双鸭山液化油煤浆表观粘度和粘-温特性的初步研究

研究油煤浆在升温过程中粘度的变化及流变特性对煤炭直接液化工艺是十分必要的。论文研究了黑龙江省适宜液化的双鸭山煤与起始溶剂配制成的油煤浆体系的表观粘度,在80~360℃范围内随煤颗粒粒度、煤浆浓度、温度、剪切速率和剪切时间的变化规律。研究结果表明:煤浆体系的表观粘度值随着温度的升高呈现出先下降,然后基本稳定不变,最后又开始升高的特性。     

基于神府煤的油水煤浆流变特性试验研究

为提高基于神府煤的油水煤浆流变特性,探索了分散剂种类及其添加量、水煤比、温度对油水煤浆粘度的影响,并在试验温度范围内,对其流变曲线进行了回归分析。研究结果表明:在试验范围内,随着分散剂种类和添加量的变化,油水煤浆的表观粘度发生了相应变化;油水煤浆体系中煤含量高时,不利于体系分散降粘,温度高时浆体的表观粘度降低;该油水煤浆的流变特性符合Herschel-Bulkley模型,可根据流动特性指数直接判定其流变特性。     

煤颗粒分布对油煤浆流变特性的影响

采用神华煤和煤直接液化循环油配制成油煤浆，考察了煤的颗粒大小、颗粒分布以及浓度对煤浆流变特性的影响.试验结果表明：当浓度较低时，煤浆在比较宽的浓度范围内表现为牛顿流体；浓度较高时，表现为具有剪切稀化行为的假塑性流体.利用双峰级配理论，将粗颗粒煤粉加入细颗粒中可降低煤浆体系的黏度.但继续增大粗颗粒在煤粉中的比例，体系的黏度又会增大，而且煤浆的流变性能也发生改变.在试验条件下，粗细颗粒质量百分比为40∶60时体系具有最低的黏度，煤浆性质由同浓度的细颗粒体系的非牛顿流体转变为牛顿流体.因此，改变煤浆体系中煤的颗粒分布可在保持较高浓度时制备出具有较低黏度的油煤浆.     

煤油共炼双组分溶剂油煤浆黏温特性及液化反应性

煤油共炼技术是煤与劣质油清洁高效利用的重要途径。以循环溶剂、石油基重质油和褐煤为研究对象,考察了油煤浆浓度、溶剂性质、双组分溶剂(循环溶剂和重质油)配比对油煤浆黏温特性的影响,研究了双组分溶剂油煤浆的液化反应性。结果表明,随温度升高,油煤浆黏度迅速降低至较低值|相同条件下,浓度越大,黏度越大。双组分溶剂油煤浆流变特性优于重质油油煤浆|重质油含量越高,黏度反增温度越低,反增幅度越大|重质油含量为30%时,黏度反增温度为240℃,反增幅度最大。在煤油共炼过程,双组分溶剂可以配制更高浓度的油煤浆。双组分溶剂油煤浆煤油共炼过程中存在协同效应,循环溶剂优化了活性氢的传递转移,阻断了结焦过程。当重质油加入量小于等于20%时,可获得更高的油收率和更低的沥青产率。随重质油加入比例增加,产品油馏程升高,双环芳烃和链烷烃含量增大。     

溶剂和水分对液化油煤浆流变性质的影响

在常压和30～70 ℃的常温条件下研究了制浆溶剂和原料煤水分对煤浆流变特性的影响,发现溶剂的性质是影响油煤浆流变特性的主要内在因素.在研究的温度范围内,2种溶剂本身均为牛顿流体,而用它们配置的煤浆体系在较低浓度（30%）和较高温度（70 ℃）下为牛顿流体,其它条件下则表现为不同类型的非牛顿流体;2种溶剂的煤浆体系偏离牛顿流体的程度均随浓度增大和温度降低而增大,而起始溶剂PHO配制煤浆的黏度、触变性和偏离牛顿流体的程度均高于循环油REC煤浆体系.原料煤含水量对煤浆流变特性有一定的影响,且较低温度下水分的影响比较高温度下更为明显;煤中水分越少,煤浆体系偏离牛顿流体程度越大.     

