現代煤化工基礎(第二版)（簡體書）

《現代煤化工基礎(第2版)》按照當前化學工程與工藝專業人才培養的指導思想，在廣泛吸取教學成功經驗的基礎上編寫而成。全書共分為十章，即緒論、煉焦基礎、煉焦化學產品的回收與精制、煤的氣化、煤的間接液化、煤的直接液化、煤的熱解及熱解脫硫、新型煤化工技術、碳一化工主要產品、煤化工安全與環保。本書簡要討論了上述幾個方面的基本理論、主要生產工藝流程及技術以及近年來國內外發展現狀、市場前景等。
《現代煤化工基礎(第2版)》可作為化學工程與工藝、應用化學、能源化工、煉焦化工、應用化工技術等專業的教材或參考書，也可供從事化學工程、化學工藝、工業催化、能源、工業燃氣及煤炭綜合利用科研與開發的工程技術人員及生產、管理人員參閱。

2006年我們編寫了《煤化工基礎》（第一版），被許多高校選作本科教材，并得到肯定，但在這五年多的教學實踐中我們深感煤化工技術發展迅速，本書已不能很好地滿足當今煤化工教學需求，于是我們在《煤化工基礎》（第一版）的基礎上進行了修訂和補充。
修訂和補充的原則仍按照本科化學工程與工藝專業、應用化學專業人才培養的指導思想，同時兼顧在職培訓以及高職教育，結合當今煤化工技術的發展，廣泛吸取教學過程中的經驗。本書仍保持簡明扼要、內容新穎的特點,以滿足煤化工基礎課程32～48個學時的要求。
本書以化學原理—工藝流程—應用現狀為主線，簡明扼要、通俗易懂地介紹了現代煤化工基礎，特別注重煤化工領域的新發展。本次修訂，在第1章緒論中更新了煤炭資源數據，延伸了煤化工發展歷史的描述，增加了煤化工產業政策。大幅度刪減了第2章煉焦基礎、第3章煉焦化學產品的回收與精制的內容。強化了第4章煤氣化的新內容，如氣化原理和氣化類型，Lurgi、Texaco、Shell、GSP氣化方法和氣化爐，地下氣化方法等。補充了第5章煤的間接液化、第6章煤的直接液化的新知識和新成果。增加了第7章煤的熱解及熱解脫硫和第8章新型煤化工技術兩章。煤的熱解及熱解脫硫這一章主要介紹了煤熱解的基本概念、煤熱解工藝、熱解過程中硫的脫除以及熱解脫硫的影響因素等。新型煤化工技術這一章主要介紹了煤制烯烴的工藝流程及基本原理、煤制烯烴催化劑及反應機理、MTO與MTP工藝技術比較、MTO與MTP技術發展與應用情況、煤制乙二醇的基本原理和工藝流程及應用、煤制天然氣反應原理與基本工藝流程及應用等。細化了第9章碳一化工產品中甲醇的內容。完善了第10章煤化工安全與環保的有關內容。經過修訂和補充我們感覺此書更具有現代和基礎雙重特色，因此，更名為現代煤化工基礎。
全書共十章，第1章由胡瑞生和白雅琴共同編寫，第2章、第3章由胡瑞生和李玉林編寫；第4章、第5章、第6章、第8章由胡瑞生編寫，第9章由白雅琴編寫，第7章、第10章由內蒙古大學劉粉榮編寫，全書由內蒙古大學胡瑞生統稿。
本書可作為化學工程與工藝、能源化工、煤化工、應用化學等專業的教材或參考書，也可供從事煤化工生產、城市煤氣和工業燃氣生產及煤炭綜合利用等相關工程技術人員及管理人員參閱。
在本書編寫過程中，參考了大量的文獻，同時還得到了內蒙古大學化學化工學院蘇海全院長及其他領導、教師和學生的支持與幫助，研究生付蕊、李春、秦麗婷、謝麗麗、其其格、王欣、李雪、丁冉冉、盧天竹、宋麗峰、陳思也參與了本書的修訂工作，在此一并向他們表示衷心的感謝！
由于現代煤化工技術大多尚處于示范階段以及技術保密等原因，加之作者水平與時間有限，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。
胡瑞生
2012年1月
我國有豐富的煤炭資源，煤炭產量和消費量均居世界首位。在石油消費量和進口量不斷增加的形勢下，大力發展煤化工技術是保證我國能源安全及化學工業持續發展的一項重要而緊迫的任務。國家已經將煤化工的研發及產業化列為國家中長期發展規劃，是未來國家科技創新和產業化的主要研究方向之一。國內化工、電力、煤炭等行業也紛紛進行這些技術領域的應用、示范，已經形成了對這些技術的巨大需求。正是在這樣的背景下，根據社會對人才的需求，國內很多高校的相關專業紛紛開設煤化工方面的選修課程，我們也在化工、應用化學等本科專業開設了煤化工基礎2學分課程。
近年來國內簡明扼要地介紹煤化工基礎知識的本科教材相對較少，特別是包含煤化工研究最新發展的基礎教材更為少見。本書就是在廣泛汲取教學成功經驗的基礎上本著簡明扼要、力求新穎的原則編寫而成。全書共分8章，即緒論、煉焦、煉焦化學產品的回收與精制、煤的氣化、煤的直接液化、煤的間接液化、碳一化工主要產品、煤化工安全與環境保護。書中主要講述了上述幾個方面的基本理論、原理、特點、典型生產工藝過程及其操作條件以及近年來國內外的發展歷史、現狀、市場前景等。其中第1章由胡瑞生和李玉林共同編寫；第2章、第3章和第8章由李玉林編寫；其余章節由胡瑞生和白雅琴編寫；全書由胡瑞生教授主審并統稿。
本書可作為化學工程與工藝、能源化工、煤化工、煉焦化工、應用化工技術、應用化學等專業的教材或參考書，也可供從事城市煤氣和工業燃氣生產及煤炭綜合利用部門的工程技術人員及管理人員參閱。
在本書編寫過程中，參考了大量的相關中文專著和資料，同時我們的科研合作同事美國匹茲堡大學煤化工專家張玉龍博士也提供了較多的外文資料，在此謹向其作者表示感謝，同時還要感謝為本書提供大量技術資料的企業和老師、同學以及在出版過程中給予熱情支持和幫助的單位和同志。另外在本書編寫過程中還得到了內蒙古大學化學化工學院蘇海全院長及其他領導、教師和學生的支持與幫助，在此也表示衷心的感謝！
我們對迄今為止的大量資料做了深入廣泛的調研與分析，結合自己的科研實踐，按化學原理一工藝流程一發展現狀這一主線簡明扼要地進行了介紹，這正是本書特色所在。但由于煤化工技術應用尚未形成較大規模以及技術保密等原因，加之作者水平與時間有限，書中難免有不足之處，懇請讀者批評指正。
胡瑞生
2006年5月

