適讀人群 ：本書可供煤化工和煤焦油加工領域的科研、工業生產、設計等技術人員使用，也可供高等院校相關專業師生參考。
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，以煤焦油加氫的技展為，兼顧煤焦油性質特點、預處理技術和煤焦油與其他原料的共煉，對煤焦油加氫技術原理、工藝、催化行了繫統的闡述，以期為從事煤焦油加工領域的科研、生產和設計的技術人員提供借鋻。

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、清潔利用是煤炭、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，以煤焦油加氫的技展為，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章闡述煤焦油加氫技體發展狀況，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力學等；第4、5、6章分別闡述煤焦油加氫清潔化所的三個關鍵過程括加氫脫氮、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

1.2.pan>高溫煤熱解煤在焦爐內隔絕空氣加熱到1000℃左右，可獲得焦炭、化學產品和煤氣，此過程稱為高溫熱解或高溫煉焦，一般簡稱煉焦。煉焦產括焦炭、化學產品和煤氣。2019年，全國焦炭產量為47126萬噸。90%焦炭用於高爐煉鐵，其餘用於機械工業、鑄造、電石生產原料、氣化以及有色金屬冶煉。化學產品硫酸銨、吡啶堿、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、瀝青等用於合成化學肥料、農藥、纖維、塑料等。煤氣可用來合成氨、生產化學肥料或用作加熱燃料。煤的成焦過含了四個階段：小於350℃的階段是煤干燥預熱階段；350~480℃的階段是膠質體形成階段；480~650℃的階段是半焦形成階段；650~950℃的階段是焦炭形成階段。焦爐的炭化室內同行著不同的成焦階段。在裝煤約8h內，炭化室內同時存在著濕煤層、干煤層、膠質體層、半焦層和焦炭層。兩膠質體層在裝煤後11h左右在中心彙合。裝煤後15h左右焦炭成熟。煤的成焦過程中產生大量氣體，按氣體析出途徑可分為裡行氣和外行氣。裡行氣占10%左右，形成於兩膠質體之間，不可能穿過膠質體，隻能上入爐頂空間，沒有經歷二次熱解作用，含大量水蒸氣，含煤一次分解產物，主要是CH。及其同繫物，還有H2、CO2、CO及不飽和烴；外行氣占90%左右，產生於膠質體外側，膠質體固化和半焦熱解產生大量氣態產物，沿焦餅裂縫及爐牆與焦餅間入爐頂空間，經過高溫區，經二次熱解作用，二次熱解產物主要為H2及少量CH4。氣體中含有化學產品，原料煤性質對化學產品產率的影響較大。揮發分高，煤氣和粗苯產率都高。爐牆溫度、焦餅溫度對化學產品產率影響較大，其次是炭化室爐頂空間溫度。煉焦爐是煤煉焦過程的核心設備，經歷了一個逐步發展的過程。(1)早期的煤成堆、窯式土法煉焦將煤置於地上或地下的窯中，依靠干餾時產生的煤氣和部分煤直接燃燒產生的熱量來煉制焦炭，稱為土法煉焦。土法煉焦成焦率低，焦炭灰分高，結焦時間長，化學產品不能回收，綜合利用率差。（2)倒焰式焦爐將成焦的炭化室和加熱的燃燒室分開，隔牆上設有通道，炭化室內煤干餾產生的煤氣經通道流人燃燒室內，同來自爐頂通風道內的空氣混合，自上而下地邊流動邊燃燒，該焦爐稱為倒焰式焦爐。干餾時所需熱量從燃燒室經爐牆傳給炭化室。(3）廢熱式將炭化室和燃燒室隔開，炭化室內產生的荒煤氣送到回收車間分離出化學產品後，再送回燃燒室內燃燒或民用。燃燒後產生的高溫廢氣直接從煙囪排出。（4）蓄熱式將高溫煙氣經蓄熱室降溫，熱量用來預熱空氣等。隨著鋼鐵工業的快速發展，為適應高爐大型化與鋼鐵生產節能減排體要求，對焦炭的高質量需求日益提高，了煉焦技術不斷提升。我國焦爐從極為簡單、落後的土焦、改良焦、紅旗三號小焦爐起步，逐步發展了炭化室高4.3m、5.5m、6m和7.63m的現代頂裝焦爐，同時發展了炭化室高3.2m、3.8m、4.3m、5.5m、6.0m和6.78m的現代側裝搗固焦爐。焦爐的大型化、自動化、智能化發展，不僅意味著焦爐炭化室高度與有效容積的增加，而且標志著一個國家煉焦技術和裝備的全面提升。隨著焦化企業技術操作和管理的提高，環境保護和清潔生產的，我國焦化工藝技術裝備和生產管理等綜合能力已達到世界。在現代科技發展的推動下，為滿足市場多樣需求、適應資源供給和環境改善等挑戰，我國在煤炭焦化技術的開發、焦爐大型化、煤氣資源化和煉焦化學產品的精深加工、節能減排等方面均有所突破與發展，實現了由焦炭生產大國向煉焦技術強國的轉變。1.2.2低溫煤熱解目前，國內有許多低溫煤熱解方，例如，煤炭科學技術研究院有限公司北京煤化工分院開發的MRF煤熱解工藝；大連理工大學的固體熱載體催化煤熱解；浙江大學循環流化床(爐渣熱載體與燃煤鍋爐結合)；過程工程研究所和山西煤炭化學研究所聯合研發的“煤撥頭工藝”等。其中，大連理工大學固體熱載體法快速煤熱解的特點有：①油收率高，可達到92%~96%；②原料利用率高；③熱效率高；④單套裝置的原料處理能力強，可達到5000~8000t/d；⑤產品油凝點和黏度較低，產品燃氣熱值高，冷凝設備小，輕汽油回收相對容易，干餾燃氣含硫量低；⑥生產過程耗水量少，廢水量少，SO2和NO2排放量少；⑦設備結構簡單；⑧設備開、停靈活，操作彈性大，相對容易控制。煤低溫熱解面臨的問題和挑戰，有以。(1)環境污染問題是煤低溫熱解行業面臨的突出問題之一主要原因如下。①焦化行業的排污環節比較多、強度比較高，污染物種類繁雜。②資源浪費嚴重，生產過程能耗大。③威脅人民群眾的身體健康。低溫干餾生產過程中排放的廢水、廢氣和廢渣等大量有害污染物不但嚴重污染環境，而且還威脅生產地區居民的身體健康。（2）煤低溫熱解工藝的經濟效益差煤低溫熱解的高值產品是煤焦油，對煤焦行有效深加工和綜合利用是項目

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