石油替代综论PDF电子书下载

全书内容概述 1

第一篇 资源篇 39

第一章 石油、天然气和煤炭资源 39

第一节 化石能源 39

一、概述 39

二、化石能源的生产和消费 39

第二节 石油资源 40

一、石油储量 40

二、石油产量 50

三、石油消费量 56

第三节 天然气资源 61

一、天然气储量 61

二、天然气产量 63

三、天然气消费量 64

四、中国天然气储量和产量 71

第四节 煤炭资源 72

一、煤炭储量 72

二、煤炭生产量 73

三、煤炭消费量 75

四、世界煤炭贸易 80

五、煤炭价格 81

第五节 特重原油和天然沥青资源 82

一、概述 82

二、加拿大油砂沥青资源 84

三、中国油砂资源 85

四、委内瑞拉特重原油资源 85

五、天然沥青和特重原油的输送 86

第六节 油页岩资源 87

一、油页岩性质 87

二、世界油页岩资源 87

三、中国油页岩资源 89

四、油页岩的开发 90

第七节 煤层气资源 91

一、概述 91

二、中国的煤层气资源 92

三、中国煤层气开发利用情况 93

第八节 天然气水合物 95

一、概况 95

二、天然气水合物资源量 96

三、天然气水合物开发和生产 97

四、中国天然气水合物的研究开发 97

五、其他国家天然气水合物研究开发情况 98

参考文献 99

第二章 核能、生物质和其他可再生能源资源 100

第一节 概述 100

第二节 核能 101

一、核能概况 101

二、核电站 104

三、第四代核反应堆 106

四、核供热堆 107

五、核能生产氢燃料 110

第三节 生物质能源 111

一、生物质是重要的替代能源资源 111

二、生物质能源使用现状 111

三、发展生物质能源的生产 112

四、建立生物质能源市场 114

五、中国的生物质能源资源 114

第四节 太阳能 116

一、概述 116

二、太阳能的利用方式 116

三、中国的太阳能资源 116

第五节 风能资源 117

一、概述 117

二、中国风力资源及风力发电状况 118

参考文献 119

第三章 石油需求与供给的可持续性 120

第一节 中国经济发展与能源消费 120

一、经济发展目标 120

二、中国的能源需求 120

第二节 预测方法和情景分析 121

一、能源情景分析方法 121

二、能源强度系数分析方法 127

第三节 世界和中国的石油需求量 129

一、世界石油需求量预测 129

二、中国的石油需求量预测 141

第四节 按应用部门预测能源消费量 143

一、运输部门石油需求量 143

二、工业部门石油需求量 149

三、商业部门石油需求量 150

四、民用燃料需求量 150

第五节 世界石油的供应 151

一、石油生产能力 151

二、石油贸易 152

第六节 石油产能峰值和补充替代 154

一、石油供需的矛盾 154

二、石油生产能力的峰值 155

三、石油的补充和替代 157

第七节 石油供应的几个问题 163

一、安全问题 163

二、石油价格 164

参考文献 166

第二篇 生产技术篇 169

第四章 非常规石油的开采和加工 169

第一节 补充能源概况 169

第二节 油页岩 170

一、油页岩开采技术 170

二、油页岩干馏技术和干馏炉型 172

三、油页岩工业 178

四、页岩油加工 180

五、油页岩发电技术 186

六、油页岩工业的技术经济 187

七、油页岩工业与环境 190

第三节 加拿大的油砂沥青 192

一、天然沥青的性质 192

二、天然沥青的生产 192

三、天然沥青的稀释 197

四、油砂沥青的生产与环境 198

五、油砂沥青的加工改质 199

六、油砂沥青联合加工 208

七、油砂沥青运输和销售 211

八、沥青生产的技术经济 212

九、加拿大沥青工业化生产 214

第四节 重质原油 216

一、重质原油开采方法 216

二、重质原油加工技术 218

三、重质原油改质工厂 220

四、乳化油 222

参考文献 223

第五章 煤炭的直接液化 225

第一节 概述 225

第二节 煤炭的组成与结构特征 226

一、煤炭的组成和特点 226

二、煤炭液化与煤炭性质的关系 227

第三节 煤炭直接液化技术 229

一、工艺目的 229

二、反应机理 230

