第1章緒論001

1.1煤化工概述003

1.2煤的熱解003

1.2.1高溫煤熱解004

1.2.2低溫煤熱解006

1.3煤炭分質分級利用008

1.3.1煤炭分質分級利用的路線008

1.3.2國內煤炭分質分級利用技術現狀010

1.4煤焦油概述012

1.4.1煤焦油來源和分類013

1.4.2煤焦油的性質013

1.4.3高溫煤焦油015

1.4.4中溫煤焦油016

1.4.5低溫煤焦油018

1.5煤焦油的分離022

1.5.1溶劑萃取法023

1.5.2蒸餾法024

1.5.3結晶法024

參考文獻025



第2章煤焦油加氫技術027

2.1煤焦油加工027

2.2煤焦油預處理028

2.2.1沉降分離029

2.2.2離心分離032

2.2.3電脫鹽035

2.2.4過濾036

2.3煤焦油加氫技術040

2.3.1煤焦油加氫技術的發展041

2.3.2煤焦油加氫技術發展總體評價043

2.3.3煤焦油加氫技術現狀045

2.4煤焦油加氫工藝052

2.4.1固定床工藝053

2.4.2懸浮床工藝056

2.4.3沸騰床工藝063

2.5煤焦油加氫催化劑066

2.5.1煤焦油加氫催化劑的發展067

2.5.2工業加氫催化劑068

參考文獻075



第3章煤焦油加氫裂化079

3.1煤焦油中的芳烴化合物及加氫裂化反應080

3.1.1煤焦油中的芳烴化合物080

3.1.2加氫裂化反應熱力學083

3.1.3加氫裂化反應網絡084

3.1.4加氫裂化反應機理087

3.2加氫裂化催化劑089

3.2.1催化劑和催化作用089

3.2.2催化劑載體089

3.2.3催化劑活性組分090

3.2.4催化劑改性助劑091

3.2.5Ni-W基煤焦油加氫裂化催化劑092

3.2.6Ni-Mo基煤焦油加氫裂化催化劑097

3.2.7Co-Mo基煤焦油加氫裂化催化劑100

3.3加氫裂化工藝流程101

3.3.1單段加氫裂化工藝流程102

3.3.2一段串聯加氫裂化工藝流程104

3.3.3兩段加氫裂化工藝流程109

3.3.4加氫裂化工藝流程的組成114

3.3.5煤焦油聯合加氫裂化處理工藝116

3.4加氫裂化反應動力學116

3.4.1餾分油加氫裂化反應動力學116

3.4.2煤焦油加氫裂化反應動力學117

參考文獻118



第4章煤焦油加氫脫氮123

4.1煤焦油中的含氮化合物及其危害123

4.1.1煤焦油中含氮化合物分類123

4.1.2含氮化合物的危害124

4.2脫氮技術125

4.2.1加氫脫氮技術125

4.2.2含氮化合物加氫脫氮反應126

4.2.3非加氫脫氮技術126

4.3加氫脫氮反應原理128

4.3.1加氫脫氮反應的熱力學128

4.3.2含氮化合物的加氫脫氮反應網絡129

4.3.3含氮化合物的加氫脫氮反應機理132

4.3.4加氫脫氮反應的動力學136

4.4加氫脫氮催化劑139

4.4.1加氫脫氮催化劑進展狀況140

4.4.2硫化物催化劑141

4.4.3非硫化物催化劑144

4.4.4NiMo基加氫脫氮催化劑148

4.4.5P改性煤焦油加氫脫氮催化劑151

參考文獻153



第5章煤焦油加氫脫硫160

5.1煤焦油中的含硫化合物及其危害160

5.1.1煤焦油中的含硫化合物160

5.1.2含硫化合物的危害160

5.2加氫脫硫反應原理161

5.2.1含硫化合物加氫脫硫反應161

5.2.2加氫脫硫反應機理161

5.2.3加氫脫硫反應的熱力學162

5.2.4加氫脫硫反應的動力學164

5.2.5加氫脫硫反應的影響因素166

5.3加氫脫硫催化劑167

5.3.1加氫精制催化劑活性組分169

5.3.2加氫精制催化劑載體170

5.3.3加氫精制催化劑助劑172

5.3.4CoMo基加氫脫硫催化劑174

5.3.5NiW基加氫脫硫催化劑178

參考文獻180



第6章煤焦油加氫脫氧187

6.1煤焦油的加氫脫氧187

6.1.1煤焦油中含氧化合物187

6.1.2含氧化合物的加氫反應活性191

6.1.3煤焦油的加氫脫氧191

6.1.4加氫脫氧的反應途徑193

6.1.5加氫脫氧反應動力學198

6.1.6煤焦油加氫脫氧的影響因素202

6.2酚類化合物的加氫脫氧206

6.2.1加氫脫氧的催化劑208

6.2.2磷化物、碳化物和氮化物220

6.2.3溶劑和反應參數對HDO的影響223

參考文獻224



第7章煤焦油摻混加氫235

7.1煤焦油與煤共煉235

7.2煤焦油與重油共煉237

7.2.1煤焦油與稠油摻混懸浮床加氫237

7.2.2焦油與渣油摻混加氫243

7.3煤焦油與雜油、煤加氫共煉248

參考文獻249



附錄250

21世紀以來，我國煤干餾工業發展迅速，產生了大量高溫和中低溫煤焦油，2018年我國煤焦油年產量已達2500萬噸。煤焦油高效、清潔利用是煤炭高效、清潔利用的關鍵技術之一，被列入《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》。催化加氫是目前我國處理中低溫煤焦油和部分高溫煤焦油的一項主要技術。近年來，隨著以熱解為先導的煤炭分質利用技術的發展，煤焦油產量增大，煤焦油加氫產業迅速發展，煤焦油加氫技術取得長足進步。

編者十多年來從事煤焦油領域研發工作，結合研究和工業實踐經驗，以煤焦油加氫的技術進展為重點，兼顧煤焦油性質和特點、預處理技術以及煤焦油與其他原料的共煉，對煤焦油加氫技術原理、工藝、催化劑進行了繫統的闡述，以期為煤焦油加工領域的科研、生產和設計等技術人員提供借鋻。

全書共7章，第1章介紹煤焦油與煤化工的關繫，煤焦油主要的來源、技術，各類煤焦油的性質、組成特點以及煤焦油的分離利用；第2章重點闡述煤焦油加氫技術總體發展狀況，煤焦油加氫前的各類預處理技術，典型的加氫工藝以及關鍵加氫催化劑的概況；第3章介紹煤焦油加氫裂化的反應原理、催化劑、典型工藝流程以及加氫裂化反應動力學等；第4、5、6章分別闡述煤焦油加氫清潔化所必需的三個關鍵過程，包括加氫脫氮、加氫脫硫和加氫脫氧；第7章則介紹了煤焦油與其他原料的共加氫。

本書第1章和第3章至第6章由西安石油大學邱澤剛編寫，第2章和第7章由西安石油大學李志勤編寫，全書由邱澤剛統稿和定稿。

本書獲得“西安石油大學優秀學術著作出版基金”資助。本書編寫過程中參考了大量國內外文獻資料，西安石油大學研哲、王英、賀小霞、趙晟國參與了書稿的核對工作，並且化學化工學院給予了支持，謹在此一並表示感謝。

由於編者的水平有限，本書中難免有不妥和疏漏之處，敬請讀者批評與指正。



著者

2020年10月