煤化工概论(李建法)

《煤化工概论》作为生物医药化工大类高职高专层次及相关高职专业人才培养的一门专业课程，其任务是通过本门课程的学习使学生能够了解、掌握现代煤化工工艺技术、产品生产及安全与环保等内容。为反映现代煤化工技术的新发展以及前沿动态，本教材吸纳了部分现代煤化工典型生产工艺，鉴于传统煤化工在其他教材中多有成熟完善的介绍，故本教材给予现代煤化工较多篇幅。 

《煤化工概论》主要针对化工类高职高专学生，全面介绍了煤化工工艺与技术、产品生产及环保等知识。内容包括煤的焦化、煤的低温热解、煤的气化、煤的直接液化、煤的间接液化等技术与工艺；煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制天然气和煤基碳素材料等重点煤化工产品生产及煤化工过程污染与控制等。其中重要章节增加了相关工艺*成果以及产业发展动态、前沿技术研究等内容。鉴于本教材的概论定位，全书在深度上力求适度和够用、广度上力求全面的基础上突出重点，内容突出生产，简化理论，以新型现代煤化工技术与工艺介绍为主。为方便教学，本书配有电子课件。

李建法，榆林职业技术学院，系主任、副教授，1995年至今一直从事石油化工、煤化工职业教育教学工作；2005年参编全国技工院校高级工通用教材《有机化工工艺》；2013年主持榆林市科技项目《基于技能减排理念的乙酸提馏塔废酸综合回收利用技术研究》；2014年作为领导小组成员参与榆林市“榆林煤”地方标准的制定。