煤浆粘度的实验研究

对中浓度的煤浆进行了实验研究，得出了煤浆表观粘度与浆体浓度、剪切速率的关联式，就煤浆中较大直径的固体颗粒对煤浆粘度的影响进行了讨论。     

溶剂黏度与油煤浆黏度的关系研究

为解决煤炭液化过程中油煤浆易发生沉积堵塞管路的问题,优化传统循环溶剂的性能,对循环溶剂及二元溶剂(低附加值石油重质副产物A油与循环溶剂的掺混体)所配制的油煤浆黏度的变化规律进行了研究,探讨了循环溶剂与二元溶剂的流变特性,分析了A油掺入量对油煤浆黏度的影响及溶剂黏度与油煤浆黏度的关系.研究表明:石油重质副产物A油与循环溶剂组成的二元溶剂黏温特性较差,二元体系油煤浆的最佳配制温度为80℃,当石油重质副产物A油的加入量为5%或10%(质量分数)时,油煤浆的黏度与油煤浆中溶剂黏度的对数值呈良好的线性关系.     

黑山煤制油煤浆高温高压条件下的黏度变化

研究了黑山煤和闪蒸油制成的油煤浆的黏温变化规律。在高温高压直接液化条件下,不同浓度、不同升温速率的黏度变化规律,为黑山煤直接液化试验提供初步的基础数据。选用北京煤化工研究分院研制的模拟高温高压条件下油煤浆黏度变化的高压釜,利用功率准数法,通过记录高压釜扭矩变化来换算成油煤浆黏度,分析产生黏温变化的原因。试验结果表明,试验配制的油煤浆在不同浓度和不同升温速率下,均出现黏度峰,黏度峰的峰值和出现的温度不同。研究认为：第1个黏度峰的出现是由于溶剂对煤的溶胀作用;第2个黏度峰的出现是由于油煤浆加氢生成了较高质量分数的前沥青烯。     

油煤浆黏度变化的影响因素

研究了油煤浆中不同煤粉的含量、温度以及不同油品对料浆黏度的影响.试验结果表明,油煤浆的黏度随煤粉含量的增多而增加;油煤浆的黏度受温度影响很大,随着温度的升高,油煤浆的黏度明显降低,且黏度的对数与温度的倒数成线性关系;油煤浆的黏度同时也受油品本身黏度的影响,油品本身黏度越高,制备的油煤浆黏度也越高.     

煤颗粒在溶剂中的溶胀与煤浆黏度的关系

为探讨煤颗粒在溶剂中的溶胀作用对煤浆体系表观黏度的影响,研究了溶剂、煤油比、溶胀时间、温度等因素对溶胀作用的影响.通过考察煤颗粒粒度分布变化以探讨煤溶胀前后的表面结构变化;利用旋转黏度计定量考察了溶胀作用对煤浆表观黏度及流变特性的影响程度.结果表明：温度升高溶胀作用增强,煤中各显微组分对煤浆体系的黏度变化有影响;溶胀作用使煤粒粒径增大,使煤粒在体系中所占体积增大,从而增大了煤浆的有效体积浓度,导致煤浆体系黏度增大;通过BET表征发现,经溶胀后煤的孔径扩大,比表面积减小.     

碱性造纸黑液成浆特性研究

采用碱性造纸废液代替添加剂和水制备黑液煤浆,研究了黑液煤浆的成浆特性,分析了黑液煤浆的稳定性、温变特性、煤浆流变性随时间的变化规律、剪切对流变性的影响,测定了黑液煤浆的冰点,为确定合理的黑液煤浆制备和燃用工艺提供了理论依据。     

高温高压下油煤浆黏度测定方法研究

为研究高温高压条件下油煤浆的黏度数据,研制了油煤浆黏度测量装置,开发了一种适用于此装置的黏度算法——剪应力分解法,采用多种已知黏度的标准物质对该装置进行了标定。试验结果表明,该黏度测量装置能够准确、连续测定高温高压下物料的黏度,适用于测定雷诺数(Re)300范围内较低黏度的物料。利用该装置测定了某煤液化高温分离器底部重质油的黏度值,初步研究了该物料在高温高压条件下的黏度随温度的变化性质。     

煤液化油窄馏分表面张力测定及与基本性质的关联

以胜利煤直接液化油的窄馏分为研究对象,进行了不同温度条件下各窄馏分表面张力的实验测定,并对已有的石油馏分表面张力与其性质间的关联在煤液化油馏分中的适用性进行了考察.研究结果表明,随环境温度的升高,各窄馏分的表面张力均表现为下降的趋势;在相同测试温度条件下,随窄馏分切割温度的变化,表面张力没有呈现出一定的规律性.煤液化油馏分组成复杂,芳香性及杂原子含量较高,对煤液化油馏分表面张力与其基本性质间的关联不易直接使用石油馏分表面张力的预测关联式,用Matlab 70软件进行修正即可达到误差小于10%的要求.     

