本書對焦爐煤氣的組成、性質、凈化處理技術等進行了詳細的分析，闡述了合理利用焦爐煤氣的技術路線，分別介紹了焦爐煤氣制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氫氣及氫能、費托合成化學品的技術和國內(nèi)焦爐煤氣加工利用工程實例，是對我國長期以來焦爐煤氣化工利用工程的系統(tǒng)總結，也是對我國自主研發(fā)技術的肯定。
本書以較大的篇幅，詳細介紹了多個焦爐煤氣綜合利用工程技術方案，為讀者選擇產(chǎn)品方案及技術路線、經(jīng)濟評價等提供幫助，也可以供焦化企業(yè)及相關機構決策時參考。
本書適合煉焦和化工領域相關企業(yè)的操作管理人員、科研設計單位的工程技術人員以及大專院校的師生閱讀參考。
楊躍平，北京眾聯(lián)盛化工工程有限公司總經(jīng)理，高級工程師，中國煉焦行業(yè)協(xié)會專家委員會主任委員，長期從事焦爐煤氣利用的技術開發(fā)、工程設計及工程建設工作，主持焦爐煤氣利用的設計及建設項目50余項，為我國非常規(guī)天然氣提供每年100萬噸的產(chǎn)能。
第一章焦爐煤氣的特性001
1.1焦爐煤氣的來源及組成001
1.1.1荒煤氣001
1.1.2焦爐煤氣004
1.2焦爐煤氣雜質及主要危害005
1.2.1硫化物005
1.2.2氯化物006
1.2.3汞006
1.2.4焦油006
1.2.5萘006
1.2.6苯007
1.2.7氧氣007
1.2.8不飽和烴008
第二章焦爐煤氣的壓縮與凈化009
2.1概述009
2.2焦爐煤氣壓縮009
2.2.1螺桿壓縮機的工藝原理010
2.2.2螺桿壓縮機的應用011
2.3焦爐煤氣預凈化012
2.3.1變溫吸附的工藝原理012
2.3.2變溫吸附工藝流程015
2.3.3工藝操作參數(shù)018
2.3.4原料焦爐煤氣的條件及產(chǎn)品凈化氣的指標018
2.3.5變溫吸附的應用條件019
2.4焦爐煤氣精脫硫020
2.4.1概述020
2.4.2焦爐煤氣中主要硫化物的性質及脫除方法020
2.4.3精脫硫的反應原理023
2.4.4工藝流程說明026
2.4.5主要操作指標027
2.4.6主要設備027
2.4.7主要催化劑的性能028
2.4.8精脫硫裝置設計及生產(chǎn)運行中需重視的幾個問題030
第三章焦爐煤氣轉化變換制合成氣033
3.1概述033
3.2焦爐煤氣催化部分氧化工藝033
3.2.1工藝原理033
3.2.2工藝流程036
3.2.3焦爐煤氣甲烷轉化的操作及控制038
3.2.4催化部分氧化的主要設備043
3.3焦爐煤氣非催化部分氧化工藝048
3.3.1概述048
3.3.2非催化部分氧化工藝049
3.3.3非催化部分氧化工藝技術特點051
3.3.4非催化部分氧化工藝改進及優(yōu)化052
3.4焦爐煤氣催化與非催化部分氧化法的比較054
3.4.1主要工藝條件054
3.4.2工藝流程055
3.4.3主要技術經(jīng)濟指標對比表056
3.4.4比較結果058
3.4.5兩種工藝的對比分析059
3.5一氧化碳變換059
3.5.1概述059
3.5.2變換的物理化學基礎060
3.5.3變換催化劑064
3.5.4變換工藝流程070
3.5.5等溫變換工藝071
3.5.6變換蒸汽消耗074
3.5.7評述076
第四章焦爐煤氣制甲醇077
4.1概述077
4.2甲醇合成的原理077
4.2.1甲醇合成反應機理077
4.2.2甲醇合成的主要反應及平衡常數(shù)078
4.3甲醇合成催化劑080
4.3.1甲醇合成催化劑的開發(fā)過程080
4.3.2甲醇合成催化劑的性能081
4.3.3低壓合成甲醇催化劑082
4.4甲醇合成工藝條件083
4.4.1溫度084
4.4.2壓力084
4.4.3氣體組成085
4.4.4空速086
4.5焦爐煤氣制甲醇的典型流程087
4.5.1工藝流程說明087
4.5.2主要操作指標088
4.6國內(nèi)外甲醇合成技術090
4.6.1國外甲醇合成技術090
4.6.2國外大甲醇技術比較093
4.6.3國內(nèi)甲醇合成技術099
4.7甲醇精餾102
4.7.1雙塔精餾工藝103
4.7.2三塔精餾工藝103
4.7.3（3+1）四塔精餾工藝105
4.7.4“五塔三效”精餾工藝106
4.7.5MTO級甲醇精餾工藝106
4.8焦爐煤氣與煤氣化生產(chǎn)甲醇的對比108
4.8.1條件108
4.8.2不同方法的對比108
4.8.3結論110
第五章焦爐煤氣制合成氨112
