煤制低碳烯烃工艺与工程
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作者吴秀章 主编
出版社化学工业出版社
ISBN9787122196354
出版时间2014-02
装帧精装
开本16开
定价198元
货号23438981
上书时间2024-12-18
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导语摘要
本书从理论、工程、操作等角度全面描述了煤制低碳烯烃工程的各个主要工艺（包托煤炭气化、CO变换及合成气净化、甲醇合成、甲醇制烯烃、烯烃分离等），每个工艺都包括了工艺简介、化学和热力学、催化剂、动力学、工艺流程、操作变量、操作及开停工技术等，另外本书还对煤制低碳烯烃示范工程的环境保护、项目总体评价进行了系统分析。
作者简介
吴秀章，中国神华煤制油化工有限公司，董事长、教授级高级工程师，1986年毕业于山东大学化学系；1989年毕业于石油大学（北京）应用化学专业、获工学硕士学位；21年毕业于中国石油大学（北京），获工学博士学位。
1989年-1999年在中石化北京燕山石化公司炼油厂工作，从事过工艺操作、生产管理、技术管理等方面的工作，历任技术员、工程师、副总工程师等职务，熟悉石油炼制的生产工艺、技术，参与了多项重大技术改造、新技术应用等技术管理工作；
1999-22年在中石化北京燕山石化公司工作，从事炼油和石油化工的技术管理和生产管理工作，参与了多项重大技术改造工作；
22-至今在神华集团公司工作，主要从事新型煤制油、煤化工技术的研发、技术管理、工程管理、运营管理等工作，全程参与了全世界首座百万吨级煤炭直接液化示范工程、6万吨煤制低碳烯烃工业示范工程、1万吨二氧化碳捕集及地质封存示范工程的研发、技术及生产运营等。
作为主要人员参加的《百万吨级煤直接液化关键技术与示范》获211年度中国煤炭工业科学技术奖特等奖；作为主要人员参加的《回收炼油厂乙烯资源成套工业化技术的应用》获28年度中国石化集团公司科技进步一等奖；作为主要人员参加的《1万吨/年中压加氢改质成套技术开发及工业化》获1999年度中国石化集团公司科技进步一等奖，获2年度国家科技进步二等奖；作为主要人员参加的《二蒸馏装置先进过程控制系统的开发及应用》获1999年度中国石化集团公司科技进步三等奖。
25年获得政府特殊津贴。
26年入选“国家百千万人才工程”。
目录
第一章绪论
第一节中国的能源需求与供应
一、中国的能源消费与结构
二、未来中国能源消费预测
三、中国能源安全问题及应对措施
第二节中国原油、低碳烯烃的需求与
生产
一、中国的石油需求与生产
二、乙烯、丙烯等低碳烯烃的需求与
生产
三、石油替代
第三节中国煤炭资源与生产
第四节煤制低碳烯烃工艺过程综述
一、煤气化及合成气净化
(一)煤炭气化
(二)粗合成气CO变换
(三)粗合成气净化
二、甲醇合成
三、甲醇制低碳烯烃及烯烃分离
(一)甲醇制低碳烯烃
(二)烯烃分离
四、低碳烯烃后加工
(一)乙烯的后加工
（二）丙烯的后加工
(三)混合C4的后加工
第五节煤制烯烃工程安全与环境保护
一、安全评价
（一）安全评价结果分析
(二)评价结论
二、环境影响评价报告
(一)环境影响评价结论
(二)环境保护对策与建议
第六节煤制低碳烯烃的可行性简要分析
一、可行性研究报告总论
(一)项目基本情况
(二)可行性研究报告编制原则