油煤浆表观黏度测量方法的研究

考察了沉降速率、溶胀时间、剪切率、测定时间等因素对油煤浆表观黏度的影响,给出了采用旋转黏度计测量油煤浆表观黏度的方法,为实验室和工厂中油煤浆黏度的测定提供参考.     

油煤浆管道输送特性研究

根据流变学理论、流体和流动类型假定以及实验数据,证实油煤浆的管内流动通常属幂律流体层流。据此提出了可用于油煤浆流变参数测定的管道输送实验方法,以及可用于油煤浆管道设计的管内流速分布、 黏度、雷诺数、沿程阻力系数和直角弯头阻力系数计算公式,并在本研究条件下得到油煤浆的管道输送特性：稠度系数随煤粉浓度显著增大,随温度显著减小;流变指数主要取决于油的性质,与煤粉浓度关系不大,但随温度有所增大;表观黏度和表观沿程阻力系数随煤粉浓度显著增大,随温度显著减小,并与管径与流速有关;直角弯头阻力系数是同条件下表观沿程阻力系数的10－20倍。     

高温煤焦油黏温特性的测定与分析

为了解决焦炉荒煤气在换热管道表面结焦后焦油堵塞问题,采用高温高压黏度仪对高温煤焦油的黏度进行了实验研究。获得了黏温特性曲线和回归方程,并与褐煤油煤浆的黏温特性曲线进行了对比分析。结果表明:温度是影响高温煤焦油黏度变化的主要因素,黏度与温度之间呈指数关系;高温煤焦油的黏度随温度的升高而下降,当温度低于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较大,黏度随温度的升高而快速下降,当温度高于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较小,黏度随温度的升高基本保持不变;高温煤焦油与褐煤油煤浆的黏温特性曲线随温度的升高具有相同的变化趋势,但在整个温度范围内高温煤焦油的黏温性质明显优于褐煤油煤浆的黏温性质。     

神华上湾煤液化油窄馏分密度和黏度随温度的变化规律

0.1 t/d煤液化连续试验装置上对神华上湾煤进行煤液化试验,将得出的煤液化油产品经实沸点蒸馏切割成14个窄馏分.对于每一个馏分测定其在不同温度下的密度,得出密度随温度的升高而降低,且有很好的线性关系,通过理论推导得出体胀系数E和线性系数也呈线性关系.根据每一馏分在不同温度下的运动黏度, 计算得出对应窄馏分的动力黏度,动力黏度随着温度的升高而降低,且符合Vogel关系式.     

煤焦油石油焦浆成浆特性实验研究

通过研究煤焦油石油焦浆的成浆特性、流变性以及稳定性,考虑了浆体温度和添加剂对油焦浆成浆特性的影响。随浆体温度的升高,油焦浆的黏度逐渐下降。往浆体中加入了十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂后,浆体的黏度随温度的升高下降更加迅速。当石油焦浓度小于30%时,浆体呈现出剪切变稠的胀塑性流体特性;随浓度的增大,当浓度大于40%的情况下,浆体呈现出剪切变稀的假塑性流体特性。油焦浆的稳定性较差,通过加入十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂,可以使浆体在静置3 d和7 d后仍保持较好的流动性和稳定性,但随浆体浓度的增大,稳定性能会降低,特别是当石油焦浓度超过50%后,浆体将无法稳定保存3 d以上。     

油煤浆流变特性及流场数值模拟研究进展

概述了煤直接液化工艺,对煤浆的流变特性进行了整理,并从非牛顿流体理论和多相流理论出发,对煤浆的数值模拟现状进行了归纳总结。提出了目前煤浆研究中存在的不足,并对煤浆研究工作进行了展望。     

石油催化裂化重质产物部分替代煤液化循环溶剂的研究

研究了催化裂化油浆（催化裂化回炼油）和循环溶剂组成的混合溶剂,在0.5 L卧式震荡高压釜中与新疆黑山烟煤配制油煤浆的反应过程,探讨了该油煤浆体系的成浆性,考察了不同添加量以及催化裂化油浆中的固体催化剂对煤液化效果的影响,并与没有油浆掺混时进行了对比.结果表明,本试验范围内的油煤浆成浆性良好,满足泵送要求,催化裂化油浆（催化裂化回炼油）的适量添加可以促进煤炭转化,催化裂化油浆中的催化剂对液化效果没有显著影响.