煤液化生产技术

中高职一体化衔接教材，内容简练，实用性强。

本书结合我国煤化工发展的实际，在对煤的性质及用途、煤的液化方法、液化用煤的选择及煤液化技术的发展概况概要介绍后，系统地介绍了煤直接液化技术、煤间接液化技术、煤液化主要设备以及典型岗位的技能操作和煤液化产物的深加工与副产物的综合利用技术。本书可作为中职、高职高专应用化工技术专业（煤化工方向）、煤化工专业的学习教材，也可作为煤化工生产企业技术管理人员、生产操作人员的培训教材和学习参考资料。

第一章煤液化基础1
第一节煤的性质及用途1
一、煤的结构1
二、煤的性质6
三、煤的用途10
第二节煤的液化方法11
一、煤的直接液化法11
二、煤的间接液化法12
三、煤液化工艺的选择原则14
第三节液化用煤的选择15
一、直接液化煤种的选择15
二、间接液化煤种的选择17
第四节煤液化技术的发展概况18
一、煤直接液化技术发展概况18
二、煤间接液化技术发展概况19
三、我国发展煤液化技术的战略意义20
四、煤液化技术的发展趋势20
本章小结22
复习思考题22
第二章煤直接液化生产技术24
第一节煤直接液化机理24
一、煤液化过程中的化学反应24
二、煤加氢液化反应历程30
三、煤直接液化的基本原理30
四、影响加氢液化的因素30
第二节煤直接液化催化剂34
一、煤加氢液化催化剂种类34
二、催化剂在煤加氢液化中的作用37
三、影响催化剂活性的因素38
第三节供氢溶剂40
一、供氢溶剂的作用40
二、供氢溶剂的种类41
第四节煤直接液化典型工艺41
一、德国IG工艺和IGOR工艺41
二、美国EDS工艺和日本NEDOL工艺45
三、美国HTI工艺48
四、苏联FFI工艺49
五、神华煤直接液化工艺50
第五节煤直接液化初级产品及其提质加工54
一、煤直接液化初级产品（液化粗油）的性质54
二、液化粗油提质加工研究56
三、液化粗油提质加工工艺58
第六节煤直接液化的主要设备62
一、煤直接液化反应器62
二、煤浆预热器66
三、高温气体分离器68
四、减压阀70
五、高压换热器71
实践项目煤直接液化装置操作72
一、冷态开车72
二、操作参数和操作条件调整74
三、装置的正常停车75
本章小结76
复习思考题77
第三章煤间接液化生产技术78
第一节费托(F-T)合成原理78
一、F-T合成反应78
二、F-T合成反应机理79
三、F-T合成的产物分布83
四、F-T合成的影响因素84
第二节F-T合成催化剂85
一、常见F-T合成催化剂及其特性85
二、F-T合成催化剂的还原87
三、F-T合成催化剂的失活、中毒和再生87
第三节典型F-T合成工艺88
一、工业上煤间接液化主要合成技术88
二、工业上典型F-T合成工艺89
三、F-T合成新工艺开发103
第四节煤间接液化主要设备104
一、气固相固定床催化反应器104
二、气固相流化床反应器106
三、鼓泡淤浆床(浆态床)反应器107
四、几种反应器的比较109
实践项目煤间接液化装置操作（脱硫工段操作规程）110
一、工艺简介110
二、工艺技术指标110
三、岗位职责111
四、正常操作111
五、开、停工操作112
六、特殊操作113
七、岗位安全规程与设备维护保养114
本章小结115
复习思考题116
第四章煤液化产物的深加工与副产物的综合利用技术117
第一节甲醇制烯烃117
一、MTO工艺原理117
二、主要影响因素120
三、MTO装置生产工艺123
第二节尿素的生产127
一、尿素的性质和用途127
二、尿素生产原理128
三、CO2气提法制取尿素生产工艺129
第三节煤液化残渣的利用132
一、残渣的成分132
二、直接液化残渣特性133
三、残渣利用研究与技术开发134
本章小结136
复习思考题137
参考文献138

    第四节 煤炭直接液化工艺
    一、德国IGOR工艺
    煤液化粗油(合成原油)中含有大量的多核芳烃、含氮杂环、有机碱以及苯酚类等化合物，它们对人体健康和生产操作环境都有较大的危害。而且，煤液化粗油不具备洁净燃料油应具有的一切特性和要求，无论用作加氢裂解、重整原料还是直接作为市场燃料都必须深度加氢精制。它们在储存运输过程中，甚至在短时间内储存也都会生成黑色沉积物，对油品提质加工催化剂有毒性。为此，德国一直在探讨改进现有工艺技术途径，设法降低合成原油的沸点范围和杂原子含量，生产饱和的煤液化粗油等。德国鲁尔煤矿公司和威巴石油公司合作，把战前的IG老工艺发展为IG新工艺，即开发将煤液化粗油的加氢精制、饱和等过程与煤糊相加氢液化过程结合成一体的新工艺技术，称为煤液化粗油精制联合工艺(IGOR）。该工艺于1981年在德国Bottrop建立了200吨/日工业试验装置，于1987年结束试验，共用煤16万吨。
    1.工艺流程
    工艺流程见图2-14。将粒度<0.2mm的煤粉和铁催化剂（2％）与循环溶剂按1：1.2比例混合，与H2一起依次进入煤浆预热器和煤浆反应器，于压力30MPa和温度485℃下进行加氢裂化。反应后的物料进高温分离器，在此，重质物料与气体及轻质油蒸气分离，由高温分离器下部减压阀排出的重质物料（包括所有固体物——未转化的煤、灰和催化剂以及高沸点组分）经减压闪蒸分出残渣和闪蒸油，闪蒸油又通过高压泵打入系统与高温分离器分出的气体及轻油一起进入靠前固定床反应器，在此进一步加氢后进入中温分离器，中温分离器分出的重质油作为循环溶剂，气体和轻质油蒸气进入第二固定床反应器又一次加氢，再通过低温分离器分出提质后的轻质油产品，气体再经循环氢压机加压后循环使用。为了使循环气体中的H2浓度保持在所需要的水平，要补充一定数量的新鲜H2。液化油在此工艺经两步催化加氢，已完成提质加工过程。油中的N和S含量降到10-5数量级。此产品可直接蒸馏得到直馏汽油和柴油，汽油只要再经重整就可获得高辛烷值产品，柴油只需加入少量添加剂即可得到合格产品。