本書(shū)結(jié)合我國(guó)煤化工發(fā)展的實(shí)際，在對(duì)煤的性質(zhì)及用途、煤的液化方法、液化用煤的選擇及煤液化技術(shù)的發(fā)展概況概要介紹后，系統(tǒng)地介紹了煤直接液化技術(shù)、煤間接液化技術(shù)、煤液化主要設(shè)備以及典型崗位的技能操作和煤液化產(chǎn)物的深加工與副產(chǎn)物的綜合利用技術(shù)。
本書(shū)可作為中職、高職高專(zhuān)應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)（煤化工方向）、煤化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)教材，也可作為煤化工生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)管理人員、生產(chǎn)操作人員的培訓(xùn)教材和學(xué)習(xí)參考資料。
適讀人群 ：本書(shū)可作為中職、高職高專(zhuān)應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)（煤化工方向）、煤化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)教材，也可作為煤化工生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)管理人員、生產(chǎn)操作人員的培訓(xùn)教材和學(xué)習(xí)參考資料。
中高職一體化銜接教材，內(nèi)容簡(jiǎn)練，實(shí)用性強(qiáng)。
隨著工業(yè)化快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求不斷增加，我國(guó)已成為能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，一半以上石油需求依靠進(jìn)口。而我國(guó)煤炭的儲(chǔ)量比較豐富，充分利用我國(guó)豐富的煤炭資源，大力開(kāi)發(fā)煤液化(又稱(chēng)煤制油)技術(shù)是緩解我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中原油供應(yīng)不足的措施之一。煤液化是將煤炭經(jīng)過(guò)直接液化或間接液化的化學(xué)加工，轉(zhuǎn)化成潔凈的、便于運(yùn)輸和使用的液體燃料及其他液體化學(xué)品的過(guò)程，是一種先進(jìn)的潔凈煤技術(shù)。隨著石油儲(chǔ)量的逐漸減少，可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)的一定時(shí)期，煤液化生產(chǎn)的液體燃料將要替代石油煉制生產(chǎn)的液體燃料。我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，發(fā)展煤液化技術(shù)對(duì)擺脫石油大量進(jìn)口，以及保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和能源安全都有著重大意義。
本教材是根據(jù)教育部中職高職一體化銜接教材建設(shè)精神，結(jié)合我國(guó)煤液化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用實(shí)際，以滿足煤化工及應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)需要所編寫(xiě)的，同時(shí)也可作為煤化工及相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)用書(shū)。
本教材結(jié)合我國(guó)煤化工發(fā)展的實(shí)際，系統(tǒng)地介紹了煤直接液化技術(shù)、煤間接液化技術(shù)、煤液化主要設(shè)備以及典型崗位的操作、煤液化產(chǎn)物的深加工與副產(chǎn)物的綜合利用技術(shù)等。教材共分4章，其中第一章由李洪林、王欣羽編寫(xiě)；第二章由李洪林、段樹(shù)斌編寫(xiě)；第三章由李洪林、盧中民編寫(xiě)；第四章由李洪林、張夢(mèng)露編寫(xiě)，唐出負(fù)責(zé)外文參考資料收集和翻譯及資料編整等工作。全書(shū)由李洪林統(tǒng)稿，由齊向陽(yáng)主審。