(三)项目建设的必要性和投资意义
(四)项目范围
(五)可行性研究结论
二、咨询单位的评估意见
(一)项目建设条件
(二)项目方案及技术可靠性
(三)项目产品市场及竞争力
(四)煤炭及水资源利用
(五)热电及总图运输、土建
(六)厂址及土地利用
(七)环境保护
(八)项目投资估算及财务评价
(九)国民经济评价及社会评价
(十)项目风险分析
三、项目总体优化及技术经济评价
第七节包头煤制低碳烯烃示范工程的建设
及运行
参考文献
第二章煤炭气化
第一节煤炭气化概论
一、地面气化
（一）固定床气化炉
(二)流化床气化炉
(三)气流床气化炉
二、地下气化
第二节气流床气化技术
一、Texaco气化工艺
(一)Texaco气化工艺特点
(二)Texaco气化工艺流程
二、Shell气化工艺
(一)Shell气化工艺特点
（二）Shell气化炉工艺流程
三、GSP气化工艺
(一)GSP气化工艺特点
(二)GSP气化炉工艺流程
四、多喷嘴对置式气化工艺
（一）多喷嘴对置式水煤浆气化技术
（二）多喷嘴对置式粉煤气化技术
五、四种气化工艺对比情况
(一)气化炉结构的区别
(二)进料方式不同
(三)冷却方式不同
(四)煤气化工艺参数一览表
(五)煤气化工艺技术对比
第三节水煤浆气化及化学
一、水煤浆气化概述
二、水煤浆气化化学
(一)水煤浆气化的化学反应
(二)水煤浆气化的反应机理
第四节原料及反应产物
一、水煤浆气化的原料及特性
(一)原料煤的介绍
（二）煤的质量及其对气化过程的
影响
（三）发热量
（四）元素分析
(五)可磨指数
(六)煤的化学活性
二、水煤浆的性质及气化对其的要求
(一)较高的浓度
(二)较好的流动性
(三)较好的稳定性
(四)适宜的粒度分布
(五)适宜的pH值
一、反应再生系统热平衡
(一)反应器热平衡计算
（二）再生器热平衡计算
(三)拟建装置热平衡计算
二、MTO工业装置能耗计算
(一)装置用能分析
(二)MTO工业装置能耗分析
(三)MTO工业装置节能潜力分析
第八节主要操作变量及其影响
一、反应再生系统的主要操作变量
(一)MTO反应的主要操作变量
(二)催化剂再生的主要操作变量
二、急冷水洗汽提系统
(一)急冷塔主要操作变量
(二)水洗塔主要操作变量
(三)反应水汽提塔主要操作变量
三、再生烟气热量回收系统
(一)CO焚烧炉主要操作变量
(二)余热锅炉主要操作变量
第九节甲醇制烯烃工业装置主要设备
一、反应器及辅助设备
(一)反应器
(二)内取热器
(三)反应器待生催化剂汽提器
二、再生器及辅助设备
(一)再生器
(二)外取热器
（三）辅助燃烧室
三、急冷塔
四、水洗塔
五、反应水汽提塔
六、旋风分离器
(一)旋风分离器的工作原理
(二)旋风分离器型式
七、主风机
(一)设备概述
(二)机组配置及布置
(三)工艺流程设备简介
(四)工艺设备技术数据及结构特征
八、CO焚烧炉及余热锅炉
(一)CO焚烧炉
(二)余热锅炉
九、开工加热炉
参考文献
第六章烯烃分离与纯化
第一节烯烃分离技术概述
一、原料气压缩系统
二、原料气净化系统
三、产品分离和精制系统
(一)脱甲烷系统
(二)脱乙烷及乙炔加氢系统
(三)前脱丙烷系统
（四）乙烯精馏系统
(五)丙烯精馏系统
（六）脱丁烷系统
四、丙烯制冷系统
(一)制冷压缩机概述
(二)丙烯制冷工艺
第二节工艺过程及主要技术指标
一、烯烃分离典型工艺流程
(一)LUMMUS工艺
