半焦基催化剂裂解煤热解产物提高油气品质

利用上段热解下段催化的两段固定床反应器,针对府谷煤研究了半焦和半焦负载Co催化剂对煤热解产物的催化裂解效果。结果表明,半焦和半焦负载钴对热解产物催化裂解后,热解气收率增加,焦油收率降低,但焦油中沸点低于360℃的轻质组分含量提高,轻质焦油收率基本保持不变或略有增加。与煤在600℃直接热解相比,在热解和催化温度均为600℃,采用煤样质量20%的半焦为催化剂时焦油中轻质组分质量含量提高了约25%,轻质组分收率基本不变,热解气体积收率增加了31.2%;在热解温度600℃,催化温度500℃时,采用煤样质量5%的半焦负载钴催化剂,焦油中轻质组分质量收率和含量分别提高了约8.8%和28.8%,热解气体积收率增加了21.5%。煤热解产物的二次催化裂解的总体效果是将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气。     

Y型分子筛应用于双环芳烃加氢裂化多产轻芳烃过程研究进展

催化柴油富含双环芳烃,可通过加氢裂化过程选择性多产高价值轻质芳烃（BTX）产物,现有研究已对此过程所需的工艺条件和催化剂性质进行了大量考察。工业应用中催化剂的酸性组分以Y型分子筛为主,研究分子筛性质和反应结果的关系成为重点内容。本文主要介绍了双环芳烃多产BTX产物经历加氢饱和、开环、断侧链等主要反应过程,金属组分及其与分子筛的协同作用;总结了Y型分子筛的性质如孔道性质、小晶粒、酸性质、核壳结构等因素对上述反应过程的影响。初步表明分子筛孔性质、酸性质直接影响目标反应选择性,通过对分子筛性质进行调变,可以达到促进反应物有效转化及提高BTX产物收率的目的。     

半焦催化裂解原位煤热解焦油的研究

在两段固定床反应器内考察了不同半焦对府谷煤热解产物的催化裂解效果。结果表明,不同半焦对煤热解产物催化裂解后,焦油收率降低,但焦油中沸点低于360℃的轻质组分质量分数明显增高。与煤在600℃直接热解相比,在热解和催化温度均为600℃时,采用煤样质量20%的半焦为催化剂时催化效果最好,其中轻质焦油收率基本不变,焦油中轻质组分质量分数提高了25%。半焦的表面结构和灰分都对煤热解产物的催化裂解有一定效果。在比表面积较低时,半焦中的灰分对原位煤热解焦油的裂解作用比较明显;随着比表面积的增加,灰分的影响越来越弱,半焦表面结构的影响越来越明显。     

生物质与塑料催化共热解制芳烃研究进展

芳烃是多用途的化学品,主要来源于石油和煤焦油等。以生物质和塑料为原料制取芳烃,可以缓解能源短缺和环境污染,实现生物质和塑料的资源化利用。催化剂能够增强共热解的协同效应,生物质与塑料进行催化共热解可以提高产物品质,改善热解产物分布,提高轻质芳烃的产率和选择性,抑制焦炭的生成。本文综述了生物质与塑料催化共热解制取芳烃的协同热解机理及影响因素,总结了不同种类催化剂的共热解研究进展,以期为生物质与塑料催化共热解定向调控制备芳烃工艺的改进和优化提供参考。     

提高煤热解焦油中BTX产率的研究进展

总结了煤的催化热解和催化煤热解气来提高焦油中BTX产率的相关研究,简要分析了工艺条件(热解温度、热解气氛和压力、催化剂、煤的预处理等)对BTX产率的影响规律,并论述了BTX生成的反应途径:芳构化反应、重质组分裂解反应、含氧芳香化合物的脱氧反应。认为应深入探究煤催化热解过程中生成BTX的氢的来源,这将对充分利用煤热解过程中生成的H2、CH4等富氢气体与热解气中的重质组分耦合来提高BTX的产率提供重要的指导意义。     

提高煤热解焦油中BTX产率的研究进展

总结了煤的催化热解和催化煤热解气来提高焦油中BTX产率的相关研究,简要分析了工艺条件(热解温度、热解气氛和压力、催化剂、煤的预处理等)对BTX产率的影响规律,并论述了BTX生成的反应途径:芳构化反应、重质组分裂解反应、含氧芳香化合物的脱氧反应。认为应深入探究煤催化热解过程中生成BTX的氢的来源,这将对充分利用煤热解过程中生成的H2、CH4等富氢气体与热解气中的重质组分耦合来提高BTX的产率提供重要的指导意义。     

