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1 绪论 1

1.1 我国的煤及焦油资源 1

1.1.1 煤和煤焦油发展现状 1

1.1.2 煤焦油制燃料油资源 2

1.2 焦油生产燃料油简史 4

1.2.1 20世纪20～50年代的初期发展期 4

1.2.2 20世纪60～80年代的深入研究期 5

1.2.3 从20世纪90年代至今的新发展期 6

1.3 焦油制燃料油的方法 7

1.3.1 焦油制燃料油的主要方法 7

1.3.2 煤-半焦-油多联产方案 7

1.3.3 内热式直立炉多联产系统的特点 8

1.3.4 焦油加氢生产汽油、柴油技术方案 9

参考文献 10

2 煤焦油的特征 12

2.1 来源及种类 12

2.2 高温煤焦油 13

2.2.1 高温煤焦油的性质 13

2.2.2 高温煤焦油的组成 14

2.3 中温煤焦油 21

2.3.1 烟煤中温煤焦油的特征 21

2.3.2 褐煤中温煤焦油的特征 29

2.4 中低温煤焦油 33

2.4.1 褐煤气化中低温煤焦油 33

2.4.2 烟煤气化中低温煤焦油 35

2.5 低温煤焦油 42

2.5.1 低温煤焦油的性质 42

2.5.2 烟煤低温焦油的组成 43

2.5.3 褐煤低温焦油的组成 51

2.6 焦油物化体系的研究 55

2.6.1 典型的分散体系 55

2.6.2 共沸混合物 56

2.6.3 共熔体与固体溶液 59

2.6.4 氢气在焦油中平衡溶解度的研究 60

2.6.5 低温煤焦油流动性改善的研究 61

参考文献 65

3 煤焦油的预处理 68

3.1 杂质的来源及特性 68

3.1.1 煤焦油沥青的族组成 68

3.1.2 煤焦油渣和TI、QI的含量 69

3.1.3 煤沥青和QI的特性 70

3.2 沉降分离 71

3.3 离心分离 74

3.3.1 原理和特点 74

3.3.2 卧螺离心机在焦油净化中的应用 75

3.3.3 选用卧螺离心机应注意的问题 76

3.3.4 离心法净化焦油的研究 78

3.4 电场净化 80

3.4.1 焦油电场净化原理 80

3.4.2 焦油电场净化技术 82

3.4.3 焦油电脱盐脱水装置 83

3.5 化学分离 84

3.6 溶剂萃取 85

3.6.1 液-液萃取原理 85

3.6.2 焦油的酒精萃取分离 86

3.6.3 焦油的溶剂萃取分离 87

3.6.4 焦油萃取净化方法研究 88

3.7 旋流分离 89

3.7.1 基本原理和特点 89

3.7.2 焦油的旋流净化技术 90

3.8 过滤分离 91

3.8.1 焦油过滤分离的研究 91

3.8.2 自动反冲洗过滤器 92

3.9 其他净化方法 95

3.9.1 共沸蒸馏脱水 95

3.9.2 混合-分离-蒸馏脱氯 96

3.9.3 微波脱水 96

3.9.4 超声波脱水 98

参考文献 98

4 焦油加氢基本原理 101

4.1 焦油的加氢性能 101

4.1.1 加氢原料与产品的比较 101

4.1.2 焦油与渣油的比较 103

4.1.3 焦油加氢的特性 103

4.2 焦油加氢化学反应 105

4.2.1 非烃类的加氢反应 105

4.2.2 烃类的加氢反应 111

4.3 焦油加氢催化剂概述 113

4.3.1 催化剂组成 114

4.3.2 催化剂性质 118

4.3.3 对催化剂的要求 123

4.3.4 催化剂的级配 125

4.3.5 催化剂的硫化、失活和再生 129

4.4 焦油加氢工艺参数 131

4.4.1 反应温度 132

4.4.2 反应压力 135

4.4.3 空间速度 137

