了得網工業技術_煤焦油深加工技術

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繫統介紹煤焦油深加工的各項技術。

內容簡介

全書共分為七章，介紹了煤焦油的結構、性質、特征及其淨化處理的方法，重點介紹了煤焦油加氫反應原理、煤焦油加氫技術和煤焦油加氫催化劑的研究進展，並詳細介紹了煤焦油的分離與精制過程。

本書可供從事煤焦油加工領域的科研和工程技術人員使用，也可供相關院校師生閱讀參考。

第1章煤焦油的特征001/
1.1高溫煤焦油001/
1.1.1高溫煤焦油的性質001/
1.1.2高溫煤焦油的組成002/
1.2中溫煤焦油005/
1.2.1中溫煤焦油的性質005/
1.2.2中溫煤焦油的組成008/
1.3中低溫煤焦油020/
1.3.1中低溫煤焦油的性質020/
1.3.2中低溫煤焦油的組成021/
1.4低溫煤焦油032/
1.4.1低溫煤焦油的性質032/
1.4.2低溫煤焦油的組成036/
1.5煤焦油的來源——煤的熱解051/
1.5.1煤熱解技術分類051/
1.5.2煤熱解技術研究進展052/
參考文獻069/
第2章煤焦油的預處理071/
2.1煤焦油中固體雜質的性質071/
2.1.1煤焦油中QI的性質072/
2.1.2煤焦油中TI的性質073/
2.2煤焦油脫水方法078/
2.2.1煤焦油預脫水078/
2.2.2煤焦油終脫水079/
2.3煤焦油淨化方法081/
2.3.1電場淨化081/
2.3.2旋流分離淨化087/
2.3.3過濾法淨化088/
2.3.4離心法淨化090/
2.4煤焦油脫水動力學092/
2.4.1煤焦油在重力場中脫水動力學研究092/
2.4.2煤焦油在電場中脫水動力學研究096/
參考文獻100/
第3章煤焦油的分離與精制103/
3.1煤焦油分離與精制方法簡述105/
3.1.1蒸餾105/
3.1.2恆沸蒸餾與萃取蒸餾106/
3.1.3溶劑萃取108/
3.1.4超臨界流體萃取111/
3.1.5萃取結晶法113/
3.1.6壓力結晶法113/
3.1.7吸附法114/
3.1.8配合法114/
3.1.9膜法114/
3.2煤焦油的蒸餾115/
3.2.1一塔焦油蒸餾流程115/
3.2.2二塔焦油蒸餾流程115/
3.2.3多塔焦油蒸餾流程119/
3.2.4減壓焦油蒸餾流程120/
3.2.5常減壓焦油蒸餾流程121/
3.2.6帶瀝青循環的焦油蒸餾流程122/
3.2.7RUETGERS焦油蒸餾流程125/
3.2.8CHERRYT焦油蒸餾流程126/
3.2.9KOPPERS焦油蒸餾流程127/
3.2.10其它焦油蒸餾流程129/
3.3粗苯的精制131/
3.3.1粗苯的性質131/
3.3.2粗苯的用途133/
3.3.3粗苯的國內外供需現狀和生產134/
3.4酚類化合物的精制143/
3.4.1酚類化合物的性質143/
3.4.2酚類化合物的用途和市場147/
3.4.3酚類化合物的生產148/
3.5吡啶的精制155/
3.5.1吡啶的性質155/
3.5.23-甲基吡啶的生產161/
3.5.32，4-二甲基吡啶和2，4，6-三甲基吡啶的生產162/
3.6洗油的精制165/
3.6.1洗油的性質、用途和市場165/
3.6.2洗油的生產167/
3.7萘的精制174/
3.7.1萘的物理性質174/
3.7.2萘的化學性質176/
3.7.3萘的用途177/
3.7.4萘的市場177/
3.7.5萘的生產179/
3.8苊的精制193/
3.8.1苊的性質、用途和市場193/
3.8.2苊的生產194/
3.9聯苯的精制196/
3.9.1聯苯的性質、用途和市場196/
3.9.2聯苯的生產197/
3.10吲哚和喹啉的精制199/
3.10.1吲哚和喹啉的性質199/
3.10.2吲哚和喹啉的用途和市場202/
3.10.3吲哚和喹啉的生產203/
3.11芘、?和熒蒽的精制209/
3.11.1芘、?和熒蒽的性質209/
3.11.2芘、?和熒蒽的用途和市場209/
3.11.3芘、?和熒蒽的生產210/
3.12瀝青的精制215/
3.12.1焦油瀝青的性質216/
3.12.2焦油瀝青的用途及市場221/
3.12.3焦油瀝青的生產224/
參考文獻230/
第4章煤焦油加氫反應原理235/
4.1加氫脫氮235/