生物质三组分与低密度聚乙烯共催化热解制取轻质芳烃的协同作用机理

生物质与废塑料共催化快速热解是制取轻质芳烃的重要途径。 采用不同种类的分子筛催化剂,首先研究了分子筛种类对杨木、生物质三组分和低密度聚乙烯（LDPE）单独催化快速热解轻质芳烃产率的影响,其次研究了生物质三组分与LDPE在共催化热解过程中的协同作用机理。结果表明：在杨木、生物质三组分和LDPE单独催化快速热解时,HZSM-5（25）催化剂体现出最高的轻质芳烃产率;在杨木和LDPE共催化快速热解时,随着LDPE质量的增加,轻质芳烃的产率呈先升高后降低趋势;在生物质三组分和LDPE共催化快速热解时,纤维素和半纤维素热解的呋喃类中间产物与LDPE热解的轻烯烃中间产物易发生“双烯合成”反应,表现出较强的协同催化作用,促进轻质芳烃的生成,而木质素则抑制轻质芳烃生成。     

煤加氢热解制得BTX(苯、甲苯、二甲苯)

讨论了加氢热解作为煤制液体产物方法的重要性。在氢压为100～200巴条件下,以极快的加热速度(～1000。K/秒)把烟煤和褐煤加热到1000—1100。K的温度,在最佳的水蒸汽停留时间得到BTX的收率高达15%(重量)。本文还讨论了煤加氢热解形成BTX的机理以及不同作者所得的BTX收率。     

过渡金属氧化物担载型USY分子筛对神东煤催化热解行为的影响

利用粉-粒流化床热解实验装置,研究了过渡金属氧化物改性的USY分子筛对神东煤热解行为的影响。结果表明:过渡金属氧化物改性后USY分子筛骨架结构未发生变化,酸量变化显著。催化剂对神东煤一次热解挥发分的催化作用明显,半焦收率基本保持在66%左右;在实验所选五种催化剂作用下热解挥发分的脱氧反应都增强,热解气中CO和CO_2的收率明显增加,液体产物收率下降,强酸性导致积碳严重,双金属改性后积碳情况改善。USY分子筛对轻质芳烃的形成具有较高的催化活性,其酸性中心能促进焦油中含氧化合物、稠环芳烃和脂肪烃向萘类芳烃转化,负载WO_3后会抑制焦油中萘类芳烃的生成,NiO引入后催化剂的双金属活性导致此抑制作用更为明显,且NiO的裂解性和脱氢性能会显著增加焦油中脂肪烃的含量和气体中H2的收率。     

Ni-ZSM-5分子筛对神东煤热解产物分布的影响

利用原位合成法、等体积浸渍法分别向全硅ZSM-5催化剂中引入5%的过渡金属Ni进行改性,并使用X射线衍射仪、扫描电镜、等离子发射光谱仪、全自动化学吸附仪等仪器对合成的催化剂进行表征,利用粉-粒流化床热解实验装置考察了不同金属引入方式对神东煤热解产物分布的影响。结果表明：催化剂对半焦收率的影响很小,对液体收率和气体收率的影响较明显。与非催化热解相比,全硅ZSM-5催化剂使液体产物收率降低了13.2%,但提高了焦油中脂肪烃和单环芳烃的相对含量。与全硅ZSM-5催化剂相比,浸渍改性的催化剂显著提高了气体产物中H₂、CO的生成量,并使焦油中脂肪烃的相对含量增加了31.5%;原位合成改性的催化剂使焦油中酚类物质相对含量减少,萘类物质相对含量增加,芳烃明显富集。     

催化柴油加氢裂化生产BTX研究现状

总结催化柴油中的主要组分(双环芳烃和单环芳烃)在发生加氢裂化过程中的反应机理和动力学研究现状,分析催化剂中活性组分和载体的选择对产物分布的影响,介绍国内外以催化柴油为原料生产轻质芳烃BTX的工艺进展。     

烟煤固体热载体低温快速热解实验研究

以连续式热解装置为实验平台,藁城和府谷煤为原料,石英砂为热载体,考察了460~520℃范围内热解所得气、液产物收率、组成和性质的变化规律. 结果表明,在考察的温度范围内,提高热解温度,热解气、液产物收率增加,液体产物收率最高可达12%左右. 热解温度对热解产物中不凝气组成影响显著,热解煤气热值高达25 MJ/Nm3以上. 焦油组分中酚衍生物含量最高,稠环烃、芳香烃、链烃组分的含量也较高,酚含量随热解温度增高有所降低,而芳烃含量则显著提高. 根据实验结果提出了酚-芳烃转化的可能路径.     

低阶煤催化热解研究进展及展望

为推动煤催化热解技术的发展,论述了金属类催化剂、负载类催化剂和煤基催化剂的催化机理及其对煤热解转化特性、产物分布的影响。根据催化机理不同,将煤催化热解工艺分为直接催化热解工艺、间接催化热解工艺和热解产物催化热解工艺,并论述了各工艺的研究现状。过渡金属、分子筛可改变低阶煤热解产物分布,提高焦油产率;金属氧化物催化剂可提高热解转化率,调节气体产品分布,提高气相产品收率。液化残渣与褐煤共热解降低了活泼分解阶段的反应活化能,加快了反应速率,提高热解焦油产率,影响气相产物分布。首次提出煤直接液化残渣与煤混合热解所产生的正协同作用也可看成是一种对煤热解的正向催化。     

