诺森焦炉煤气利用技术杨跃平,阎承信9787120050化学工业出版社

章焦炉煤气的特001

1.1焦炉煤气的来源及组成001

1.1.1荒煤气001

1.1.2焦炉煤气004

1.2焦炉煤气杂质及主要危害005

1.2.1硫化物005

1.2.2氯化物006

1..汞006

1.2.4焦油006

1.2.5萘006

1.2.6苯007

1.2.7氧气007

1.2.8不饱和烃008



第二章焦炉煤气的压缩与净化009

2.1概述009

2.2焦炉煤气压缩009

2.2.1螺杆压缩机的工艺原理010

2.2.2螺杆压缩机的应用011

.焦炉煤气预净化012

..1变温吸附的工艺原理012

..2变温吸附工艺流程015

..工艺操作参数018

..4原料焦炉煤气的条件及产品净化气的指标018

..5变温吸附的应用条件019

2.4焦炉煤气精脱硫020

2.4.1概述020

2.4.2焦炉煤气中主要硫化物的质及脱除方法020

2.4.3精脱硫的反应原理0

2.4.4工艺流程说明026

2.4.5主要操作指标027

2.4.6主要设备027

2.4.7主要催化剂的能028

2.4.8精脱硫装置设计及生产运行中需重视的几个问题030



第三章焦炉煤气转化变换制合成气033

3.1概述033

3.2焦炉煤气催化部分氧化工艺033

3.2.1工艺原理033

3.2.2工艺流程036

3..焦炉煤气甲烷转化的操作及控制038

3.2.4催化部分氧化的主要设备043

3.3焦炉煤气非催化部分氧化工艺048

3.3.1概述048

3.3.2非催化部分氧化工艺049

3.3.3非催化部分氧化工艺技术特点051

3.3.4非催化部分氧化工艺改进及优化052

3.4焦炉煤气催化与非催化部分氧化法的比较054

3.4.1主要工艺条件054

3.4.2工艺流程055

3.4.3主要技术经济指标对比表056

3.4.4比较结果058

3.4.5两种工艺的对比分析059

3.5一氧化碳变换059

3.5.1概述059

3.5.2变换的物理化学基础060

3.5.3变换催化剂064

3.5.4变换工艺流程070

3.5.5等温变换工艺071

3.5.6变换蒸汽消耗074

3.5.7评述076



第四章焦炉煤气制甲醇077

4.1概述077

4.2甲醇合成的原理077

4.2.1甲醇合成反应机理077

4.2.2甲醇合成的主要反应及平衡常数078

4.3甲醇合成催化剂080

4.3.1甲醇合成催化剂的开发过程080

4.3.2甲醇合成催化剂的能01

4.3.3低压合成甲醇催化剂082

4.4甲醇合成工艺条件083

4.4.1温度084

4.4.2压力084

4.4.3气体组成085

4.4.4空速086

4.5焦炉煤气制甲醇的典型流程087

4.5.1工艺流程说明087

4.5.2主要操作指标088

4.6国内外甲醇合成技术090

4.6.1国外甲醇合成技术090

4.6.2国外大甲醇技术比较093

4.6.3国内甲醇合成技术099

4.7甲醇精馏102

4.7.1双塔精馏工艺103

4.7.2三塔精馏工艺103

4.7.3（3+1）四塔精馏工艺105

4.7.4“五塔三效”精馏工艺106

4.7.5MTO级甲醇精馏工艺106

4.8焦炉煤气与煤气化生产甲醇的对比108

4.8.1条件108

4.8.2不同方法的对比108

4.8.3结论110



第五章焦炉煤气制合成氨112

5.1概述112

5.2氨合成工艺113

5.2.1氨合成热力学113

5.2.2氨合成工艺过程及反应条件116

5..氨合成压力的选择120

5.2.4氨合成催化剂122

5.3焦炉煤气生产合成氨工艺及设备1

5.3.1氨合成回路124

5.3.2氨合成塔124

5.3.3主要设备技术规格125

5.3.4氨合成装置的运行数据126

5.3.5评价127

5.4国内氨合成技术128

5.4.1氨合成塔及考核评价指标128

5.4.2蒸汽过热器及废热锅炉132

5.5国外大型合成氨技术特点及比较134

5.5.1国外成熟的氨合成技术概况134

5.5.2大型合成氨工艺技术的综合比较139

