煤化工基础(李玉林)

我国有丰富的煤炭资源，煤炭产量和消费量均居世界首位。在石油消费量和进口量不断增

加的形势下，大力发展煤化工技术是保证我国能源安全及化学工业持续发展的一项重要而

紧迫的任务。国家已经将煤化工的研发及产业化列为国家中长期发展规划，是未来国家科

技创新和产业化的主要研究方向之一。国内化工、电力、煤炭等行业也纷纷进行这些技术

领域的应用、示范，已经形成了对这些技术的巨大需求。正是在这样的背景下，根据社会

对人才的需求，国内很多高校的相关专业纷纷开设煤化工方面的选修课程，我们也在化工

、应用化学等本科专业开设了煤化工基础2学分课程。

近年来国内简明扼要地介绍煤化工基础知识的本科教材相对较少，特别是包含煤化工研究

最新发展的基础教材更为少见。本书就是在广泛汲取教学成功经验的基础上本着简明扼要

、力求新颖的原则编写而成。全书共分8章，即绪论、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制

、煤的气化、煤的直接液化、煤的间接液化、碳一化工主要产品、煤化工安全与环境保护

。书中主要讲述了上述几个方面的基本理论、原理、特点、典型生产工艺过程及其操作条

件以及近年来国内外的发展历史、现状、市场前景等。其中第1章由胡瑞生和李玉林共同

编写；第2章、第3章和第8章由李玉林编写；其余章节由胡瑞生和白雅琴编写；全书由胡

瑞生教授主审并统稿。

本书可作为化学工程与工艺、能源化工、煤化工、炼焦化工、应用化工技术、应用化学等

专业的教材或参考书，也可供从事城市煤气和工业燃气生产及煤炭综合利用部门的工程技

术人员及管理人员参阅。

在本书编写过程中，参考了大量的相关中文专著和资料，同时我们的科研合作同事美国匹

兹堡大学煤化工专家张玉龙博士也提供了较多的外文资料，在此谨向其作者表示感谢，同

时还要感谢为本书提供大量技术资料的企业和老师、同学以及在出版过程中给予热情支持

和帮助的单位和同志。另外在本书编写过程中还得到了内蒙古大学化学化工学院苏海全院

长及其他领导、教师和学生的支持与帮助，在此也表示衷心的感谢！

我们对迄今为止的大量资料做了深入广泛的调研与分析，结合自己的科研实践，按化学原

理—工艺流程—发展现状这一主线简明扼要地进行了介绍，这正是本书特色所在。但由于

煤化工技术应用尚未形成较大规模以及技术保密等原因，加之作者水平与时间有限，书中

难免有不足之处，恳请读者批评指正。

胡瑞生2006年5月

本书按照目前化学工程工艺专业人才培养的指导思想，在广泛汲取教学成功经验的基础上

编写而成。全书共分8章，即绪论、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的

直接液化、煤的间接液化、碳一化工主要产品、煤化工安全与环境保护。主要讨论了上述

几个方面的基本理论和原理、主要生产工艺和近年来国内外发展现状、市场前景等。

本书可作为化学工程与工艺、能源化工、煤化工、炼焦化工、应用化工技术、应用化学等

专业的教材或参考书，也可供从事城市煤气和工业燃气生产及煤炭综合利用部门的工程技

术人员及管理人员参阅。

第1章绪论1

11煤炭资源1

12煤化工发展1

13煤化工的范围3

思考题4

第2章炼焦5

21概述5

211炼焦炉的发展5

212炼焦化学工业产品6

22焦炭的性质及其用途7

221物理性质7

222焦炭的反应性8

223焦炭的用途及其质量指标8

23炼焦用煤及其成焦理论11

231煤的组成11

232煤的黏结成焦12

233炼焦用煤及其结焦特性14

234配煤15

24炼焦炉17

241焦炉的构造17

242焦炉加热煤气管道分布及其管道附件21

243几种常见焦炉的结构特点22

244炭化室尺寸及炉型的选择26

245焦炉的护炉设备及其作用29

246筑炉材料与烘炉30

25焦炉加热理论33

251煤气的燃烧与热工评定33

252焦炉传热41

253流体力学基础在焦炉中的应用42

254焦炉加热制度49

26炼焦工艺与操作52

261焦炉装煤及其烟尘控制52

262焦炉出焦和熄焦53

263筛焦58

27炼焦新工艺简介60

271配煤的预处理技术60

272型焦64

思考题68

第3章炼焦化学产品的回收与精制70

