列有機(jī)化工產(chǎn)品；同時在制藥、燃料、農(nóng)藥等工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途，可以用作氣霧劑的拋射劑、發(fā)泡劑等，代替氟利昂作為致冷劑。由于二甲醚有優(yōu)良的燃燒性能，能實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒，在交通運(yùn)輸、發(fā)電、民用、燃?xì)獾阮I(lǐng)域有著十分美好的應(yīng)用前景。
二甲醚含氧量為34.8%，組分單一，碳鏈短，燃燒性能良好，熱效率高，燃燒過程中無殘液，無黑煙，是一種優(yōu)質(zhì)、清潔的燃料。二甲醚可用作汽車燃料、民用燃?xì)�。二甲醚有很高的十六烷值可作為汽車燃料使用，尾氣排放能夠達(dá)到歐Ш排放標(biāo)準(zhǔn)，替代柴油時十六烷值比柴油高10%，發(fā)動機(jī)爆發(fā)力大，性能好。二甲醚作為民用燃料可具備燃燒充分、無殘液、不析碳的優(yōu)點(diǎn)。DME目前主要應(yīng)用于氣霧劑、發(fā)泡劑、化學(xué)中間體和燃料，其中目前民用燃料的用量最大，我國用于民用燃?xì)獾腄ME約占總產(chǎn)量的80%以上。
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