绪论001

一、我国的煤炭资源001

二、煤化工简述002

篇 煤化工技术与工艺

章煤的焦化007

节煤的焦化概述007

一、煤的热解及分类007

二、煤的焦化008

三、室式结焦过程010

第二节炼焦工艺技术012

一、焦炉装煤012

二、焦炉出焦013

三、熄焦014

四、筛焦016

五、焦炉操作中的时间概念017

第三节炼焦新技术与工艺018

一、捣固炼焦018

二、干燥、预热煤炼焦019

三、配型煤炼焦020

四、配添加物炼焦021

五、连续层状炼焦021

六、大型炼焦技术022

七、几种新型炼焦技术023

思考题025

第二章煤的低温干馏026

节煤的低温干馏概述026

一、煤的低温干馏026

二、煤的低温干馏产品028

第二节煤的低温干馏工艺030

一、低温干馏的影响因素030

二、低温干馏炉及工艺032

三、兰炭生产工艺035

四、低温干馏多联产模式038

第三节低温干馏产品的利用039

一、半焦的应用039

二、低温煤焦油的利用042

第四节低温煤焦油加氢043

一、低温煤焦油加氢043

二、低温煤焦油加氢工艺流程045

思考题048

第三章煤的气化049

节煤的气化概述049

一、煤炭气化的基本原理049

二、煤炭气化方法的分类051

第二节典型煤气化技术054

一、常压固定床气化技术054

二、碎煤固定床加压气化技术055

三、流化床气化技术057

四、气流床煤气化技术060

第三节其他煤气化技术076

一、地下煤气化技术076

二、煤气化联合循环发电078

第四节煤气的净化079

一、一氧化碳变换079

二、煤气脱硫081

思考题084

第四章煤的间接液化085

节煤间接液化概述085

一、煤的间接液化085

二、煤间接液化发展简史085

第二节煤间接液化原理086

一、煤间接液化过程086

二、F-T合成反应088

第三节F-T合成催化剂088

一、F-T合成催化剂的组成088

二、F-T合成催化剂的失活、中毒和再生089

第四节F-T合成的影响因素090

一、不同反应器的影响090

二、原料气的组成091

三、反应温度的影响091

四、操作压力的影响092

五、空间速度的影响092

第五节F-T合成工艺093

一、SASOL合成工艺093

二、壳牌公司的SMDS合成工艺094

三、上海兖矿能源科技公司低温煤间接液化工艺095

四、中国科学院山西煤炭化学研究所浆态床合成技术的开发096

第六节煤的液化工艺技术比较096

一、煤的液化工艺比较096

二、煤的液化产品对比097

三、产品质量对比097

四、合成技术经济对比097

思考题098

第五章煤的直接液化099

节煤直接液化概述099

一、国外煤炭直接液化概况099

二、中国煤炭直接液化技术开发概况101

第二节煤直接液化原理102

一、煤加氢液化的主要反应102

二、煤加氢液化的反应产物103

第三节煤直接液化催化剂104

一、工业催化剂的性能要求和组成部分104

二、催化剂的作用105

第四节煤直接液化的影响因素105

一、原料煤的影响106

二、供氢溶剂的影响106

三、操作条件的影响107

第五节煤炭直接液化工艺108

一、煤直接催化加氢工艺108

二、煤加氢抽提液化工艺110

三、中国神华煤直接液化工艺111

四、其他液化方法113

思考题114

第二篇 煤化工产品与生产

第六章甲醇及下游产品115

节甲醇概述115

一、甲醇的性质和用途115

二、甲醇生产趋势118

第二节甲醇合成119

一、甲醇合成原理119

二、甲醇合成催化剂120

三、甲醇合成的工艺条件122

四、甲醇合成反应器124

第三节甲醇生产工艺124

一、甲醇合成的生产工艺124

二、甲醇精馏128

三、甲醇合成的工艺技术进展132

第四节甲醇下游产品及生产133

一、乙酸133

二、二甲醚142

三、甲醛148

四、甲基叔丁基醚150

思考题151

第七章煤制乙二醇153

节概述153

一、乙二醇的性质和用途153

二、乙二醇的生产方法153

第二节煤制乙二醇154

一、煤制乙二醇技术开发状况154

二、草酸酯气相加氢制乙二醇生产工艺技术进展158

三、国内煤基乙二醇产业的发展159

思考题161

第八章煤制烯烃162

节概述162

一、煤制烯烃概述162

二、甲醇制烯烃技术及发展162

第二节甲醇制烯烃164

一、甲醇制烯烃基本原理164

二、甲醇制烯烃催化剂165

三、甲醇制烯烃工艺条件166

四、甲醇制烯烃工艺流程166

五、甲醇制烯烃主要设备173

第三节甲醇制丙烯173

一、甲醇制丙烯技术概述173

二、甲醇制丙烯工艺流程及主要设备174

三、中国MTP工业化示范项目175

四、MTO和MTP技术比较177

思考题178

第九章煤制天然气179

节天然气概述179

一、天然气179

二、煤制天然气180

第二节煤制天然气工艺182

一、煤制代用天然气（SNG）技术概述182

二、甲烷化工艺183

三、丹麦托普索TREMPTM技术188

四、美国巨点能源公司蓝气（BluegasTM）技术189

第三节甲烷化反应器及催化剂190

一、甲烷化反应器190

二、甲烷化反应催化剂191

思考题192

第十章煤制碳素产品193

节碳素产品概述193

一、碳素产品的性质193

二、碳素产品的种类和用途194

第二节碳素产品的生产195

一、电极炭195

二、活性炭200

三、碳分子筛206

四、碳素纤维208

五、炭黑210

六、碳素糊类制品213

思考题214

第十一章煤化工过程污染与控制215

节煤化工过程污染物来源215

一、煤焦化过程污染物来源215

二、煤气化过程污染物来源216

三、煤液化过程污染物来源217

四、煤燃烧过程污染物来源217

第二节废水处理技术及工艺217

一、废水处理技术217

二、煤化工典型废水处理工艺220

第三节煤化工废气治理技术及工艺224

一、煤化工废气治理基本方法224

二、煤化工过程中的典型废气治理技术225

第四节煤化工废液废渣污染物处理与利用233

一、废液废渣常见的处理方法234

二、煤化工过程废液废渣综合利用234

思考题235

参考文献236

本书是在现代职业教育理念指导下，结合现代化工产业的行业特点，根据高职高专教育教学对专业教材编写的新要求而编写。建议教学时数为70~120学时，可根据专业的实际需求进行学时调整。通过煤化工概论课程的学习使学生能够了解、掌握现代煤化工工艺技术、产品生产及安全与环保等内容。为反映现代煤化工技术的发展以及前沿动态，本教材吸纳了部分现代煤化工典型生产工艺，鉴于传统煤化工在其他教材中多有成熟完善的介绍，故本教材给予了现代煤化工较多篇幅。本书内容包括绪论共十二章。篇煤化工技术与工艺部分包括煤的焦化、煤的低温干馏、煤的气化、煤的间接液化、煤的直接液化等技术与工艺；第二篇煤化工产品与生产部分包括甲醇及下游产品、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制天然气和煤制碳素产品等重点煤化工产品及生产以及煤化工过程污染与控制。本书由榆林职业技术学院李建法主编并负责全书的统稿，宁夏职业技术学院周洁主审。绪论、第二章、第六章、第八章和第九章由榆林职业技术学院李建法编写，章由鄂尔多斯职业学院马桂香编写，第三章由宁夏工业学院刘春颖、神华宁夏煤业集团煤制油气化厂吕正编写，第四章、第五章由兰州石化职业技术学院张伟伟编写，第七章由宁夏工业职业学院康蕾编写，第十章由延安职业技术学院徐仿海编写，第十一章由榆林职业技术学院高玫香编写。本书在编写过程中，参考了国内外许多同行的多种文献；神华宁煤煤制油厂的罗文保、榆林职业技术学院教师武瑞等在本书编写过程中提出宝贵意见，榆林职业技术学院对本书出版给予了大力支持，化学工业出版社的编辑对本书的出版付出了辛勤的劳动，在此一并致谢！由于编者水平有限，书中疏漏、不当之处在所难免，欢迎各位读者、同行、老师和专家批评指正。编者2017.10