31概述70

311炼焦化学产品的产生、组成及产率70

312炼焦化学产品的用途72

313炼焦化学产品回收的方法72

32粗煤气的初步冷却和分离74

321粗煤气的初步冷却流程74

322对喷洒氨水的要求75

323煤气初冷方法与设备75

324焦油与氨水的分离76

33煤气的输送与净化77

331煤气的输送77

332煤气的净化77

34煤气中氨和吡啶的回收88

341氨的回收89

342粗轻吡啶的回收95

35粗苯的回收97

351概要97

352煤气的最终冷却和除萘98

353粗苯吸收99

354富油脱苯102

36粗苯的精制105

361概要105

362硫酸洗精制106

363催化加氢精制110

364初馏分加工114

365重苯处理加工——古马隆茚树脂的生产115

37焦油加工116

371概要116

372焦油脱水、脱盐118

373焦油蒸馏119

374焦油馏分加工121

375焦油加工利用进展130

思考题131

第4章煤的气化132

41煤炭气化概述132

42煤炭气化原理134

43煤炭气化方法与气化炉136

431气化工艺136

432气化炉147

44煤炭性质对气化的影响152

441煤的组成的影响152

442煤的物理性质的影响153

443煤的化学性质的影响154

45煤气化联合循环发电155

451IGCC发电工艺155

452影响IGCC发电系统效率的因素155

453IGCC技术的特点156

454IGCC技术的现状157

46国内外煤气化发展的现状158

47市场前景及环境分析158

思考题159

第5章煤的直接液化160

51煤直接液化的反应机理及影响因素160

511煤的直接液化反应机理160

512煤直接液化的影响因素161

52煤直接液化的一般工艺过程164

53几种国内外典型的直接液化技术165

531德国IG和IGOL工艺165

532美国HCoal、CTSL和HTI工艺168

533美国EDS工艺和日本NEDOL工艺170

534煤油共炼工艺172

535中国神华煤液化项目工艺173

54煤直接液化催化剂175

55煤直接液化产物的特点及对煤质的基本要求176

56煤直接液化粗油提质加工177

561过滤177

562反溶剂法177

563超临界萃取脱灰178

564真空闪蒸178

57国内外煤直接液化发展现状178

思考题181

第6章煤的间接液化182

61煤间接液化与FT合成基本原理182

611FT合成反应183

612FT合成的基本工艺184

62几种间接液化的典型工艺185

621南非Sasol厂间接液化工艺185

622其他合成液体燃料工艺188

63FT合成过程的工艺参数190

64FT合成催化剂191

65FT合成反应器192

66间接液化的产物特点及对煤质的基本要求194

67国内外煤间接液化发展现状分析195

思考题197

第7章碳一化工主要产品198

71煤制碳一化工主要产品概述198

72甲醇合成198

721合成原理199

722工艺流程199

723甲醇转汽油（MTG）201

73二甲醚生产203

731甲醇气相催化脱水工艺(二步法)203

732合成气直接合成二甲醚(一步法)205

74醋酸生产206

741合成原理207

742工艺流程207

75甲醛生产209

751甲醛的生产原理209

752甲醛生产的工艺条件209

753工艺流程210

思考题211

第8章煤化工安全与环境保护212

81煤化工管理与安全生产技术212

811生产安全技术212

812安全生产管理213

82煤化工废水污染和治理214

821煤化工废水的来源及特点214

822煤化工废水的治理216

83煤化工废渣处理与利用219

831煤化工废渣的来源219

832煤化工废渣的处理与利用220

84煤化工烟尘污染和治理223

841煤化工大气污染物的来源223

842煤化工烟尘控制224

843煤化工气态污染物的处置227

85煤化工职业卫生设施与个人防护229

851煤化工职业卫生设施229

852煤化工个人防护用品231

思考题233

参考文献234