第1章緒論/1
1.1煤炭資源1
1.2煤化工發展2
1.3煤化工研究的基本內容及產業政策5
1.3.1煤化工研究的基本內容5
1.3.2煤化工產業政策5
思考題8

第2章煉焦/9
2.1概述9
2.1.1煉焦爐的發展9
2.1.2煉焦化學工業產品10
2.2焦炭的性質及其用途10
2.2.1物理性質10
2.2.2焦炭的反應性11
2.2.3焦炭的用途及其質量指標11
2.3煉焦用煤及其成焦理論14
2.3.1煤的組成14
2.3.2煤的黏結成焦15
2.3.3煉焦用煤及其結焦特性16
2.3.4配煤17
2.4煉焦爐19
2.4.1炭化室19
2.4.2燃燒室20
2.4.3蓄熱室21
2.4.4斜道區22
2.4.5爐頂區22
2.4.6焦爐基礎平臺、煙道和煙囪22
2.5煉焦新工藝簡介22
2.5.1配煤的預處理技術23
2.5.2型焦26
思考題30

第3章煉焦化學產品的回收與精制/31
3.1概述31
3.1.1煉焦化學產品的產生、組成及產率31
3.1.2煉焦化學產品的用途33
3.1.3煉焦化學產品回收的方法33
3.2粗煤氣的初步冷卻和分離34
3.2.1粗煤氣的初步冷卻流程34
3.2.2對噴灑氨水的要求35
3.2.3煤氣初冷方法與設備36
3.2.4焦油與氨水的分離36
3.3煤氣的輸送與凈化37
3.3.1煤氣的輸送37
3.3.2煤氣的凈化37
3.4煤氣中氨和?啶的回收47
3.4.1氨的回收48
3.4.2粗輕?啶的回收52
3.5粗苯的回收53
3.5.1概要53
3.5.2煤氣的最終冷卻和除?54
3.5.3粗苯吸收55
3.5.4富油脫苯58
3.6焦油加工60
3.6.1概要60
3.6.2焦油脫水、脫鹽61
3.6.3焦油蒸餾62
3.6.4焦油餾分加工65
3.6.5焦油加工利用進展72
思考題73