5.1概述112
5.2氨合成工藝113
5.2.1氨合成熱力學113
5.2.2氨合成工藝過程及反應條件116
5.2.3氨合成壓力的選擇120
5.2.4氨合成催化劑122
5.3焦爐煤氣生產(chǎn)合成氨工藝及設備123
5.3.1氨合成回路124
5.3.2氨合成塔124
5.3.3主要設備技術規(guī)格125
5.3.4氨合成裝置的運行數(shù)據(jù)126
5.3.5評價127
5.4國內(nèi)氨合成技術128
5.4.1氨合成塔及考核評價指標128
5.4.2蒸汽過熱器及廢熱鍋爐132
5.5國外大型合成氨技術特點及比較134
5.5.1國外成熟的氨合成技術概況134
5.5.2大型合成氨工藝技術的綜合比較139
5.5.3評述140
5.6焦爐煤氣純氧與富氧轉化生產(chǎn)合成氨的比較141
5.6.1生產(chǎn)方法及產(chǎn)品規(guī)模141
5.6.2采用的主要技術142
5.6.3方塊流程及氣體平衡表142
5.6.4主要技術經(jīng)濟指標的比較145
5.6.5評述146
第六章焦爐煤氣甲烷化制天然氣147
6.1概述147
6.2天然氣利用政策及質量標準147
6.2.1天然氣利用政策147
6.2.2天然氣產(chǎn)品質量標準148
6.2.3焦爐煤氣甲烷化制天然氣149
6.3焦爐煤氣制天然氣技術現(xiàn)狀150
6.3.1絕熱床甲烷化技術151
6.3.2等溫床甲烷化技術152
6.4焦爐煤氣甲烷化工藝過程及原理154
6.4.1甲烷化反應機理154
6.4.2反應器移熱156
6.5甲烷化催化劑156
6.5.1Topsφe甲烷化催化劑157
6.5.2Davy甲烷化催化劑157
6.5.3其他158
6.6焦爐煤氣甲烷化的典型流程及設備158
6.6.1絕熱床甲烷化流程158
6.6.2等溫甲烷化流程163
6.6.3主要設備165
6.7大型焦爐煤氣甲烷化裝置168
6.7.1設計條件168
6.7.2主要技術指標的比較169
6.7.3裝置評價173
6.8焦爐煤氣甲烷化制天然氣工程相關問題174
6.8.1甲烷化流程的選擇174
6.8.2焦爐煤氣甲烷化的產(chǎn)品氣175
6.8.3焦爐煤氣甲烷化制天然氣與煤氣化制天然氣的不同176
6.8.4焦爐煤氣補碳甲烷化工藝176
6.8.5羰基化物的危害177
6.8.6甲烷水合物的影響178
6.8.7甲烷化裝置金屬粉末化腐蝕及防護179
第七章焦爐煤氣提氫及氫能182
7.1概述182
7.1.1氫的存在及氫的性質182
7.1.2氫的用途183
7.1.3制氫方法184
7.2變壓吸附（PSA）提氫186
7.2.1變壓吸附（PSA）提氫的工藝原理186
7.2.2變壓吸附工藝對吸附劑的要求188
7.2.3吸附塔死空間體積的影響189
7.2.4吸附系數(shù)和分離系數(shù)190
7.2.5從氣相中提取產(chǎn)品的工藝191
7.3焦爐煤氣PSA提氫工藝192
7.3.1焦爐煤氣提氫的典型流程192
7.3.2主要裝置說明194
7.3.3焦爐煤氣兩段PSA提氫工藝技術197
7.3.4焦爐煤氣提氫的成本198
7.4吸附劑及PSA設備198
7.4.1吸附劑198
7.4.2主要設備及控制系統(tǒng)201
7.5氫能及氫能產(chǎn)業(yè)201
7.5.1概述201
7.5.2氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀202
7.5.3氫能利用體系206
7.6氫能在汽車領域的應用211
7.6.1氫燃料電池及其應用211
7.6.2氫燃料電池汽車214
7.6.3氫能發(fā)動機汽車216
7.6.4氫能汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向218
7.6.5我國氫能源發(fā)展與展望219
第八章焦爐煤氣的綜合利用方案220
8.1概述220
8.2焦爐煤氣綜合利用方案220
8.2.1利用方案220
8.2.2深冷分離裝置對氣體的凈化要求221
8.3MDEA脫CO2裝置222
8.3.1MDEA法脫CO2的原理223
8.3.2焦爐煤氣MDEA法脫CO2裝置224
8.4焦爐煤氣純化裝置225
8.4.1脫汞純化裝置225
8.4.2干燥脫水裝置226
8.5焦爐煤氣深冷液化分離裝置227
8.5.1深冷液化分離的原理227
8.5.2深冷液化分離裝置228
8.5.3深冷分離裝置的進出口物料231
8.6焦爐煤氣綜合利用生產(chǎn)LNG主要設備及消耗232
