焦炉煤气、天然气、煤层气、石油加工副产气、荒煤气等气态烃不仅是优质能源，也可以作为化工原料，经部分氧化(转化)制取合成气，再进一步生产出各种各样的化工产品。
本书是一本系统介绍气态烃部分氧化法制取合成气的读物，书中论述了气态烃的种类、反应原理、主要设备、催化剂、不同的部分氧化生产工艺、控制方法、装置开停车等。
全 书立足现实需求，用大量篇幅介绍了气态烃部分氧化新的应用技术及计算方法，可供有关科研、设计、生产领域的工程技术人员、管理人员及高等院校师生阅读。
白添中，重庆垫江人，高 级工程师，国家首批注册化工工程师，九三学社社员。多年在原化学工业部第 二设计院任设计项目总负责人，现任山西中宁工程技术股份有限公司董事长，先后主持过十多个中大型化工项目的设计工作，在学术期刊上发表过数十篇学术论文，原山西科学教育出版社出版了其《煤炭的开发和转化》《煤炭加工的污染与防治》两本专著，是国家知识产权局审定颁发的十多项化工专利的发明人，入选《中国当代发明家大辞典》。
第1章 概论 1
1.1 气态烃的种类 1
1.2 气态烃部分氧化制合成气的意义 6
1.2.1 气态烃转化的几种类型 7
1.2.2 部分氧化的特点及意义 10
1.3 部分氧化法的分类 12
1.4 部分氧化前的精脱硫（干法脱硫） 15
第2章 催化部分氧化的基本原理及影响因素 19
2.1 基本原理概述 19
2.1.1 吸附理论 26
2.1.2 无燃烧空间的两个阶段假说 28
2.1.3 带有燃烧空间的两个反应阶段理论 28
2.1.4 无燃烧空间的同时反应理论 30
2.2 工艺条件对催化部分氧化反应的影响 33
2.2.1 反应温度与安全温距 33
2.2.2 操作压力 34
2.2.3 氧碳比 35
2.2.4 水碳比 36
2.2.5 空速 38
2.2.6 空气比、水碳比、预热温度与转化率的关系 39
2.2.7 转化气相对密度、热值与空气比和转化率的关系 40
2.2.8 原料变化的影响 40
2.2.9 炭黑生成的影响 40
第3章 部分氧化催化剂 44
3.1 概述 44
3.2 催化剂组成 45
3.3 催化剂的强度及形状大小 47
3.4 催化剂的制造方法 49
3.5 催化剂的还原与氧化特性 51
3.6 催化剂的中毒与再生 53
3.7 部分氧化催化剂的品种及主要组成和性能 56
3.7.1 Z204 57
3.7.2 Z205 59
3.7.3 Z206 59
3.7.4 CN20 60
3.7.5 SCST 系列催化剂 61
3.8 催化剂用量计算 61
第4章 工艺设计及选用 63
4.1 工艺设计的基本原则及基本步骤 63
4.1.1 工艺设计的若干基本原则 63
4.1.2 工艺设计基本步骤 71
4.2 精脱硫 72
4.2.1 精脱硫与催化部分氧化的关系 72
4.2.2 精脱硫前焦炉煤气中硫化物的特性 73
4.2.3 脱硫前的预处理 74
4.2.4 精脱硫的方法 75
4.2.5 精脱硫工艺及设备 81
4.3 甲烷氢（或甲醇吹出气）常压部分氧化制氨合成气 85
4.3.1 流程 85
4.3.2 主要工艺条件 85
4.3.3 主要设备 87
4.3.4 流程特点 87
4.4 乙炔尾气纯氧部分氧化制甲醇合成气 88
4.4.1 流程 88
4.4.2 工艺条件 89
4.4.3 主要设备 90
4.4.4 流程特点 91
4.5 鲁奇煤气部分氧化制氨合成气 91
4.5.1 流程 91
4.5.2 转化正常工艺条件 92
4.5.3 主要设备的名称、规格 93
4.5.4 流程特点 94
4.6 鲁奇净煤气制甲醇合成气 94
4.6.1 流程 94
4.6.2 工艺数据 94
4.6.3 流程特点 96
4.7 托普索-S.B.A 法加压部分氧化 96
4.7.1 流程 96
4.7.2 工艺数据 97
4.7.3 流程特点 98
4.8 催化裂化干气加压部分氧化工艺 99
4.8.1 流程 99
4.8.2 工艺数据 99
4.8.3 主要设备 101
4.8.4 流程特点 101
4.9 煤制油的尾气部分氧化制合成气 102
4.10 煤层气制取甲醇 103
4.10.1 资源现状 103
4.10.2 煤层气制甲醇的规划设计要点 104
4.10.3 制取甲醇的工艺路线 104
4.10.4 能源与环境 105
4.11 天然气蒸汽转化串联部分氧化制合成气 106
4.12 天然气配二氧化碳部分氧化制合成气 107
4.12.1 原料 107
4.12.2 流程 108
4.12.3 物料主要参数 109
4.12.4 流程特点 110
4.13 化工富甲烷气及解析气转化制合成气 110
4.13.1 原料 111
4.13.2 设计要求 111
4.13.3 工艺技术说明 112
4.13.4 流程特点 113
4.13.5 工艺控制 113
4.13.6 产品转化气（合成气） 115
4.13.7 有关设计参数 115
4.13.8 物料平衡 115
4.13.9 主要设备 116
4.14 带饱和洗涤塔的焦炉煤气部分氧化 118
4.14.1 流程 118
4.14.2 工艺数据 119
4.14.3 主要设备 120
4.14.4 流程特点 120
4.15 焦炉煤气空气常压部分氧化 120
4.15.1 流程 120
4.15.2 工艺参数 121
4.15.3 催化剂的升温还原 122
4.15.4 主要设备 122
4.15.5 流程特点 123
4.16 带淬冷三通的焦炉气预热式加压部分氧化（配高炉气） 124
4.16.1 流程 124
4.16.2 工艺数据 124