(二)KBR工艺
(三)惠生工艺
二、压缩与净化过程
（一）压缩与净化工艺
(二)压缩过程的离心式压缩机
(三)净化过程的碱洗法脱除
酸性气体
三、产品分离流程的设置
(一)烯烃分离装置后分离流程简述
(二)烯烃分离装置后分离流程设置
四、产品中杂质脱除工艺
(一)乙烯产品中的乙炔脱除工艺
（二）丙烯产品含氧化合物脱除工艺
(三)原料气中的水脱除工艺
五、烯烃分离主要技术指标
(一)原料消耗和生产能力
(二)产品指标
(三)乙烯损失率、丙烯回收率
（四）公用工程物料消耗
（五）辅助材料、催化剂和化学品
消耗
第三节原料气、产品及物料平衡
一、烯烃分离原料气及特性
二、烯烃分离产品及特性
(一）乙烯
(二)丙烯
(三）混合碳四
(四）混合碳五
(五）燃料气
三、烯烃分离过程物料平衡
第四节烯烃分离过程能耗分析
一、烯烃分离过程能耗分析
(一)压缩过程的热力学计算和能耗
分析
(二)分离过程的计算和能耗分析
二、烯烃分离能耗计算及指标
（一）烯烃分离能耗计算
(二）烯烃分离能耗指标
第五节烯烃分离过程操作参数及操作
技术
一、主要操作参数
(一）丙烯制冷系统
(二)压缩及净化系统
(三）分离系统
二、原料气压缩系统主要操作变量及其
操作技术
（一)原料气压缩系统
(二)原料气净化系统
(三)原料气干燥系统
(四)前脱丙烷系统
三、精馏系统主要操作变量及其操作
技术
(一)脱甲烷系统
(二)脱乙烷和加氢系统
(三)乙烯精馏系统
(四）丙烯精馏系统
（五）脱丁烷系统
四、丙烯制冷系统主要操作变量及其操
作技术
五、烯烃分离装置主要控制回路
(一)压缩机组的控制回路
(二）精馏系统的控制回路
六、烯烃分离装置主要联锁
(一）压缩机组停车联锁
(二)脱丙烷塔停车联锁
(三)脱乙烷塔停车联锁
(四) 乙烯精馏塔停车联锁
(五）丙烯精馏塔停车联锁
(六)脱丁烷塔停车联锁
(七)乙炔加氢反应器停车联锁
第六节烯烃分离装置主要设备
一、离心式压缩机组
(一)离心式压缩机
(二)蒸汽透平
(三)临界转速
(四)性能曲线
(五）干气密封
(六）润滑油系统
(七)复水真空系统
二、精馏塔
(一)塔器的分类
(二)板式塔概述
(三）烯烃分离主要板式塔
(四）填料塔概述
(五）烯烃分离主要填料塔
三、丙烯产品精制床
四、乙炔加氢反应器
第七节烯烃分离装置节能和低投资技术
一、烯烃分离装置的节能措施
（一）压缩单元的节能措施
(二)分离单元的节能措施
二、烯烃分离装置节能技术应用前景
分析
参考文献
第七章环境保护
第一节工艺装置环境保护
一、煤气化装置
（一）采取的环境保护措施
(二)水煤浆气化装置三废实际排放
二、合成气CO变换及净化装置
（一）采取的环境保护措施
(二)CO变换及合成气净化装置三废实
际排放
三、甲醇合成装置
（一）采取的环境保护措施
(二)甲醇合成装置三废实际排放
四、甲醇制烯烃装置
（一）采取的环境保护措施
(二)甲醇制烯烃装置三废实际排放
五、烯烃分离装置
第二节废碱液的处理
一、废碱液湿式氧化处理技术
(一)湿式氧化处理原理
(二)湿式氧化处理单元流程
(三)湿式氧化处理单元进水水质
(四)湿式氧化处理单元出水水质
（五）湿式氧化处理单元排放尾气
组成
二、废碱液焚烧处理技术
（一）废碱液焚烧处理技术的难点
(二)烟气余热回收对锅炉受热面的
影响
三、废碱液生化处理技术
(一)原理
(二)技术特点
(三)工艺流程简图
(四)LTBR工艺进水水质