在教材編寫(xiě)過(guò)程中，參考了大量的相關(guān)專(zhuān)著和資料，在此向其作者表示衷心感謝，同時(shí)還要對(duì)為本教材提供技術(shù)資料的企業(yè)和老師、在出版過(guò)程中給予支持和幫助的單位和有關(guān)人員表示深深的謝意。
由于煤液化技術(shù)涉及的專(zhuān)業(yè)面寬、技術(shù)新、參考資料多，限于編者的水平和能力，不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2016年5月
第一章煤液化基礎(chǔ)1
第一節(jié)煤的性質(zhì)及用途1
一、煤的結(jié)構(gòu)1
二、煤的性質(zhì)6
三、煤的用途10
第二節(jié)煤的液化方法11
一、煤的直接液化法11
二、煤的間接液化法12
三、煤液化工藝的選擇原則14
第三節(jié)液化用煤的選擇15
一、直接液化煤種的選擇15
二、間接液化煤種的選擇17
第四節(jié)煤液化技術(shù)的發(fā)展概況18
一、煤直接液化技術(shù)發(fā)展概況18
二、煤間接液化技術(shù)發(fā)展概況19
三、我國(guó)發(fā)展煤液化技術(shù)的戰(zhàn)略意義20
四、煤液化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)20
本章小結(jié)22
復(fù)習(xí)思考題22
第二章煤直接液化生產(chǎn)技術(shù)24
第一節(jié)煤直接液化機(jī)理24
一、煤液化過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)24
二、煤加氫液化反應(yīng)歷程30
三、煤直接液化的基本原理30
四、影響加氫液化的因素30
第二節(jié)煤直接液化催化劑34
一、煤加氫液化催化劑種類(lèi)34
二、催化劑在煤加氫液化中的作用37
三、影響催化劑活性的因素38
第三節(jié)供氫溶劑40
一、供氫溶劑的作用40
二、供氫溶劑的種類(lèi)41
第四節(jié)煤直接液化典型工藝41
一、德國(guó)IG工藝和IGOR工藝41
二、美國(guó)EDS工藝和日本NEDOL工藝45
三、美國(guó)HTI工藝48
四、前蘇聯(lián)FFI工藝49
五、神華煤直接液化工藝50
第五節(jié)煤直接液化初級(jí)產(chǎn)品及其提質(zhì)加工54
一、煤直接液化初級(jí)產(chǎn)品（液化粗油）的性質(zhì)54
二、液化粗油提質(zhì)加工研究56
三、液化粗油提質(zhì)加工工藝58
第六節(jié)煤直接液化的主要設(shè)備62
一、煤直接液化反應(yīng)器62
二、煤漿預(yù)熱器66
三、高溫氣體分離器68
四、減壓閥70
五、高壓換熱器71
實(shí)踐項(xiàng)目煤直接液化裝置操作72
一、冷態(tài)開(kāi)車(chē)72
二、操作參數(shù)和操作條件調(diào)整74
三、裝置的正常停車(chē)75
本章小結(jié)76
復(fù)習(xí)思考題77
第三章煤間接液化生產(chǎn)技術(shù)78
第一節(jié)費(fèi)托(F-T)合成原理78
一、F-T合成反應(yīng)78
二、F-T合成反應(yīng)機(jī)理79
三、F-T合成的產(chǎn)物分布83
四、F-T合成的影響因素84
第二節(jié)F-T合成催化劑85
一、常見(jiàn)F-T合成催化劑及其特性85
二、F-T合成催化劑的還原87
三、F-T合成催化劑的失活、中毒和再生87
第三節(jié)典型F-T合成工藝88
一、工業(yè)上煤間接液化主要合成技術(shù)88
二、工業(yè)上典型F-T合成工藝89
三、F-T合成新工藝開(kāi)發(fā)103
第四節(jié)煤間接液化主要設(shè)備104
一、氣固相固定床催化反應(yīng)器104
二、氣固相流化床反應(yīng)器106
三、鼓泡淤漿床(漿態(tài)床)反應(yīng)器107
四、幾種反應(yīng)器的比較109
實(shí)踐項(xiàng)目煤間接液化裝置操作（脫硫工段操作規(guī)程）110
一、工藝簡(jiǎn)介110
二、工藝技術(shù)指標(biāo)110
