离子液体-煤浆体黏度的研究

离子液体作为一种新型的工业溶剂,尚未应用到煤化工领域.以离子液体--[Emim]BF4作为煤直接液化的溶剂,选用神华煤样和胜利煤样,在常压低温条件下,测定离子液体-煤浆体黏度,为离子液体中煤的液化作基础研究.结果表明,煤油比越小,煤浆体系初始黏度越低,且黏度随温度的升高而降低;在50 ℃～65 ℃之间煤浆黏度受溶胀的影响,发生明显的变化.     

离子液体[BMIm]BF_4在神华煤溶胀预处理中的应用

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对中国神华煤进行直接液化前的溶胀处理,通过对溶胀度的测定及不同条件下溶胀煤样的直接液化实验,探讨了离子液体[BMIm]BF4在煤溶胀预处理方面的应用.结果表明,离子液体[BMIm]BF4溶胀预处理能破坏煤结构中的弱共价键,使煤的溶胀度获得了显著提高,进而改善了其液化性能,提高了煤的直接液化转化率和油气产率.在溶胀条件方面,随溶胀时间的增加,煤溶胀度和液化转化率提高;而温度对煤溶胀度和液化转化率的影响较复杂,存在一个合适的溶胀温度范围,在此温度之上,溶胀度和液化转化率随温度的升高而降低.而且使用过的[BMIm]BF4可以回收循环使用.     

新疆伊犁煤溶胀行为的研究

本文研究了新疆伊犁煤在甲苯、甲醇、四氢呋喃（THF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和陆梁原油不同溶剂下的溶胀行为,考察了煤预处理温度、不同溶剂、煤／溶剂体积比、溶胀时间对煤溶胀度的影响。结果表明：经过110℃真空干燥预处理煤样的溶胀度大于经过50℃真空干燥预处理煤样的溶胀度;相同条件下,NMP的溶胀度最大;煤／溶剂体积比越大,煤的溶胀度越小;溶胀24h煤样的溶胀度同溶胀60h煤样的溶胀度变化不大。     

采用位移传感器考察萃余煤在乙醇中溶胀特性

通过对煤样进行正己烷和四氢呋喃索氏萃取处理,脱除了煤中低分子化合物,萃余煤在不同温度下真空干燥处理以避免萃取溶剂的残留,采用位移传感器溶胀测量装置考察并对比了原煤和萃取处理后煤样在乙醇中的溶胀特性.结果表明,不同温度下真空干燥处理萃余煤的热脱附-质谱分析显示,110℃真空干燥24h处理萃余煤出现萃取溶剂分子质谱特征碎片离子逸出峰,150℃真空干燥24h处理萃余煤没有出现显著溶剂分子质谱特征碎片离子逸出峰.四氢呋喃萃取处理后煤样,110℃真空干燥后,初始时刻溶胀速率较原煤显著增快,且平衡溶胀比显著增加;150℃真空干燥后煤样,由于进一步脱除了煤中残留的四氢呋喃,在乙醇中初始时刻溶胀速率降慢,平衡溶胀比减小,与原煤相近;正己烷萃取处理后110℃和150℃真空干燥后煤样的初始时刻溶胀速率较原煤降低,110℃真空干燥后煤样平衡溶胀比与原煤相比显著降低,150℃真空干燥后煤样的平衡溶胀比增大,与原煤相近.     

微波辅助离子液体溶胀对煤分子结构的影响及动力学分析

采用四种咪唑基三氟甲磺酸盐离子液体(ILs),分别对伊犁煤进行自然溶胀和微波辅助溶胀.结果表明:ILs微波辅助溶胀煤效果明显优于ILs自然溶胀煤效果.经ILs微波辅助溶胀后,煤的大分子结构虽然没有发生变化,但煤微观结构变得更为疏松,外观呈层状结构;此外,ILs自然溶胀煤需24h才能达到平衡,而在微波辅助条件下ILs溶胀煤达平衡仅需20min;与自然溶胀相比,四种ILs在微波辅助溶胀,溶胀度分别高出7%,23%,37%和63%;热解动力学表明,与原煤样相比,自然溶胀和微波辅助溶胀煤样的活化能分别降低了8.00%和15.54%.     

吡啶与[BMIm]BF_4在煤液化预处理中的应用研究

分别采用吡啶、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对原煤进行溶胀预处理,在不同溶胀温度和溶胀时间下,试验测试了两种溶剂对溶胀度、抽提率及溶胀煤直接液化等情况,结果表明,[BMIm]BF4在煤炭液化预处理过程中可代替原有溶胀剂吡啶。     

煤溶胀影响因素及溶胀技术的应用

以煤溶胀机理、溶胀动力学等为基础,综述了溶剂性质、煤阶、氧化、温度、预处理、溶胀时间、水分、煤粉粒度等对煤溶胀的影响。结果发现:溶剂的供电子数目(EDN)、溶剂碱性、溶剂类型对煤的溶胀有不同的影响。煤阶对煤的溶胀影响较大,表现在随着C的增多,溶胀度也在增大,但当C含量大于85%时,溶胀度急剧降低。氧化煤易于溶胀。升高温度和预处理均有利于煤的溶胀。煤粉粒度越小溶胀度越好。脱除煤中的矿物质后有利于提高煤的溶胀度,但增加幅度不大。最后详细介绍了煤溶胀技术在研究煤分子结构、煤热解、煤液化方面的应用。     

高温高压下煤在溶剂中溶胀特性及动力学分析

根据溶胀测量原理,结合位移传感器,设计了一种可以在高温高压条件下测量煤样在溶剂中溶胀的装置.测量获得了不同颗粒粒度B3煤样在神华循环油中、N_2气氛下溶胀比随温度的变化曲线,同时考察了初始压力、气氛和煤阶对煤样高温溶胀特性的影响,并采用非等温溶胀动力学方程对溶胀数据进行拟合分析.结果表明,不同颗粒粒度B3煤样的溶胀比随温度的升高而增大,在300℃时达到最大溶胀比,随着温度的进一步升高,溶胀比减小,煤层高度开始降低.增大初始压力和H_2气氛下有利于煤样的溶胀.煤样在四氢萘中的溶胀比较在循环油中大.非等温溶胀动力学拟合分析表明,煤在溶剂中溶胀遵循简单级数反应机理函数,活化能在20kJ/mol~60kJ/mol之间.     

超声波辐射溶胀对煤炭直接液化性能的影响

为探讨超声波辐射溶胀在煤炭直接液化过程中的积极作用,以吡啶为溶胀剂对神华煤进行了超声波辐射条件下的溶剂溶胀处理,通过对溶胀过程中不同溶胀时间煤样的溶胀度与质量损失情况测定以及超声波辐射溶胀煤与自然溶胀煤的液化实验比较,发现超声辐射有助于煤的溶胀作用,煤液化转化率提高了3%~4%.实验表明,超声溶胀能够进一步提高煤催化加氢直接液化的反应性能.     

依兰煤在液化溶剂中的溶胀动力学研究

笔者以依兰煤为原料,研究了依兰煤在室温至2000℃范围内在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀行为,并确定了依兰煤在试验条件下的溶胀动力学参数。试验结果表明：依兰煤在液化起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度随溶胀温度的增加和溶胀时间的延长而增大;依兰煤在这2种溶剂中的溶胀都是受Case-Ⅰ扩散控制为主的过程,其溶胀活化能分别为4．18和4．22kJ·mol^-1。