4.1.1含氮化合物的類型235/
4.1.2加氫脫氮反應的熱力學237/
4.1.3加氫脫氮的化學反應238/
4.1.4加氫脫氮反應動力學246/
4.2加氫脫硫250/
4.2.1含硫化合物的類型及其危害250/
4.2.2加氫脫硫反應的熱力學252/
4.2.3加氫脫硫的化學反應254/
4.2.4加氫脫硫反應的動力學259/
4.3加氫脫氧263/
4.3.1含氧化合物的類型263/
4.3.2含氧化合物加氫反應活性266/
4.3.3加氫脫氧的反應機理267/
4.3.4加氫脫氧反應動力學275/
4.3.5真實油品的加氫脫氧280/
4.4加氫脫金屬286/
4.4.1化石燃料素的類型286/
4.4.素的危害288/
4.4.3Ni、V卟啉化合物的加氫脫金屬反應機理290/
4.4.4加氫脫金屬反應動力學291/
4.5加氫脫芳烴297/
4.5.1煤焦油中芳烴化合物類型297/
4.5.2芳烴加氫飽和反應的熱力學298/
4.5.3芳烴加氫飽和反應的機理301/
4.5.4芳烴加氫反應的動力學302/
4.6加氫脫瀝青307/
4.6.1瀝青質在加氫過程中化學結構的變化307/
4.6.2加氫反應條件對瀝青質結構的影響317/
4.7煤焦油加氫裂化323/
4.7.1正碳離子機理323/
4.7.2烴類的加氫裂化反應324/
4.7.3煤焦油加氫裂化330/
參考文獻339/
第5章煤焦油加氫技術358/
5.1煤焦油切割餾分加氫工藝技術359/
5.2煤焦油延遲焦化加氫工藝技術362/
5.2.1煤焦油延遲焦化工藝362/
5.2.2煤焦油延遲焦化—加氫技術364/
5.3煤焦油懸浮床加氫工藝技術367/
5.3.1均相懸浮床煤焦油加氫367/
5.3.2非均相懸浮床煤焦油加氫裂化370/
5.3.3VCC懸浮床加氫裂化373/
5.4煤焦油全餾分加氫工藝技術376/
5.5煤焦油寬餾分加氫工藝技術381/
5.6蒽油加氫工藝技術387/
5.6.1工藝條件對蒽油加氫的影響390/
5.6.2蒽油加氫專利技術393/
5.7煤焦油與其它油品組合加氫工藝技術405/
5.7.1煤焦油與輪古稠油混合加氫工藝技術405/
5.7.2煤焦油與渣油的加氫組合工藝技術407/
5.7.3煤焦油、煤和雜油混合加氫工藝技術411/
5.8加氫過程的影響因素分析412/
5.8.1加氫過程的主要影響因素412/
5.8.2加氫過程的主要影響因素分析416/
參考文獻436/
第6章煤焦油加氫催化劑438/
6.1加氫催化劑的分類及組成438/
6.1.1加氫催化劑的分類438/
6.1.2加氫催化劑組成438/
6.2加氫催化劑的物化性質443/
6.2.1密度443/
6.2.2形狀和顆粒度443/
6.2.3機械強度444/
6.2.4表面性質445/
6.2.5固體酸堿性446/
6.3加氫催化劑的性能及使用446/
6.3.1催化劑的性能446/
6.3.2加氫催化劑的硫化、失活和再生448/
6.4煤焦油加氫催化劑研究進展450/
6.4.1催化劑金屬含量對加氫性能的影響451/
6.4.2磷改性對催化劑加氫性能的影響454/
6.4.3分子篩對催化劑加氫性能的影響455/
6.5煤焦油加氫催化劑相關專利458/
6.5.1煤焦油加氫脫金屬催化劑458/
6.5.2煤焦油加氫脫氮催化劑462/
6.5.3煤焦油加氫脫硫催化劑468/
6.5.4煤焦油加氫精制催化劑469/
6.5.5煤焦油加氫裂化催化劑471/
6.5.6煤焦油加氫催化劑的級配474/
6.5.7其它480/
參考文獻482/
第7章煤焦油的其它利用技術486/
7.1煤焦油熱裂化技術486/
7.1.1煤焦油熱裂化反應486/
7.1.2煤焦油熱裂化技術進展488/
7.2煤焦油催化裂化技術495/
7.2.1煤焦油在流化床內的催化裂化495/
7.2.2煤焦油渣油催化蒸餾裂化制汽柴油500/
7.2.3煤焦油與廢塑料共熔油化工藝502/
7.3煤焦油延遲焦化技術505/
7.3.1典型的石油延遲焦化工藝505/
7.3.2煤焦油延遲焦化工藝506/
7.3.3煤焦油延遲焦化加氫組合工藝508/
7.4煤焦油超臨界輕質化技術512/
7.4.1常見超臨界流體512/
7.4.2煤焦油在超臨界水中的輕質化517/
7.4.3煤焦油在超臨界乙醇中的輕質化518/
7.4.4煤焦油在超臨界甲醇中的輕質化519/
參考文獻527/

