適讀人群 :本書可作為高職高專院校化工技術(shù)類專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)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(shù)領(lǐng)域的從業(yè)人員及管理人員學(xué)習(xí)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(guān)高職專業(yè)人才培養(yǎng)的一門專業(yè)課程,其任務(wù)是通過本門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠了解、掌握現(xiàn)代煤化工工藝技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)及安全與環(huán)保等內(nèi)容。為反映現(xiàn)代煤化工技術(shù)的新發(fā)展以及前沿動(dòng)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(dǎo)下,結(jié)合現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的行業(yè)特點(diǎn),根據(jù)高職高專教育教學(xué)對(duì)專業(yè)教材編寫的新要求而編寫。建議教學(xué)時(shí)數(shù)為70~120學(xué)時(shí),可根據(jù)專業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行學(xué)時(shí)調(diào)整。
通過煤化工概論課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠了解、掌握現(xiàn)代煤化工工藝技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)及安全與環(huán)保等內(nèi)容。為反映現(xiàn)代煤化工技術(shù)的最新發(fā)展以及前沿動(dòng)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(nèi)容包括緒論共十二章。第一篇煤化工技術(shù)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(shù)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(diǎn)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(shù)學(xué)院李建法主編并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿,寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)學(xué)院李建法編寫,第一章由鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院馬桂香編寫,第三章由寧夏工業(yè)學(xué)院劉春穎、神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)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(shù)學(xué)院張偉偉編寫,第七章由寧夏工業(yè)職業(yè)學(xué)院康蕾編寫,第十章由延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐仿海編寫,第十一章由榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院高玫香編寫。
本書在編寫過程中,參考了國(guó)內(nèi)外許多同行的多種文獻(xiàn);神華寧煤煤制油廠的羅文保、榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)學(xué)院對(duì)本書出版給予了大力支持,化學(xué)工業(yè)出版社的編輯對(duì)本書的出版付出了辛勤的勞動(dòng),在此一并致謝!
由于編者水平有限,書中疏漏、不當(dāng)之處在所難免,歡迎各位讀者、同行、老師和專家批評(píng)指正。
編者
2017.10
緒論001
一、我國(guó)的煤炭資源001
二、煤化工簡(jiǎn)述002
第一篇 煤化工技術(shù)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(jié)焦過程010
第二節(jié)煉焦工藝技術(shù)012
一、焦?fàn)t裝煤012
二、焦?fàn)t出焦013
三、熄焦014
四、篩焦016
五、焦?fàn)t操作中的時(shí)間概念017
第三節(jié)煉焦新技術(shù)與工藝018
一、搗固煉焦018
二、干燥、預(yù)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(shù)022
七、幾種新型煉焦技術(shù)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(yīng)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(shù)054
一、常壓固定床氣化技術(shù)054
二、碎煤固定床加壓氣化技術(shù)055
三、流化床氣化技術(shù)057
四、氣流床煤氣化技術(shù)060
第三節(jié)其他煤氣化技術(shù)076
一、地下煤氣化技術(shù)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(jiǎn)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(yīng)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(yīng)器的影響090
二、原料氣的組成091
三、反應(yīng)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(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所漿態(tài)床合成技術(shù)的開發(fā)096
第六節(jié)煤的液化工藝技術(shù)比較096
一、煤的液化工藝比較096
二、煤的液化產(chǎn)品對(duì)比097
三、產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比097
四、合成技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)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(guó)外煤炭直接液化概況099
二、中國(guó)煤炭直接液化技術(shù)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(yīng)102
二、煤加氫液化的反應(yīng)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(guó)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(zhì)和用途115
二、甲醇生產(chǎn)趨勢(shì)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(yīng)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(shù)進(jìn)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(zhì)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(shù)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(shù)進(jìn)展158
三、國(guó)內(nèi)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(shù)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(shè)備173
第三節(jié)甲醇制丙烯173
一、甲醇制丙烯技術(shù)概述173
二、甲醇制丙烯工藝流程及主要設(shè)備174
三、中國(guó)MTP工業(yè)化示范項(xiàng)目175
四、MTO和MTP技術(shù)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(shù)概述182
二、甲烷化工藝183
三、丹麥托普索TREMPTM技術(shù)188
四、美國(guó)巨點(diǎn)能源公司藍(lán)氣(BluegasTM)技術(shù)189
第三節(jié)甲烷化反應(yīng)器及催化劑190
一、甲烷化反應(yīng)器190
二、甲烷化反應(yīng)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(zhì)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(shù)及工藝217
一、廢水處理技術(shù)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(shù)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(shù)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(xiàn)236