(五)LTBR工艺出水水质
四、酸碱中和法
(一)硫酸中和法
(二)二氧化碳中和法
五、氧化法
(一)空气氧化法
(二)光氧化法
(三)中和后氧化
第三节燃煤锅炉及自备电站环境保护
一、除盐水站
二、锅炉烟气除尘
三、锅炉烟气脱硫
四、锅炉烟气脱硝
第四节全厂性气体处理
一、酸性气处理及硫黄回收
二、全厂性火炬
(一)采取的环境保护措施
(二)全厂性火炬三废实际排放
(三)全厂性火炬噪声实际产生
第五节全厂性污水处理
一、清污分流
(一)高污染污水处理
(二)低污染污水处理
二、紧急事故池
(一)事故缓冲池概况
(二)生产排水水质波动
(三)事故废水
(四)事故缓冲池运行情况
三、污水处理装置
四、中水回用
第六节全厂性固体处理
第七节环境监测结论与建议
一、结论
（一）废气监测结果
（二）废水及地下水监测结果
(三)厂界噪声监测结果
(四)主要污染物排放总量
(五)固体废物
(六)公众意见调查
二、建议
第八节二氧化碳排放
一、煤制烯烃工业示范工程物料平衡
二、煤制烯烃工业示范工程碳平衡
三、煤制烯烃工业示范工程CO2排放
分析
参考文献
三、水煤浆气化中的三剂应用
(一)煤浆添加剂
(二)絮凝剂
（三）分散剂
四、水煤浆气化的反应产物
(一)煤炭气化技术的主要应用领域
(二)粗水煤气
第五节水煤浆气化工艺过程及主要工艺技
术指标
一、水煤浆气化工艺流程
（一）煤浆制备单元
（二）气化单元
（三）渣水处理单元
二、水煤浆气化的影响因素
（一）煤质对气化系统的影响
(二)助熔剂的影响
(三)氧碳比的影响
(四)煤浆浓度的影响
(五)反应温度的影响
（六）气化压力的影响
（七）激冷水对气化系统的影响
三、水煤浆气化主要工艺技术指标
四、煤气化反应过程的工艺计算
（一）水煤浆煤气化物料衡算
(二)水煤浆煤气化能耗计算
（三）煤气化物理化学基础
第六节主要设备
一、磨煤机
（一）棒磨机工作原理
(二)磨煤机结构组成
二、高压煤浆泵
三、气化炉
(一)气化炉工作原理
(二)耐火砖
(三)烧嘴
四、洗涤塔
五、除氧器
六、事故氮气压缩机
七、煤称量给料机
参考文献
第三章合成气变换与净化
第一节合成气变换与净化概述
一、一氧化碳变换单元
二、低温甲醇洗单元
三、冷冻单元
第二节一氧化碳变换的化学
一、变换反应概述及原理
（一）变换反应热
(二)变换反应的化学平衡
二、变换反应影响因素
(一)温度
(二)压力
(三)水气比
(四)催化剂装填量和空速
(五)二氧化碳的影响
(六)副反应的影响
三、变换反应机理
四、不同气化技术选择配套的变换
工艺
（一）水煤浆加压气化
(二)Shell粉煤加压气化
(三)鲁奇炉加压气化
(四)航天炉气化
(五)等温低温CO变换技术
第三节酸性气体的脱除
一、酸性气体的脱除方法
（一）化学吸收法
(二)物理吸收法
(三)物理化学吸收法
二、最为常见的几种脱除酸性气体方法及
特点
三、脱除酸性气体方法的选择原则
（一）天然气蒸汽转化法制气脱CO2
(二）煤部分氧化法气化脱CO
(三）煤焦为原料固定床常压气化
脱CO
(四)低压气回收CO2
(五）加压煤气化同时脱硫脱CO2
四、低温甲醇洗
(一）低温甲醇洗的吸收机理和原理
(二)主要的低温甲醇洗工艺流程
(三)林德和鲁奇低温甲醇洗工艺流程
分析
五、压缩机制冷的工作原理
(一）节流膨胀制冷工作原理
(二）离心式压缩机的工作原理
(三）汽轮机的工作原理