4.4.4 氢油体积比（气油体积比） 138

4.5 焦油加氢催化剂的研究 139

4.6 焦油加氢动力学研究 146

4.6.1 焦油加氢反应机理 146

4.6.2 焦油加氢反应动力学 155

4.7 焦油加氢脱氮及结焦的研究 167

参考文献 170

5 焦油加氢技术研究 173

5.1 焦油常压加氢 173

5.1.1 原材料 173

5.1.2 试验装置流程 173

5.1.3 试验条件及产品分析方法 173

5.1.4 试验结果 174

5.1.5 工艺条件 175

5.1.6 结论 177

5.2 焦油中压加氢 177

5.2.1 试验方案 178

5.2.2 煤焦油各馏分的加氢试验 178

5.2.3 产品特性和组成分析 183

5.3 褐煤焦油加氢 184

5.3.1 原材料 184

5.3.2 试验工艺过程 185

5.3.3 工艺条件试验 186

5.3.4 四种催化剂的评选试验 187

5.3.5 第二次加氢试验 189

5.4 低温焦油加氢 190

5.4.1 第一段预反应器 190

5.4.2 第二段反应器 194

5.4.3 一、二段反应器串联 197

5.5 焦油高压加氢 200

5.5.1 天祝煤热解焦油加氢 200

5.5.2 鲁奇炉加压气化焦油加氢 204

5.6 高温焦油加氢 212

5.6.1 高温焦油轻馏分加氢 212

5.6.2 全馏分高温焦油加氢 214

5.6.3 高温焦油加氢的反应性 218

5.7 焦油轻馏分加氢 220

5.7.1 低温焦油轻馏分加氢 220

5.7.2 中低温焦油轻馏分加氢 222

57.3 焦油中间馏分（110～390℃）加氢 224

5.8 焦油脱酚加氢 228

5.8.1 焦油＜240℃馏分脱酚后与＞240℃馏分混合加氢 228

5.8.2 焦油轻中馏分脱酚加氢 231

5.9 重质煤焦油加氢 234

5.9.1 焦油加氢精制——加氢裂化工艺 235

5.9.2 煤焦油联合加氢裂化 240

5.10 焦油加氢裂解 243

5.11 焦油悬浮床加氢 249

5.11.1 原材料和试验方法 249

5.11.2 试验结果 250

5.12 多环芳烃加氢 252

参考文献 255

6 焦油加氢工艺过程 259

6.1 德国早期焦油加氢技术 259

6.1.1 三段加氢工艺的特点 260

6.1.2 焦油液相加氢工艺流程 262

6.1.3 预饱和加氢工艺流程 264

6.1.4 汽油化加氢工艺流程 265

6.2 匈牙利焦油中压加氢技术 266

6.3 美国COED法焦油加氢技术 268

6.3.1 煤焦油的性质 268

6.3.2 工艺过程和条件 269

6.3.3 加氢催化剂的再生 270

6.4 前苏联、波兰和英国焦油加氢技术 271

6.4.1 前苏联焦油加氢技术 271

6.4.2 波兰焦油加氢技术 272

6.4.3 英国焦油加氢技术 273

6.5 中国的焦油加氢技术 274

6.5.1 抚顺石油三厂焦油加氢技术 274

6.5.2 云南驻昆解放军化肥厂焦油加氢技术 282

6.5.3 哈尔滨气化厂焦油加氢技术 283

6.5.4 神木锦界天元化工有限公司焦油加氢技术 286

6.6 焦油加氢专利技术 287

6.6.1 我国煤焦油加氢专利技术 287

6.6.2 我国焦油加氢专利内容摘要 302

6.6.3 国外焦油加氢专利内容摘要 311

6.7 焦油加氢反应器 313

6.7.1 固定床反应的类型 313

6.7.2 固定床滴流反应器的流体流动特征 314

6.7.3 筒体及内构件 316

6.8 反应产物油分馏 322