三、煤炭直接液化用催化剂 230

四、煤炭直接液化工艺用溶剂 231

五、煤炭直接液化的工艺条件 231

六、煤炭直接液化工序 232

七、煤炭直接液化过程的物料平衡 232

八、煤炭直接液化反应器 233

第四节 煤炭直接液化工业 234

一、煤炭直接液化工业发展历史及现状 234

二、早期的煤加氢液化技术 237

三、IGOR工艺 243

四、HTI工艺 244

五、NEDOL工艺 246

六、神华工艺 247

七、各种煤加氢液化工艺的比较 248

八、其他开发中的煤炭直接液化工艺 250

九、煤加氢液化的联合工艺 254

十、技术成果和进步 255

十一、煤炭直接液化工艺的工程问题 255

十二、中国煤制油工业的发展 256

第五节 煤-油联合加工技术 258

一、煤-油联合加工技术的特点 258

二、煤-油联合加工工艺的试验结果 259

三、煤-油联合加工技术在炼油厂中应用的经济性评价 259

第六节 煤炭直接液化产品的性质及其精制 261

一、液化生成油 261

二、煤炭直接液化的石脑油 263

三、煤炭直接液化的中馏分油 264

四、煤炭直接液化的重油 264

五、煤炭直接液化残渣的利用 265

第七节 煤炭直接液化的技术经济 268

一、煤炭直接液化的技术经济 268

二、煤炭直接液化经济效益探讨 272

参考文献 273

第六章 生物质非气化途径生产运输燃料 274

第一节 概述 274

第二节 生物质的组成和性质 275

一、生物质工业分析 276

二、生物质元素组成及热值 277

三、生物质的有机化合物组分 278

第三节 生物质发酵法生产燃料乙醇 280

一、乙醇汽油的生产和使用现状 280

二、乙醇汽油的特性 281

三、粮食发酵法生产燃料乙醇 282

四、纤维素生产燃料乙醇 287

五、P-系列燃料 309

第四节 生物柴油 311

一、概况 311

二、生产工艺 312

三、生物柴油的性质和质量标准 313

四、生物柴油生产现状 316

五、生物柴油生产工艺 318

六、生物柴油的原料 320

七、副产品甘油的应用 322

八、新一代生物柴油 326

九、生物柴油的环境效应 327

十、生物柴油的经济性 328

十一、生物柴油生命周期分析 329

十二、中国生物柴油技术的开发现状 330

十三、发展生物柴油的几点建议 331

十四、微藻制取生物柴油 331

第五节 生物质热解生产液体燃料 346

一、概述 346

二、生物质热解工艺 347

三、生物原油的性质 349

四、生物原油的加工 350

五、生物原油的应用 351

六、生物油重整制氢技术 352

七、生物质热解经济分析 352

第六节 合成气发酵法生产乙醇 353

一、现状 353

二、工艺技术 353

三、合成气发酵的化学和微生物学 354

四、工业化前景 354

第七节 生物质发电技术 355

一、发展概况 355

二、生物质发电技术 356

三、生物质发电的环境效应 357

四、中国的生物质发电情况 358

参考文献 358

第七章 煤炭、天然气和生物质生产合成气 361

第一节 概述 361

第二节 合成气的生产现状 362

一、合成气的用途 362

二、合成气生产技术的发展和进步 363

三、生产合成气的原料 363

四、合成气的生产成本 364

第三节 天然气生产合成气 364

一、天然气生产合成气的化学 364

二、生产合成气的工艺技术 365

三、天然气生产合成气的技术经济 384

第四节 煤炭生产合成气 384

一、概述 384

二、煤炭造气的化学 385

三、气化炉技术 388

四、工业化的气化炉技术 392

五、其他气化炉 403

六、气化炉技术进步展望 412

七、合成气净化技术 412

八、煤制合成气的技术经济分析 418

九、煤制替代天然气 419

第五节 生物质生产合成气 420

一、概述 420

二、生物质生产合成气 421

参考文献 429

第八章 合成气生产醇醚燃料 431

第一节 概述 431

第二节 合成甲醇 431

一、现状 431

二、甲醇合成的化学 435

三、甲醇质量标准 436

四、甲醇合成专利技术 438

五、甲醇合成反应器专利技术 452

六、粗甲醇蒸馏技术 459

七、甲醇燃料的应用 459

八、催化剂及其研究开发现状 462