(四)离心式压缩机、汽轮机运行有关
概念
第四节催化剂
一、高温变换催化剂
(一）组成和性能
(二）催化剂的还原与氧化
(三）催化剂的中毒和衰老
(四）催化剂的维护与保养
二、低温变换催化剂
(一）组成和性能
(二）催化剂的还原与氧化
(三)催化剂的中毒
三、耐硫变换催化剂
(一）K811HR耐硫变换催化剂
(二)QCS系列一氧化碳耐硫变换催
化剂
(三）耐硫催化剂硫化及判定报废的
质量指标及更换办法
四、粉煤气化高、低水气比耐硫变换
工艺
五、变换催化剂使用中存在的若干问题
(一）目前国内FeCr催化剂生产和
使用中存在的主要问题
(二）CoMo低变催化剂的失活
第五节原料、反应产物及物料平衡
一、原料的组成及特性
二、产品的组成及特性
(一）产品净化气
(二)副产品CO
(三)酸性气
三、一氧化碳变换及净化过程的物料
平衡
第六节变换反应化学热力学及变换催化
剂反应动力学
一、变换反应化学热力学
二、变换催化剂和反应动力学
三、催化剂用量动力学计算
第七节工艺过程及主要工艺技术指标
一、一氧化碳变换工艺
(一）粗水煤气的变换
(二）冷凝液回收
(三）锅炉水除氧
(四）催化剂升温
(五)变换单元汽提系统腐蚀问题
二、低温甲醇洗工艺
三、冷冻工艺
四、主要工艺技术指标
第八节主要设备
一、变换炉
二、变换炉进口第一水分离器
三、汽提
内容摘要
本书从理论、工程、操作等角度全面描述了煤制低碳烯烃工程的各个主要工艺（包托煤炭气化、CO变换及合成气净化、甲醇合成、甲醇制烯烃、烯烃分离等），每个工艺都包括了工艺简介、化学和热力学、催化剂、动力学、工艺流程、操作变量、操作及开停工技术等，另外本书还对煤制低碳烯烃示范工程的环境保护、项目总体评价进行了系统分析。
主编推荐
吴秀章，中国神华煤制油化工有限公司，董事长、教授级高级工程师，1986年毕业于山东大学化学系；1989年毕业于石油大学（北京）应用化学专业、获工学硕士学位；21年毕业于中国石油大学（北京），获工学博士学位。
1989年-1999年在中石化北京燕山石化公司炼油厂工作，从事过工艺操作、生产管理、技术管理等方面的工作，历任技术员、工程师、副总工程师等职务，熟悉石油炼制的生产工艺、技术，参与了多项重大技术改造、新技术应用等技术管理工作；
1999-22年在中石化北京燕山石化公司工作，从事炼油和石油化工的技术管理和生产管理工作，参与了多项重大技术改造工作；
22-至今在神华集团公司工作，主要从事新型煤制油、煤化工技术的研发、技术管理、工程管理、运营管理等工作，全程参与了全世界首座百万吨级煤炭直接液化示范工程、6万吨煤制低碳烯烃工业示范工程、1万吨二氧化碳捕集及地质封存示范工程的研发、技术及生产运营等。
作为主要人员参加的《百万吨级煤直接液化关键技术与示范》获211年度中国煤炭工业科学技术奖特等奖；作为主要人员参加的《回收炼油厂乙烯资源成套工业化技术的应用》获28年度中国石化集团公司科技进步一等奖；作为主要人员参加的《1万吨/年中压加氢改质成套技术开发及工业化》获1999年度中国石化集团公司科技进步一等奖，获2年度国家科技进步二等奖；作为主要人员参加的《二蒸馏装置先进过程控制系统的开发及应用》获1999年度中国石化集团公司科技进步三等奖。
25年获得政府特殊津贴。
26年入选“国家百千万人才工程”。
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