6.8.1 先稳定后分馏工艺方案 322

6.8.2 先分馏后稳定工艺方案 322

参考文献 323

7 焦油催化裂化 327

7.1 催化裂化的化学反应 327

7.1.1 烷烃、环烷烃和芳烃的裂化反应 327

7.1.2 胶质和沥青的裂化反应 329

7.2 中国焦油催化裂化的早期研究 331

7.2.1 北京石油学院的研究 331

7.2.2 原石油工业部石油科学研究院的研究 335

7.3 焦油催化裂化制柴油的方法 337

7.3.1 间歇法 337

7.3.2 连续法 340

7.4 焦油轻馏分催化裂化制柴油的方法 341

7.4.1 原材料、装置和工艺参数 341

7.4.2 焦油轻馏分的预处理和分离 342

7.4.3 具体实施例 342

7.5 焦油催化裂化-加氢技术 343

7.6 催化裂化催化剂 344

7.6.1 裂化催化剂的种类、组成和结构 344

7.6.2 工业用分子筛裂化催化剂的种类 347

7.7 焦油催化裂化的发展 349

7.7.1 焦油热解采用的催化剂 349

7.7.2 影响焦油裂解的因素 350

7.7.3 焦油裂解的动力学 352

参考文献 353

8 焦油的热加工 355

8.1 煤焦油的热反应 355

8.2 焦油热裂化 359

8.2.1 早期的焦油热裂化技术 359

8.2.2 焦油缓和热裂化制燃料油 360

8.3 焦油延迟焦化的研究 363

8.4 中、低温煤焦油延迟焦化工艺 366

8.5 焦油延迟焦化加氢组合工艺 368

8.5.1 方法1 368

8.5.2 方法2 370

参考文献 371

9 焦油制燃料油的方法 373

9.1 我国早期焦油制燃料油的方法 373

9.1.1 离心分离法 373

9.1.2 溶剂稀释沉淀法 374

9.1.3 单釜蒸馏法 375

9.1.4 常减压蒸馏法 378

9.1.5 回流焦化法 380

9.1.6 全馏分酒精抽提法 383

9.2 焦油制燃料油的专利技术 385

9.2.1 合成环保柴油 385

9.2.2 生产船用燃料油的方法 386

9.2.3 用化学转换方法生产柴油的方法 388

9.2.4 高清洁复合柴油 388

9.2.5 我国焦油制燃油专利内容摘要 388

9.3 煤焦油乳化制燃料油 394

9.3.1 煤焦油的乳化原理 394

9.3.2 锅炉燃烧试验 397

9.3.3 煤焦油乳化制燃料油的研究和应用 398

9.4 煤焦油调合制燃料油 400

9.4.1 调合燃料油性质的变化规律 401

9.4.2 酸渣油调合制燃料油 404

9.4.3 燃料油的生产及储存 406

9.5 煤焦油沥青浆体燃料 407

9.5.1 煤沥青的性质、组成和种类 408

9.5.2 煤沥青乳化燃料 409

9.5.3 煤沥青水浆燃料 414

9.6 焦油制燃料油方法的研究 419

9.6.1 组合柴油生产方法 419

9.6.2 焦油渣改制燃料油 420

9.6.3 焦油-水-煤浆体燃料 422

9.6.4 甲醇-低温煤焦油微乳燃料油 423

9.6.5 煤焦馏分油制备燃料油的研究 428

参考文献 429

10 焦油在超临界流体中的轻质化 432

10.1 超临界水的特性及重质烃的改质 432

10.1.1 超临界水的特性 432

10.1.2 重质烃在SCW中的改质 434

10.2 焦油在SCW中的改质 437

10.2.1 高温煤焦油的性质 438

10.2.2 温度对气体收率的影响 438

10.2.3 温度对液体产物分布的影响 439

10.2.4 温度对焦油结焦率的影响 441

10.2.5 反应停留时间对产物分布的影响 442