前言

我國的能源結構為富煤、缺油、少氣，煤炭一直以來都是我國的主體能源，占我國一次能源消費總量的70%左右。要實現我國經濟快速持續發展，就必須調整和優化能源結構，推動以煤為化發展。經過“十五”“十一五”“十二五”的發展，我國的煤炭化工利用技術無論是在關鍵技術突破、新產品開發，還是在產業規劃、項目投資、示範工程建設等方面都取得了很大成效。
煤焦油是煤炭在熱解或氣化過程中得到的液體產品，近年來，我國高溫煤焦油產量穩定在近2000萬噸/年，中低溫煤焦油的產能亦達到接近2000萬噸/年。2012年，國家能源局印發的《國家能源科技“十二五”規劃》中將“煤焦油加氫制清潔燃料”列為重大技術研發項目。2014年，國務院印發的《能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）》中明確指出：以新疆、內蒙古、陝西、山西等地為重點，穩妥推進煤制油技術研發和產業化升級示範工程，掌握核心技術，形成適度規模的煤基燃料替代能力。產煤大省陝西上報的《陝西省煤制油產業發展規劃（2016—2020）》中明確提出：2020年陝西省的煤制油產能達到1700萬噸。
近年，華電重工股份有限公司煤化工工程事業部、西北大學、西安石油大學等研究人員圍繞煤焦油加工利用進行了大量的科研和實踐。為了將所獲得的知識、研究成果和工程實踐經驗進行總結和交流，特編寫了本書，以期對煤化工領域的科技工作者和管理者以及高校師生提供一定的參考和借鋻，並為我國煤焦油化工利用技術的創新發展盡一份微薄之力。我國的能源結構為富煤、缺油、少氣，煤炭一直以來都是我國的主體能源，占我國一次能源消費總量的70%左右。要實現我國經濟快速持續發展，就必須調整和優化能源結構，推動以煤為化發展。經過“十五”“十一五”“十二五”的發展，我國的煤炭化工利用技術無論是在關鍵技術突破、新產品開發，還是在產業規劃、項目投資、示範工程建設等方面都取得了很大成效。