聚烯烃塑料的热解和催化热解研究进展

通过热解和催化热解技术将废塑料转化为高附加值产品是一种有前途的回收途径,可解决废塑料对环境的污染问题并促进环境的可持续化,这种方法同时具有经济效益和明显的环境优势,为塑料的回收行业确立了未来的发展趋势。本文以石蜡、轻质芳烃（BTX）、低碳烯烃和苯乙烯等产品为出发点,阐述了不同聚烯烃塑料的热解特性,详细介绍了温度和停留时间对产品分布和收率的影响,然后基于聚烯烃空间结构的差异,讨论了不同催化剂作用下的热解机理,并对催化剂的酸强度和孔结构等影响因素进行了着重分析,以改善产品选择性。此外,文章简述了聚氯乙烯脱氯的三类过程,即热解脱氯、催化热解脱氯和吸附脱氯。最后指出催化热解过程中催化剂成本高、重复使用活性低等潜在问题,今后的研究应致力于优化工艺路线、开发价格低廉的新型催化剂。     

磷的引入对Zn-ZSM-5催化剂甲醇芳构化性能的影响

在锌改性ZSM-5分子筛的基础上引入第二组分磷,以调变分子筛的酸性和择形性能,并对催化剂的甲醇芳构化性能进行评价。采用氨程序升温脱附、N2低温吸附-脱附、X射线衍射等对催化剂进行表征。结果表明,添加磷物种后催化剂的水热稳定性明显提升,磷改善分子筛表面酸中心强度和分布,提高了催化剂的轻质芳烃选择性。P/Zn-ZSM-5分子筛催化剂在压力0. 1 MPa、反应时间240 min、空速0. 8 h-1和反应温度437℃的条件下,BTX收率为40. 29%,具有较高的芳烃收率和反应稳定性。     

CoMoP/13X催化剂上黄土庙煤热解特性研究

采用等体积浸渍法制备了CoMoP/13X催化剂,利用TG-FTIR技术研究了该催化剂对黄土庙煤热解失重特性和气态产物生成规律的影响,并对不同条件下的煤热解过程进行了动力学分析.结果表明,CoMoP/13X催化剂对黄土庙煤加氢热解有明显的催化作用.与原煤热解相比,催化加氢热解的第二个热解峰温和二次脱气阶段的表观活化能分别降低了27.7℃和7.9 kJ/mol.在线FTIR实验结果表明,CoMoP/13X催化剂可以改善黄土庙煤热解产物的组成与分布,热解产物中CO2较大幅度降低,芳烃化合物和脂肪族化合物显著增加,CH4和CO等高热值气体有不同程度的增加.     

复合铁催化剂对神木煤加氢热解产物收率的影响

在固定床上考察了神木煤加氢热解过程中复合铁催化剂对产物分布的影响,制备了铁-铝复合催化剂和铁-硅复合催化剂。结果显示,催化剂的添加可以显著提高神木煤加氢热解转化率,其中催化剂Al/3Fe、Al/3Fe-A以及Si/3Fe有利于焦油生成,焦油收率平均提高3.7%;催化剂Fe/3Al、Fe/3Al-A、Fe/3Si以及Fe/3Si-A有利于气体生成,气体收率平均提高6.8%。     

混合碳四在SO2-4/TiO2/HZSM-5上低温芳构化研究

考察了反应温度和反应时间对混合碳四在SO2-4/TiO2/HZSM-5催化剂上芳构化反应的影响.结果表明,低温时主要为齐聚产物,随温度升高,BTX和芳烃的选择性和收率随之增加,但催化剂失活加快,优化的反应温度为360℃;同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,要达到相同的BTX和芳烃收率,SO2-4/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低150℃左右.讨论了混合碳四在SO2-4/TiO2/HZSM-5上的芳构化机理.     

混合碳四在SO_4~(2-)/TiO_2/HZSM-5上低温芳构化研究

考察了反应温度和反应时间对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂上芳构化反应的影响。结果表明,低温时主要为齐聚产物,随温度升高,BTX和芳烃的选择性和收率随之增加,但催化剂失活加快,优化的反应温度为360℃;同ZnN i/HZSM-5催化剂相比,要达到相同的BTX和芳烃收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低150℃左右。讨论了混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5上的芳构化机理。     

低阶煤提质技术现状及完善途径

为实现低阶煤的清洁利用,分析了国内外低阶煤提质技术研究现状,重点介绍了以移动床、回转窑、流化床、气流床为反应器的典型热解技术。针对低阶煤热解技术焦油收率低,焦油重质组分和粉尘含量高等技术难题,提出了低阶煤提质技术完善途径。应根据不同粒径的煤料选择适宜的热解工艺,粉煤一般采用固体热载体加热;延长煤颗粒在低温区的停留时间可降低焦油的二次反应,提高焦油收率;内热式热解技术容易导致焦油含尘量高。应依据不同煤质煤的不同组分而分级转化,通过反应调控抑制重质组分生成,实现热解产物定向,最大程度获得轻质油气产品,开发新型反应器抑制粉尘产生及夹带,实现低阶煤的清洁高效利用。