10.3 焦油在SCW中的反应特性 443

10.3.1 煤焦油的性质 443

10.3.2 三种煤焦油在SCW中反应的比较 444

10.3.3 轻油组分的反应性 445

10.3.4 沥青质组分的反应性 445

10.3.5 残焦组分的反应性 447

10.3.6 煤焦油组分在SCW中的反应路径 447

10.4 煤沥青在SCW中的轻质化 448

10.4.1 煤沥青的性质 448

10.4.2 压力对产物组成的影响 448

10.4.3 温度对产物组成的影响 449

10.4.4 停留时间对产物组成的影响 450

10.4.5 单组分沥青质在SCW中的转化 451

10.5 焦油的超临界溶剂加氢技术 451

10.5.1 高温煤焦油的性质 452

10.5.2 生产方法 452

10.5.3 反应工艺条件和产物收率 453

10.6 焦油在超临界二甲苯中加氢裂解反应动力学 454

10.6.1 实验材料和流程 454

10.6.2 加氢裂化反应模型的建立 455

10.6.3 宏观动力学反应常数的求解 456

10.6.4 煤焦油在超临界二甲苯中的宏观动力学模型 458

参考文献 459

11 焦油电解加氢改质 460

11.1 焦油组分的电解加氢 460

11.2 焦油电解加氢的研究 463

11.2.1 电解对焦油组分性质的作用 463

11.2.2 焦油电解加氢的性能 465

参考文献 468

12 焦油混配改质技术 469

12.1 焦油与稠油悬浮床加氢共炼技术 469

12.1.1 悬浮床加氢的特点 469

12.1.2 高温焦油与稠油混配悬浮床加氢的研究 471

12.1.3 焦油与稠油悬浮床加氢工艺研究 475

12.2 低温焦油与废塑料混配油化技术 478

12.2.1 低温煤焦油与废旧聚乙烯混配油化工艺研究 478

12.2.2 低温焦油与废旧塑料共裂解制油的研究 480

参考文献 480

13 制氢方法及工艺 482

13.1 制氢方法的选择 482

13.2 天然气制氢 483

13.2.1 天然气蒸汽转化法制氢 483

13.2.2 天然气部分氧化法制氢 487

13.2.3 甲烷自热催化重整 490

13.2.4 天然气催化裂解制氢 492

13.3 煤气化制氢 496

13.3.1 煤气化工艺和技术 496

13.3.2 煤气化制氢技术的发展 497

13.3.3 煤气化与天然气两种制氢路线的比较 500

13.3.4 煤气化制氢技术方案 500

13.4 焦炉煤气制氢 509

13.4.1 煤高温干馏焦炉煤气制氢 510

13.4.2 内热式直立炉焦炉煤气制氢 511

13.4.3 煤低温热解煤气制氢 511

13.5 甲醇制氢 512

13.5.1 甲醇水蒸气重整制氢 513

13.5.2 甲醇部分氧化制氢 517

13.5.3 甲醇裂解制氢 519

13.6 变压吸附提纯氢气技术 522

13.6.1 氢气提纯工艺的选择 522

13.6.2 变压吸附提纯氢气工艺 524

参考文献 530

附录 536

附录1 中华人民共和国国家标准——煤焦油 536

附录2 中国冶金行业煤焦油标准 536

附录3 陕西省地方标准——中温煤焦油 537

附录4 液化气标准 537

附录5 车用汽油 537

附录6 轻柴油标准 540

附录7 车用柴油标准 541

附录8 中国燃料油的规格指标 542

附录9 军舰用燃料油理化性能指标 543

附录10 船用馏分燃料油 542

附录11 船用残渣燃料油的要求 544

附录12 中华人民共和国国家标准——粗酚 545

附录13 国家黑色冶金行业标准——粗酚 545

附录14 乙烯装置专用石脑油标准 545