本書主要講解煤化工生產(chǎn)的反應原理、生產(chǎn)實用工藝和主要生產(chǎn)設備，同時兼顧最新工藝技術的開發(fā)和應用情況。全書分九章，分別介紹了緒論、煉焦及化學產(chǎn)品回收、煤的低溫干餾、煤的氣化、煤與碳一化學、碳一化學品合成技術、煤的直接液化、潔凈煤技術、煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護。
適讀人群 ：普通高等學校化學工程與工藝
簡練、實用，內容新。
《煤化工工藝學》一書主要講解煤化工生產(chǎn)的反應原理、生產(chǎn)實用工藝和主要生產(chǎn)設備，同時兼顧最新工藝技術的開發(fā)和應用情況。其中生產(chǎn)實用工藝的講解是本書的重點。
本書的編排突出了兩個特點：一個是注重理論聯(lián)系實際，著重講解煤化工領域現(xiàn)行應用的生產(chǎn)工藝，如化學產(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、神華集團的煤炭直接液化技術和甲醇制烯烴工藝等；另一個是注重對煤化工專業(yè)領域的新知識、新技術和新工藝的講解，如煤和碳一化學的關系、甲醇制汽油等甲醇化工技術等。
全書共分九章，分別介紹了緒論、煉焦及化學產(chǎn)品回收、煤的低溫干餾、煤的氣化、煤與碳一化學、碳一化學品合成技術、煤的直接液化、潔凈煤技術和煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護內容。
本書可作為高等學校煤化工專業(yè)教材，也可供從事煤化工設計、生產(chǎn)、科研的技術人員及有關專業(yè)師生參考。
本書由遼寧科技學院鄂永勝、劉通任主編，田景利、王強參編。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章由王強編寫。全書由遼寧科技學院賀鳳偉主審。
由于編者水平有限，書中難免有不當之處，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，遼寧科技學院。本人大學畢業(yè)后一直從事煤化工專業(yè)的教學和科研工作，具有較強的實踐和課堂教學能力，發(fā)表相關論文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7
2煉焦及化學產(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煤的黏結和半焦收縮11
2.2.3焦爐煤料中熱流動態(tài)12
2.2.4炭化室內成焦特征13
2.2.5氣體析出途徑13
2.3焦爐結構14
2.3.1焦爐整體結構14
2.3.2煉焦爐的機械與設備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煉焦技術發(fā)展27
2.5.1改進煉焦備煤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煤干燥預熱和調濕32
2.5.6干法熄焦33
2.5.7干法熄焦與煤預熱聯(lián)合34
2.5.8預熱壓塊分段煉焦34
2.5.9熱回收焦爐35
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基本化學反應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灰團聚氣化法115
4.5氣流床氣化法117
4.5.1基本原理和特點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135
5煤與碳一化學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費托合成152
5.3.1費托合成簡介152
5.3.2費托合成原理154
5.3.3費托合成催化劑154
5.3.4費托合成反應器155
5.3.5費托合成工藝159
5.3.6國內費托合成技術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氨合成反應的化學平衡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甲醇合成化學反應174
5.6.3催化劑及反應條件175
5.6.4反應器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182
6碳一化學品合成技術183
6.1二甲醚生產(chǎn)技術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甲醇轉化成汽油193
6.3.1MTG概述193
6.3.2MTG反應原理194
6.3.3MTG催化劑194
6.3.4MTG反應器195
6.3.5現(xiàn)有的MTG工藝路線195
6.3.6國內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碳一化學發(fā)展前景220
參考文獻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224
7.2.3煤加氫液化的反應產(chǎn)物227
7.2.4煤加氫液化的反應歷程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煤直接液化的反應器和催化劑242
7.4.1典型工藝的反應器類型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249
7.5.5神華煤直接液化項目經(jīng)濟性250
7.6煤炭液化技術比較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)品結構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253
8潔凈煤技術254
8.1概述254
8.1.1潔凈煤技術內容254
8.1.2潔凈煤技術發(fā)展概況255
8.1.3中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g的必要性256
8.2煤炭洗選技術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煤炭主洗設備及發(fā)展趨勢260
8.3粉煤成型技術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型煤黏結劑265
8.3.4型煤成型設備266
8.4水煤漿技術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備267
8.4.3水煤漿的性質及添加劑268
8.4.4水煤漿的應用268
8.4.5有關水煤漿燃料的評價269
參考文獻269
9煤化工生產(chǎn)與環(huán)境保護270
9.1環(huán)境保護概述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278
6碳一化學品合成技術
6.1二甲醚生產(chǎn)技術
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，可用于許多精細化學品的合成，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化工產(chǎn)品；同時在制藥、燃料、農(nóng)藥等工業(yè)中有許多獨特的用途，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，能實現(xiàn)高效清潔燃燒，在交通運輸、發(fā)電、民用、燃氣等領域有著十分美好的應用前景。
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、清潔的燃料。二甲醚可用作汽車燃料、民用燃氣。二甲醚有很高的十六烷值可作為汽車燃料使用，尾氣排放能夠達到歐Ш排放標準，替代柴油時十六烷值比柴油高10%，發(fā)動機爆發(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。DME目前主要應用于氣霧劑、發(fā)泡劑、化學中間體和燃料，其中目前民用燃料的用量最大，我國用于民用燃氣的DME約占總產(chǎn)量的80%以上。
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