九、甲醇合成工厂大型化 465

十、甲醇合成的技术经济 466

十一、甲醇合成新技术 471

十二、生物质生产甲醇 477

十三、甲醇生产汽油（MTG）技术 477

第三节 合成二甲醚 478

一、二甲醚的性质 478

二、二甲醚的生产工艺 479

三、二甲醚的燃料应用 487

四、二甲醚的消费与市场前景 489

参考文献 490

第九章 合成气生产油品与联产电力、化工产品 492

第一节 概述 492

第二节 费托合成的化学 493

一、费托合成的基本化学过程 493

二、合成气组成和操作压力对选择性和产率的影响 495

三、温度对合成反应的影响 495

四、合成催化剂及产品分布 496

五、费托合成产品及其应用 496

第三节 费托合成催化剂 499

一、概述 499

二、费托合成催化剂的性质 500

第四节 费托合成反应器 502

一、早期的费托合成反应器 503

二、近期开发的费托合成反应器 504

第五节 费托合成技术 512

一、工业化的费托合成技术 512

二、开发中的费托合成技术 522

第六节 费托合成技术的产业化 529

一、美国进行的工作 529

二、中国费托合成工业的情况 536

第七节 费托合成与联产电力化工产品 537

一、概述 537

二、IGCC发电-联产技术 538

三、费托合成燃料与电力的联产 539

四、温室气体零排放的联产方案 542

五、煤基费托合成油工业的发展前景 546

第八节 费托合成的技术经济 548

一、天然气生产合成油的技术经济 548

二、煤基费托合成油厂的技术经济 553

三、生物质生产合成燃料油的经济性 558

参考文献 560

第十章 化石能源、可再生能源和核能制氢 562

第一节 概述 562

第二节 用水制氢 564

一、电解水制氢 564

二、热化学循环水分解制氢 566

三、高温热解水制氢 566

第三节 化石能源制氢 566

一、煤制氢 566

二、天然气制氢 578

三、轻油和炼厂气制氢 582

四、重油制氢 583

五、其他化学品制氢 584

六、化石能源制氢小结 585

第四节 生物质制氢 586

一、概述 586

二、生物质气化制氢 588

三、生物油裂化-重整制氢 590

第五节 太阳能和风能制氢系统 591

一、太阳能制氢 591

二、风能制氢 598

第六节 生物质光生物法制氢 601

一、概述 601

二、微生物转化制氢 601

三、绿藻制氢 602

四、发酵法制氢 606

五、生物制氢联合工艺 606

六、生物质光生物制氢法前景展望 607

第七节 核能制氢 608

一、核反应堆发电技术 608

二、核供热技术 608

三、核能和氢气生产 609

第八节 分散式制氢装置 616

一、分散式制氢装置 616

二、分散式制氢的工艺技术 616

三、整体式制氢系统 622

四、车载制氢系统 625

第九节 氢燃料生产的技术经济 626

一、可采用的制氢技术及经济指标预测 626

二、不同制氢方法的成本指标 627

三、大型制氢工厂建设投资和制氢成本 628

四、分散式制氢站的经济评估 632

参考文献 633

第十一章 非石油原料生产低碳烯烃和芳烃 636

第一节 概述 636

第二节 甲醇制低碳烯烃工艺 637

一、工艺的原理 637

二、SAPO-34分子筛的特性 639

三、工艺流程 642

四、工艺技术特点 644

五、与炼油FCC工艺的比较 649

六、国内外应用现状 651

七、C+ 4裂解技术 653

八、技术经济分析 654

第三节 甲醇制丙烯的MTP工艺 657

一、工艺原理 657

二、MTP工艺技术现状 659

三、反应器结构 661

四、技术经济分析 663

第四节 天然气（甲烷）制芳烃技术 664

一、甲烷有氧芳构化技术 664

二、无氧气氛下甲烷芳构化研究及进展 665

第五节 甲烷氧化耦联（OCM）制乙烯技术 668

一、反应机理 668

二、催化剂研究进展 669

三、OCM工艺研究进展 670

四、OCM工程技术进展 672

第六节 生物质制化学品的炼制技术进展 672

一、生物质炼制的定义 673

二、生物质炼制的过程 674

三、生物质炼制的化学产品 674

四、生物质炼制的产业规模 679

五、小结 680

参考文献 682