煤焦油是煤炭在熱解或氣化過程中得到的液體產品，近年來，我國高溫煤焦油產量穩定在近2000萬噸/年，中低溫煤焦油的產能亦達到接近2000萬噸/年。2012年，國家能源局印發的《國家能源科技“十二五”規劃》中將“煤焦油加氫制清潔燃料”列為重大技術研發項目。2014年，國務院印發的《能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）》中明確指出：以新疆、內蒙古、陝西、山西等地為重點，穩妥推進煤制油技術研發和產業化升級示範工程，掌握核心技術，形成適度規模的煤基燃料替代能力。產煤大省陝西上報的《陝西省煤制油產業發展規劃（2016—2020）》中明確提出：2020年陝西省的煤制油產能達到1700萬噸。

近年，華電重工股份有限公司煤化工工程事業部、西北大學、西安石油大學等研究人員圍繞煤焦油加工利用進行了大量的科研和實踐。為了將所獲得的知識、研究成果和工程實踐經驗進行總結和交流，特編寫了本書，以期對煤化工領域的科技工作者和管理者以及高校師生提供一定的參考和借鋻，並為我國煤焦油化工利用技術的創新發展盡一份微薄之力。

全書共分為七章。章煤焦油的特征：對多種來源煤焦油的結構、性質、特征進行了總結，並對國內外熱解技術的研究進行了綜述。第二章煤焦油的預處理：對目前國內外煤焦油淨化處理所采用方法及各自的特點進行了討論。第三章煤焦油的分離與精制：綜述了煤焦油分離與精制的方法和技術進展，重點對苯、甲苯、萘、蒽、苯酚、吡啶以及喹啉等產品的生產方法進行了介紹。第四章煤焦油加氫反應原理：對加氫脫硫、脫氮、脫氧、脫金屬、脫瀝青等反應的原理和動力學進行了闡述。第五章煤焦油加氫技術：對我國現有的幾種煤焦油加氫技術進行了對比和分析，並對影響加氫過程的主要因素進行了探討。第六章煤焦油加氫催化劑：重點對煤焦油加氫催化劑研究的新進展進行了論述。第七章煤焦油的其他利用技術：對煤焦油熱裂化、催化裂化、延遲焦化、臨界輕質化等技術作了概述。

本書章第1節和第三章第11節由西北大學李穩宏教授編寫，章第2節至第5節由中國人民解放軍第451醫院高蓉博士編寫，第二章和第三章第7節~第10節由西北大學牛夢龍博士編寫，第三章第1節~第6節由西安石油大學範崢博士編寫，第三章第12節和第七章第1節由加拿大Alberta大學劉清俠教授編寫，第四章由華電重工股份有限公司白建明教授級高工編寫，第五章和第六章由西北大學李鼕副教授編寫，第七章第2節~第4節由西安建築科技大學齊亞兵博士編寫。全書由西北大學李穩宏教授負責策劃、統稿和定稿。

為了本書的完整性和繫統性，筆者在書中除了介紹自己一點成果外，大量引用了國內外眾多學者的相關研究成果和觀點，在此深表謝意！

西安石油大學馬寶岐教授對本書的初稿進行了審閱，使我們受益匪淺，特此表示感謝！

西北大學碩士研究生袁揚、崔文崗、朱永紅、白霞、張琳娜、張軒、王磊、白佩等同學為本書的資料查閱、制圖、制表以及書稿整理做了大量工作；高明明、劉安、趙歡娟、常遠、梁世偉、王西、員汝娜、剛勇、郭宏垚、巨建鵬、雷雄、王小靜、楊鑫磊、張明偉、張旭等研究生對全部書稿進行了校對，付出了辛勤的勞動。在此，一並向各位同學表示誠摯的感謝！

由於本書內容龐雜，編著者經驗有限，編寫時間倉促，書中難免有不妥和疏漏之處，但是，如果本書的出版能對相關專業人士有一點點啟迪和幫助，我們就感到欣慰和滿足了。

編著者

2016.2

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