三、崗位職責(zé)111
四、正常操作111
五、開(kāi)、停工操作112
六、特殊操作113
七、崗位安全規(guī)程與設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)114
本章小結(jié)115
復(fù)習(xí)思考題116
第四章煤液化產(chǎn)物的深加工與副產(chǎn)物的綜合利用技術(shù)117
第一節(jié)甲醇制烯烴117
一、MTO工藝原理117
二、主要影響因素120
三、MTO裝置生產(chǎn)工藝123
第二節(jié)尿素的生產(chǎn)127
一、尿素的性質(zhì)和用途127
二、尿素生產(chǎn)原理128
三、CO2氣提法制取尿素生產(chǎn)工藝129
第三節(jié)煤液化殘?jiān)睦?32
一、殘?jiān)某煞?32
二、直接液化殘?jiān)匦?33
三、殘?jiān)醚芯颗c技術(shù)開(kāi)發(fā)134
本章小結(jié)136
復(fù)習(xí)思考題137
參考文獻(xiàn)138
第四節(jié) 煤炭直接液化工藝
一、德國(guó)IGOR工藝
煤液化粗油(合成原油)中含有大量的多核芳烴、含氮雜環(huán)、有機(jī)堿以及苯酚類(lèi)等化合物，它們對(duì)人體健康和生產(chǎn)操作環(huán)境都有較大的危害。而且，煤液化粗油不具備潔凈燃料油應(yīng)具有的一切特性和要求，無(wú)論用作加氫裂解、重整原料還是直接作為市場(chǎng)燃料都必須深度加氫精制。它們?cè)趦?chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中，甚至在短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存也都會(huì)生成黑色沉積物，對(duì)油品提質(zhì)加工催化劑有毒性。為此，德國(guó)一直在探討改進(jìn)現(xiàn)有工藝技術(shù)途徑，設(shè)法降低合成原油的沸點(diǎn)范圍和雜原子含量，生產(chǎn)飽和的煤液化粗油等。德國(guó)魯爾煤礦公司和威巴石油公司合作，把戰(zhàn)前的IG老工藝發(fā)展為IG新工藝，即開(kāi)發(fā)將煤液化粗油的加氫精制、飽和等過(guò)程與煤糊相加氫液化過(guò)程結(jié)合成一體的新工藝技術(shù)，稱(chēng)為煤液化粗油精制聯(lián)合工藝(IGOR）。該工藝于1981年在德國(guó)Bottrop建立了200噸/日工業(yè)試驗(yàn)裝置，于1987年結(jié)束試驗(yàn)，共用煤16萬(wàn)噸。
1.工藝流程
工藝流程見(jiàn)圖2-14。將粒度<0.2mm的煤粉和鐵催化劑（2％）與循環(huán)溶劑按1：1.2比例混合，與H2一起依次進(jìn)入煤漿預(yù)熱器和煤漿反應(yīng)器，于壓力30MPa和溫度485℃下進(jìn)行加氫裂化。反應(yīng)后的物料進(jìn)高溫分離器，在此，重質(zhì)物料與氣體及輕質(zhì)油蒸氣分離，由高溫分離器下部減壓閥排出的重質(zhì)物料（包括所有固體物——未轉(zhuǎn)化的煤、灰和催化劑以及高沸點(diǎn)組分）經(jīng)減壓閃蒸分出殘?jiān)烷W蒸油，閃蒸油又通過(guò)高壓泵打入系統(tǒng)與高溫分離器分出的氣體及輕油一起進(jìn)入第一固定床反應(yīng)器，在此進(jìn)一步加氫后進(jìn)入中溫分離器，中溫分離器分出的重質(zhì)油作為循環(huán)溶劑，氣體和輕質(zhì)油蒸氣進(jìn)入第二固定床反應(yīng)器又一次加氫，再通過(guò)低溫分離器分出提質(zhì)后的輕質(zhì)油產(chǎn)品，氣體再經(jīng)循環(huán)氫壓機(jī)加壓后循環(huán)使用。為了使循環(huán)氣體中的H2濃度保持在所需要的水平，要補(bǔ)充一定數(shù)量的新鮮H2。液化油在此工藝經(jīng)兩步催化加氫，已完成提質(zhì)加工過(guò)程。油中的N和S含量降到10-5數(shù)量級(jí)。此產(chǎn)品可直接蒸餾得到直餾汽油和柴油，汽油只要再經(jīng)重整就可獲得高辛烷值產(chǎn)品，柴油只需加入少量添加劑即可得到合格產(chǎn)品。
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