5.5.3评述140

5.6焦炉煤气纯氧与富氧转化生产合成氨的比较141

5.6.1生产方法及产品规模141

5.6.2采用的主要技术142

5.6.3方块流程及气体平衡表142

5.6.4主要技术经济指标的比较145

5.6.5评述146



第六章焦炉煤气甲烷化制天然气147

6.1概述147

6.2天然气利用政策及质量标准147

6.2.1天然气利用政策147

6.2.2天然气产品质量标准148

6..焦炉煤气甲烷化制天然气149

6.3焦炉煤气制天然气技术现状150

6.3.1绝热床甲烷化技术151

6.3.2等温床甲烷化技术152

6.4焦炉煤气甲烷化工艺过程及原理154

6.4.1甲烷化反应机理154

6.4.2反应器移热156

6.5甲烷化催化剂156

6.5.1Topsφe甲烷化催化剂157

6.5.2Davy甲烷化催化剂157

6.5.3158

6.6焦炉煤气甲烷化的典型流程及设备158

6.6.1绝热床甲烷化流程158

6.6.2等温甲烷化流程163

6.6.3主要设备165

6.7大型焦炉煤气甲烷化装置168

6.7.1设计条件168

6.7.2主要技术指标的比较169

6.7.3装置评价173

6.8焦炉煤气甲烷化制天然气工程相关问题174

6.8.1甲烷化流程的选择174

6.8.2焦炉煤气甲烷化的产品气175

6.8.3焦炉煤气甲烷化制天然气与煤气化制天然气的不同176

6.8.4焦炉煤气补碳甲烷化工艺176

6.8.5羰基化物的危害177

6.8.6甲烷水合物的影响178

6.8.7甲烷化装置金属粉末化腐蚀及防护179



第七章焦炉煤气提氢及氢能182

7.1概述182

7.1.1氢的存在及氢的质12

7.1.2氢的用途183

7.1.3制氢方法184

7.2变压吸附（PSA）提氢186

7.2.1变压吸附（PSA）提氢的工艺原理186

7.2.2变压吸附工艺对吸附剂的要求188

7..吸附塔死空间体积的影响189

7.2.4吸附系数和分离系数190

7.2.5从气相中提取产品的工艺191

7.3焦炉煤气PSA提氢工艺192

7.3.1焦炉煤气提氢的典型流程192

7.3.2主要装置说明194

7.3.3焦炉煤气两段PSA提氢工艺技术197

7.3.4焦炉煤气提氢的成本198

7.4吸附剂及PSA设备198

7.4.1吸附剂198

7.4.2主要设备及控制系统201

7.5氢氢能产业201

7.5.1概述201

7.5.2氢能产业发展现状202

7.5.3氢能利用体系206

7.6氢能在汽车领域的应用211

7.6.1氢燃料电池及其应用211

7.6.2氢燃料电池汽车214

7.6.3氢能发动机汽车216

7.6.4氢能汽车产业链的发展方向218

7.6.5我国氢能源发展与展望219



第八章焦炉煤气的综合利用方案220

8.1概述220

8.2焦炉煤气综合利用方案220

8.2.1利用方案220

8.2.2深冷分离装置对气体的净化要求221

8.3MDEA脱CO2装置222

8.3.1MDEA法脱CO2的原理2

8.3.2焦炉煤气MDEA法脱CO2装置224

8.4焦炉煤气纯化装置225

8.4.1脱汞纯化装置225

8.4.2干燥脱水装置226

8.5焦炉煤气深冷液化分离装置227

8.5.1深冷液化分离的原理227

8.5.2深冷液化分离装置228

8.5.3深冷分离装置的进出口物料1

8.6焦炉煤气综合利用生产LNG主要设备及消耗2

8.6.1主要设备一览表2

8.6.2主要化学品用量4

8.6.3主要消耗表4

8.7带液氮洗的深冷分离装置5

8.7.1适用于合成氨工艺要求的液氮洗深冷分离装置5

8.7.2装置能指标

8.7.3装置流程说明

8.7.4主要公用工程消耗

8.8半焦（兰炭）干馏煤气的综合利用方案

8.8.1概况

8.8.2内热式干馏煤气的化工利用方案

8.8.3评述243



第九章焦炉煤气补碳生产化工产品244

9.1概述244

9.2补碳气源244

9.2.1补CO2气244

9.2.2补电石炉气或铁合金炉气245

9..补转炉气或高炉气247

9.2.4补水煤气248