第4章煤的氣化/74
4.1煤炭氣化概述74
4.2煤炭氣化原理76
4.3煤炭氣化過程的主要工藝流程及類型77
4.3.1煤炭氣化過程的主要工藝與流程77
4.3.2煤炭氣化過程的氣化類型78
4.3.3煤炭氣化方法與氣化爐81
4.3.4煤炭地下氣化方法87
4.3.5氣化爐的類型及性能特征91
4.4煤炭性質對氣化的影響96
4.4.1煤的組成的影響96
4.4.2煤的物理性質的影響97
4.4.3煤的化學性質的影響98
4.5煤氣化聯合循環發電98
4.5.1IGCC發電工藝98
4.5.2影響IGCC發電系統效率的因素99
4.5.3IGCC技術的特點100
4.5.4IGCC技術的現狀101
4.6國內外煤氣化發展的現狀101
4.7市場前景及環境分析101
思考題102

第5章煤的間接液化/103
5.1煤間接液化與FT合成基本原理103
5.1.1FT合成反應104
5.1.2FT合成的基本工藝104
5.2幾種間接液化的典型工藝106
5.2.1南非Sasol廠間接液化工藝106
5.2.2其他合成液體燃料工藝109
5.3FT合成過程的工藝參數110
5.4FT合成催化劑111
5.5FT合成反應器112
5.6間接液化的特點115
5.7國內外煤間接液化發展現狀分析116
思考題118

第6章煤的直接液化/119
6.1煤直接液化的基本原理119
6.1.1煤的直接液化反應機理119
6.1.2煤直接液化的影響因素120
6.2煤直接液化的一般工藝過程122
6.3幾種國內外典型的直接液化技術123
6.3.1德國IG和IGOL工藝124
6.3.2美國HCoal、CTSL和HTI工藝126
6.3.3美國EDS工藝和日本NEDOL工藝128
6.3.4煤油共煉工藝130
6.3.5中國神華煤液化項目工藝130
6.4煤直接液化催化劑132
6.5煤直接液化產物的特點132
6.6煤直接液化粗油提質加工133
6.6.1過濾133
6.6.2反溶劑法133
6.6.3超臨界萃取脫灰134
6.6.4真空閃蒸134
6.7國內外煤直接液化發展現狀134
思考題136

第7章煤的熱解及熱解脫硫/137
7.1煤熱解概述137
7.2煤的熱解工藝138
7.3煤熱解產物分析138
7.3.1氣態產物分析139
7.3.2半焦分析139
7.4煤熱解動力學140
7.5煤熱解脫硫141
7.5.1煤脫硫方法141
7.5.2煤中硫的存在形態142
7.5.3熱解過程中硫的脫除進展143
7.6煤熱解及熱解脫硫的影響因素148
7.7煤熱解脫硫的意義及應用前景151
思考題151

第8章新型煤化工技術/152
8.1煤制烯烴152
8.1.1煤制烯烴的工藝流程及基本原理152
8.1.2煤制烯烴催化劑及反應機理156
8.1.3MTO與MTP技術比較157
8.1.4MTO和MTP產物特點158
8.1.5MTO與MTP技術發展與應用情況158
8.2煤制乙二醇160
8.2.1乙二醇合成路線選擇及應用介紹161
8.2.2煤制乙二醇的基本原理及工藝流程163
8.2.3煤制乙二醇的產品檢驗與經濟效益分析165
8.3煤制天然氣165
8.3.1煤制天然氣反應原理與基本工藝流程166
8.3.2煤制天然氣的應用情況172
思考題173

第9章碳一化工主要產品/174
9.1甲醇合成174
9.1.1合成原理175
9.1.2煤制甲醇工藝技術175
9.1.3兩種重要的甲醇合成工藝——ICI工藝和Lurgi工藝178
9.1.4甲醇車用燃料應用180
9.2甲醇轉汽油（MTG）182
9.3二甲醚生產183
9.3.1甲醇氣相催化脫水工藝(二步法)184
9.3.2合成氣直接合成二甲醚工藝(一步法)185
9.3.3二甲醚的應用187
9.4醋酸生產188
9.4.1合成原理188
9.4.2工藝流程189
9.5甲醛生產190
9.5.1甲醛的生產原理190
9.5.2甲醛生產的工藝條件190
9.5.3工藝流程191
思考題192

第10章煤化工安全與環保/193
10.1煤化工管理與安全生產技術193
10.1.1生產安全技術194
10.1.2安全生產管理195
10.2煤化工廢水污染和治理196
10.2.1煤化工廢水的來源及特點196
10.2.2煤化工廢水的治理198
10.3煤化工廢渣處理與利用201
10.3.1煤化工廢渣的來源201
10.3.2煤化工廢渣的處理與利用202
10.4煤化工煙塵污染和治理206
10.4.1煤化工大氣污染物的來源206
10.4.2煤化工煙塵控制207
10.4.3煤化工氣態污染物的處置209
10.5煤化工職業衛生設施與個人防護213
10.5.1煤化工職業衛生設施213
10.5.2煤化工個人防護用品214
思考題216