第三篇 应用篇 687

第十二章 交通运输工具的耗能与节能 687

第一节 交通运输量和运输燃料 687

一、世界交通工具和运输量预测 687

二、运输结构和运输燃料 690

第二节 轻型汽车的用能与节能 694

一、世界轻型汽车的保有量及发展趋势 694

二、汽车的燃料消耗 696

三、汽车油耗标准和燃油效率 698

四、摩托车的能耗 702

第三节 重型汽车的用能与节能 703

一、重型汽车的分类和数量 703

二、重型汽车的燃料效率 708

第四节 替代燃料汽车 711

一、世界生物燃料替代概况 711

二、乙醇燃料汽车 713

三、甲醇燃料汽车 715

四、二甲醚燃料汽车 717

五、天然气燃料汽车 717

六、液化石油气燃料汽车 718

第五节 电动汽车 719

一、纯电动汽车 719

二、混合动力汽车 720

三、燃料电池汽车 726

第六节 空运、水运和铁路运输 736

一、航空运输 736

二、水路运输 737

三、铁路运输 738

第七节 运输过程能量效率 739

参考文献 742

第十三章 氢燃料的供应 744

第一节 氢的储存是发展氢燃料汽车的关键 744

第二节 氢的气态储存 747

一、压缩氢的常温储存 747

二、压缩氢的深冷储存 749

三、压缩氢的地下储存 750

第三节 氢的液态储存 751

一、液氢的生产 751

二、液氢的储存 752

第四节 氢的吸附态储存 754

一、碳纳米吸附材料 754

二、活性炭吸附材料 756

三、其他吸附材料 757

四、吸附态储存的研究开发工作要点 758

第五节 氢的化合态储存 758

一、单一金属氢化合物 758

二、化学氢化合物储氢材料 762

三、车载设备和产氢流程 764

四、化合态储存氢材料的初步评选 768

第六节 氢的气态输送 769

一、氢气的管道输送 769

二、氢气的压力容器拖车输送 773

第七节 氢的液态输送 775

一、液氢的汽车运输 775

二、液氢的铁路和船舶运输 777

第八节 加氢站 778

一、加氢站的规模和配置 778

二、加氢站的投资 779

第九节 储存和运输的综合评估 783

参考文献 787

第十四章 燃料电池和动力蓄电池 790

第一节 燃料电池 790

一、概述 790

二、燃料电池的分类 790

三、燃料电池系统 793

四、燃料电池性能 802

五、燃料电池研究开发工作 807

六、燃料电池的成本和价格 813

第二节 动力蓄电池 821

一、三种蓄电池的性能比较 822

二、动力蓄电池的研究开发工作安排 826

三、动力蓄电池经济指标 827

四、动力蓄电池技术进步展望 828

参考文献 829

第十五章 运输燃料生产和应用中的环境影响 830

第一节 概述 830

第二节 向大气层排碳与全球的碳循环 831

一、全球气候变暖的主要原因 831

二、温室气体CO2的来源及减排方案 843

第三节 运输车辆排放温室气体的综合分析 848

一、车辆-燃料的循环分析（WTW） 848

二、替代运输燃料的WTW分析与环境效应 856

第四节 二氧化碳的减排和捕获 863

一、CO2捕获技术 864

二、配置CO2捕获系统对技术经济的影响 865

第五节 二氧化碳的运输和封存 871

一、二氧化碳的运输方式 871

二、二氧化碳的地质封存和利用 872

参考文献 881

第十六章 宏观方案技术经济分析评估 883

第一节 概述 883

第二节 技术经济指标基础数据 883

一、以煤为原料制取石油替代运输燃料 884

二、以生物质为原料制取石油替代运输燃料 888

三、其他可再生能源与核能制取石油替代运输燃料 891

四、各种能源发电 892

第三节 具体分析论证 900

一、不同原料生产同类产品 900

二、同一原料生产不同产品 902

三、两种原料交叉生产两种产品 902

四、以电代油混合动力轿车和纯电动客车 903

五、煤发电与煤制油联合生产的经济论证 904

六、氢能运输燃料的经济论证 906

参考文献 907

总结和刍议 909

初步总结 909

一、石油资源需求与供应的矛盾及其化解措施 909

二、常规石油的补充与替代路线 912

三、运输燃料和运输工具间的适配性 924

四、综合能源效率和排碳强度分析 927

几条刍议 929

缩略英语词 933