9.3焦炉煤气补碳生产甲醇248

9.3.1补碳前装置的状况249

9.3.2补碳后装置的状况250

9.3.3补碳效果252

9.4焦炉煤气补碳生产乙醇252

9.4.1概述252

9.4.2合成气经二甲醚羰基化制乙醇的反应及工艺过程254

9.4.3焦炉煤气补碳生产乙醇方案255

9.4.4评述256

9.5焦炉煤气补碳生产乙二醇256

9.5.1概述256

9.5.2合成气生产乙二醇技术257

9.5.3合成气制乙二醇的工艺过程258

9.5.4利用焦炉煤气和矿冶炉气生产40万吨/年乙二醇工艺方案259

9.5.5评述262

9.6焦炉煤气与矿冶炉气经费托合成油品及化工产品263

9.6.1概述263

9.6.2我国费托合成工业发展情况264

9.6.3费托合成的反应原理及产品分布268

9.6.4用焦炉煤气、矿冶炉气经费托合成生产化工产品的方案270

9.6.5钴基费托合成化工产品及市场273

9.6.6评述274



第十章焦炉煤气的多联产系统275

10.1概述275

10.2我多联系统的工程示范275

10.3热电联产系统278

10.3.1燃气轮机蒸汽轮机联合循环热电联产系统278

10.3.2燃气轮机279

10.3.3焦炉煤气燃气轮机联合循环发电系统281

10.4焦炉煤气为主的多联产系统283

10.4.1方案Ⅰ——焦炉煤气与矿冶炉气生产乙醇多联产方案283

10.4.2方案Ⅱ——焦炉煤气矿冶炉气费托合成化学品的多联产方案285

10.5评述286



十章顶替焦炉回炉煤气的技术287

11.1概述287

11.2常压固定床纯氧连续气化生产水煤气288

11.2.1原料及水煤气组成288

11.2.2工艺流程288

11..主要设备290

11.2.4主要消耗指标291

11.2.5水煤气顶替回炉焦炉煤气和补碳方案291

11.3常压固定床生产空气煤气293

11.3.1空气煤气组成293

11.3.2主要消耗293

11.3.3空气煤气顶替回炉焦炉煤气方案293

11.4科达煤气化生产空气煤气294

11.4.1原料及煤气组成295

11.4.2科达煤气化工艺流程296

11.4.3气化炉系统主要技术指标296

11.4.4科达空气煤气顶替回炉焦炉煤气方案297

11.5中科合肥煤气化技术298

11.5.1原料及煤气组成299

11.5.2工艺流程300

11.5.3主要消耗301

11.5.4顶替回炉焦炉煤气的方案301

11.6评述302



参考文献303

杨跃平，北京众联盛化工工程有限公司总经理，高级，中国炼焦行业协会专家委员会主任委员，长期从事焦炉煤气利用的技术开发、工程设计及工程建设工作，主持焦炉煤气利用的设计及建设项目50余项，为我国规天然气提供每年100万吨的产能。

本书是国内首部系统介绍焦炉煤气资源化利用的技术专著，通过本书，您将了解：

1.合理利用焦炉煤气的技术路线。

2.焦炉煤气制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氢、费托合成化学品等的技术细节。

3.国内多个焦炉煤气综合利用工程技术方案。

4.各种焦炉煤气利用技术产品方案、经济评价的对比。

本书对焦炉煤气的组成、质、净化处理技术等进行了详细的分析，阐述了合理利用焦炉煤气的技术路线，分别介绍了焦炉煤气制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氢气及氢能、费托合成化学品的技术和国内焦炉煤气加工利用工程实例，是对我国长期以来焦炉煤气化工利用工程的系统总结，也是对我国自主研发技术的肯定。

本书以较大的篇幅，详细介绍了多个焦炉煤气综合利用工程技术方案，为读者选择产品方案及技术路线、经济评价等提供帮，也可以供焦化企业及相关机构决策时参考。

本书适合炼焦和化工领域相关企业的操作管理人员、科研设计单位的工程技术人员以及大专院校的师生阅读参考。

本书是国内首部系统介绍焦炉煤气资源化利用的技术专著，通过本书，您将了解： 1.合理利用焦炉煤气的技术路线。 2.焦炉煤气制甲醇、乙醇、乙二醇、氨、氢、费托合成化学品等的技术细节。 3.国内多个焦炉煤气综合利用工程技术方案。 4.各种焦炉煤气利用技术产品方案、经济评价的对比。