8.6.1主要設備一覽表232
8.6.2主要化學品用量234
8.6.3主要消耗表234
8.7帶液氮洗的深冷分離裝置235
8.7.1適用于合成氨工藝要求的液氮洗深冷分離裝置235
8.7.2裝置性能指標236
8.7.3裝置流程說明237
8.7.4主要公用工程消耗237
8.8半焦（蘭炭）干餾煤氣的綜合利用方案239
8.8.1概況239
8.8.2內(nèi)熱式干餾煤氣的化工利用方案239
8.8.3評述243
第九章焦爐煤氣補碳生產(chǎn)化工產(chǎn)品244
9.1概述244
9.2補碳氣源244
9.2.1補CO2氣244
9.2.2補電石爐氣或鐵合金爐氣245
9.2.3補轉爐氣或高爐氣247
9.2.4補水煤氣248
9.3焦爐煤氣補碳生產(chǎn)甲醇248
9.3.1補碳前裝置的狀況249
9.3.2補碳后裝置的狀況250
9.3.3補碳效果252
9.4焦爐煤氣補碳生產(chǎn)乙醇252
9.4.1概述252
9.4.2合成氣經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇的反應及工藝過程254
9.4.3焦爐煤氣補碳生產(chǎn)乙醇方案255
9.4.4評述256
9.5焦爐煤氣補碳生產(chǎn)乙二醇256
9.5.1概述256
9.5.2合成氣生產(chǎn)乙二醇技術257
9.5.3合成氣制乙二醇的工藝過程258
9.5.4利用焦爐煤氣和礦冶爐氣生產(chǎn)40萬噸/年乙二醇工藝方案259
9.5.5評述262
9.6焦爐煤氣與礦冶爐氣經(jīng)費托合成油品及化工產(chǎn)品263
9.6.1概述263
9.6.2我國費托合成工業(yè)發(fā)展情況264
9.6.3費托合成的反應原理及產(chǎn)品分布268
9.6.4用焦爐煤氣、礦冶爐氣經(jīng)費托合成生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方案270
9.6.5鈷基費托合成化工產(chǎn)品及市場273
9.6.6評述274
第十章焦爐煤氣的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)275
10.1概述275
10.2我國多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工程示范275
10.3熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)278
10.3.1燃氣輪機蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)278
10.3.2燃氣輪機279
10.3.3焦爐煤氣燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)281
10.4焦爐煤氣為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)283
10.4.1方案Ⅰ——焦爐煤氣與礦冶爐氣生產(chǎn)乙醇多聯(lián)產(chǎn)方案283
10.4.2方案Ⅱ——焦爐煤氣礦冶爐氣費托合成化學品的多聯(lián)產(chǎn)方案285
10.5評述286
第十一章頂替焦爐回爐煤氣的技術287
11.1概述287
11.2常壓固定床純氧連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣288
11.2.1原料及水煤氣組成288
11.2.2工藝流程288
11.2.3主要設備290
11.2.4主要消耗指標291
11.2.5水煤氣頂替回爐焦爐煤氣和補碳方案291
11.3常壓固定床生產(chǎn)空氣煤氣293
11.3.1空氣煤氣組成293
11.3.2主要消耗293
11.3.3空氣煤氣頂替回爐焦爐煤氣方案293
11.4科達煤氣化生產(chǎn)空氣煤氣294
11.4.1原料及煤氣組成295
11.4.2科達煤氣化工藝流程296
11.4.3氣化爐系統(tǒng)主要技術指標296
11.4.4科達空氣煤氣頂替回爐焦爐煤氣方案297
11.5中科合肥煤氣化技術298
11.5.1原料及煤氣組成299
11.5.2工藝流程300
11.5.3主要消耗301
11.5.4頂替回爐焦爐煤氣的方案301
11.6評述302
參考文獻303
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