4.16.3 主要设备 128
4.16.4 流程特点 128
4.17 焦炉煤气换热式部分氧化 129
4.17.1 流程 129
4.17.2 工艺数据 129
4.17.3 主要设备 133
4.17.4 催化剂的升温还原 133
4.17.5 流程特点 134
4.18 转化炉带金属烧嘴的焦炉煤气制甲醇合成气工艺 134
4.18.1 流程 134
4.18.2 基本参数 136
4.18.3 主要设备 136
4.18.4 流程特点 137
4.19 焦炉煤气纯氧转化制氨合成气 138
4.19.1 基本流程 139
4.19.2 主要技术数据 139
4.19.3 流程特点 140
4.20 焦炉煤气纯氧转化与富氧转化制氨合成气的比较 140
4.20.1 比较基准 140
4.20.2 最终产品的品种及产量比较 141
4.20.3 能耗比较 142
4.20.4 投资比较 144
4.20.5 经济效益比较 145
4.20.6 结论 145
4.21 研发中的气态烃部分氧化技术 146
第5章 设备与布置 148
5.1 转化炉 148
5.1.1 概述 148
5.1.2 带外混合器的转化炉 150
5.1.3 常压空气部分氧化转化炉 151
5.1.4 用于高烯烃部分氧化的转化炉 152
5.1.5 带非金属内混合器的炉出口不淬冷的转化炉 155
5.1.6 带金属烧嘴的催化部分氧化转化炉 159
5.1.7 非催化部分氧化转化炉 166
5.1.8 经过改造的天然气非催化部分氧化转化炉 167
5.1.9 荒焦炉煤气非催化部分氧化转化炉 168
5.2 转化气废热锅炉 170
5.2.1 卧式列管式废热锅炉 170
5.2.2 立式盘管废热锅炉 170
5.3 预热炉 173
5.4 换热器 174
5.5 部分氧化设备布置 175
5.5.1 布置原则 175
5.5.2 设备布置实例及其特点 176
第6章 自动化控制与安全设施 181
6.1 概述 181
6.1.1 自动化控制的重要性 181
6.1.2 DCS 控制及其技术进展 182
6.2 部分氧化制氨合成气的控制 184
6.2.1 工艺流程 184
6.2.2 温度控制 184
6.2.3 压力控制 185
6.2.4 流量控制 186
6.2.5 液位控制 187
6.2.6 报警、遥控与联锁 187
6.2.7 自动分析 189
6.2.8 调节阀的技术进展 189
6.3 部分氧化制甲醇合成气的控制 190
6.3.1 工艺流程简述 190
6.3.2 自动控制 192
6.4 安全设施 199
6.4.1 安全预评价 200
6.4.2 安全设施设计专篇 200
6.4.3 安全验收评价 201
6.4.4 安全现状评价 201
6.4.5 HAZOP 分析 201
6.4.6 SIS、SIF、SIL 与LOPA分析方法 202
第7章 部分氧化系统的开停车及生产操作 204
7.1 烘炉 204
7.1.1 热空气烘炉 204
7.1.2 热烟气烘炉 210
7.2 转化气废热锅炉的煮炉（清洗） 212
7.3 催化剂的装填 214
7.4 催化剂的升温还原 215
7.4.1 概述 215
7.4.2 转化催化剂升温还原前的准备工作 216
7.4.3 升温还原方法 216
7.4.4 升温还原效果及其分析 221
7.5 正常操作控制 224
7.6 事故处理 226
第8章 气态烃非催化部分氧化 230
8.1 非催化部分氧化发展概况 230
8.2 非催化部分氧化的原理及影响因素 231
8.3 天然气非催化部分氧化 236
8.3.1 天然气常压非催化部分氧化 236
8.3.2 天然气加压非催化部分氧化 238
8.4 焦炉煤气非催化部分氧化 239
8.5 低阶煤中低温热解荒煤气脱焦油后非催化部分氧化 240
8.6 非催化与催化部分氧化制取合成气的比较 243
8.6.1 非催化部分氧化法 243
8.6.2 催化部分氧化法 244
8.6.3 技术经济简析 246
8.6.4 结论 246
第9章 荒焦炉煤气非催化部分氧化制甲醇合成气 247
9.1 概述 247
9.2 荒焦炉煤气的特性 251
9.3 设计原则 252
9.4 荒焦炉煤气常压非催化部分氧化工艺 256
9.4.1 入炉物料 256
9.4.2 炉内反应过程 257
9.4.3 流程简述 260
9.5 荒焦炉煤气非催化部分氧化制甲醇生产工艺 262
9.5.1 转化 262
9.5.2 脱硫 263
9.5.3 低压机 263
9.5.4 精脱硫 264
9.5.5 脱碳 264
9.5.6 合成气压缩 266
9.5.7 甲醇合成 266
9.5.8 甲醇精馏 267
9.5.9 空分 268
9.5.10 成品罐区 269
9.5.11 自控技术方案 269
9.5.12 主要设备选择 271
9.5.13 流程框图及气体平衡数据 271
9.6 优势比较 273
第10章 工艺计算 277
10.1 与部分氧化关联的精脱硫计算 277
10.1.1 精脱硫(铁钼转化) 物料平衡 277
10.1.2 精脱硫（铁钼转化）热量衡算 280
10.1.3 铁钼转化器冷激用焦炉煤气量计算 281
10.2 部分氧化计算 282
10.2.1 试差法 283
10.2.2 元素平衡法 289
10.2.3 编程法 294
10.2.4 Aspen plus 法 301
参考文献 313
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