煤直接液化催化剂研究的新进展

催化剂在煤直接液化中发挥着重要的作用．论述了几年来煤直接液化中催化剂材料的选用、催化剂的制备与加入方法、催化机理等方面的发展,指出应该加强对催化剂的引入方式、铁基催化剂活性的提高以及催化剂等方面的研究,以推进煤直接液化的工业应用     

提高煤直接液化催化剂活性的研究进展及展望

为制备高效的煤直接液化催化剂,综述了提高煤直接液化催化剂活性的方法,分析了各方法对煤直接液化催化剂性能影响的作用原理,指出了煤直接液化催化剂研究中各方法的关键点和难点,各方法之间并非相互孤立,应有机组合以提高催化剂的活性。针对目前煤直接液化催化剂存在的问题提出了发展展望。煤直接液化催化剂活性提升的方法主要有提高催化剂前驱体的分散度,提高活性相的抗聚结性能和利用多元金属/非金属的复合/协同效应,后续研究应加强煤中灰组成对催化剂性能的影响,深入研究非金属元素对催化剂加氢和抑焦性能的影响,探索多种协同复合的催化剂制备系统,针对特定煤种研制专用高效直接液化催化剂。     

铁基催化剂对煤炭直接液化的影响

基于煤直接液化铁基催化剂在煤炭直接液化过程中的反应机理及研究现状,从催化剂粒度大小、反应温度、催化剂类型等方面探讨了黄铁矿铁基催化剂对煤炭直接液化过程的催化影响。对2007--2012年中国的原煤产量、火电发电进行了详细分析,揭示了中国目前的煤炭企业现状。通过煤直接液化项目的影响因素分析阐明了目前在中国大力推广该技术具有较广阔的应用前景。最后从实际应用角度指出了煤直接液化待解决的问题。     

煤浆性能及其稳定性影响因素研究述评

论述了在煤直接液化过程中，煤、溶剂、催化剂、温度、压力以及混合方式等因素对煤浆性能的影响规律．并对进一步深入研究提出了几点建议。     

煤液化干气对加氢催化剂可行性研究

介绍了煤直接液化干气的利用现状,论证适用煤直接液化干气制取氢气的催化剂,分析装置原料变化对催化剂运行现状,提出存在的问题、改进措施、论证催化剂可行性。对催化剂配比调整,分析加工两种原料,使用寿命,最终提出优化方案利用资源,解决了多余的煤直接液化干气焚烧排放的问题,具有较好的经济效益和社会效益。     

煤直接液化技术及其液化粗质油和精制油特点

介绍了煤直接液化原理、典型工艺技术、催化剂及主要提质工艺技术．分析了煤液化粗质油和精制油特点。在高油价时期,煤直接液化是生产替代能源的有效技术。     

煤直接液化高效催化剂开发成功

由煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院承担的国家863课题“煤直接液化高效催化剂”日前通过验收。煤直接液化催化剂的开发是降低液化成本、提高液化油收率的关键技术之一,据悉,神华集团已决定在其煤直接液化示范工程第一条示范生产线中采用此高效催化剂,催化剂工艺包开发和神华先期工程的基础设计已完成,目前正在进行详细设计。     

新闻荟萃

煤直接液化催化剂研究取得突破近日,由国家“863”计划支持、煤炭科学研究总院承担的“高分散铁系催化剂多煤种试验研究”和“煤直接液化高效催化剂氧化反应器工程化放大研究”课题取得新进展。     

提高煤直接液化油品收率研究

本文针对目前煤直接液化项目煤转化油品收率偏低、煤直接液化项目经济性相对较差的问题,提出从煤粉原料、催化剂活性组分、溶剂油供氢性、反应条件、减底油品拔出等方面研究,调整操作,摸索最佳工艺条件。通过摸索研究,固化最佳工艺条件,煤转化油品收率显著提高,提高煤直接液化项目经济性。     

Fe-CN_x复合材料用于煤直接液化催化的试验研究

为提高"863"催化剂的煤直接液化催化性能,以二乙胺为碳源和氮源,Fe/Na Y为催化剂,采用化学气相沉积法(CVD)制备得到氮掺杂碳纳米管材料(CNx),并在其上浸渍Fe SO4·7H2O得到可用于煤直接液化助剂的Fe-CNx复合材料。采用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段表征了氮掺杂碳纳米管结构组成和形貌,考察了Fe-CNx复合材料分别作为"863"催化剂助剂和单独作为催化剂时的煤液化加氢反应催化性能。结果表明,制备的氮掺杂碳纳米管形态规整,直径为50~100 nm,石磨化程度较高。煤直接液化反应表明,添加量为0.3%的Fe-CNx复合材料单独作为煤直接液化催化剂使用时,可达到与"863"催化剂相当的煤液化性能;作为助剂使用时,仅添加0.1%的Fe-CNx即可分别提高煤液化煤转化率和油收率1.54%和3.42%,表现出极强的助催化煤液化加氢性能。     

煤直接液化催化剂及其高分散化

在煤直接液化工艺中通常使用微米粒径的铁基催化剂，加入量高达干煤重量的３％，如果使用高分散催化剂即使加入量远低于１％也有非常高的活性。高分散催化剂可以用不的方法获得。例如使用催化剂前期物以及超微料子，特别是纳米粒子催化剂。后者可以通过激光裂解造次我种方法合成。     

Effect of sulphur on coal liquefaction in the presence of dispersed iron or molybdenum catalysts

The effects of dispersed catalysts on coal liquefaction under hydrogen pressure were studied using small autoclaves. The catalysts were generated in situ by addition of elemental sulphur plus an oil-soluble carboxylic salt of either iron or molybdenum. Finely divided catalysts of relatively high activity were generated by this method. Residues isolated after liquefaction with added iron carboxylate and sulphur contained pyrrhotite, which is proposed to be the catalytically active species. The prime role of sulphur is to form pyrrhotite in combination with the iron. Addition of sulphur alone did not increase conversion. This method of catalyst preparation seems useful for further scientific study of the relationship between sulphur, metal sulphide catalysts and liquefaction activity.     

煤直接液化制油技术研究现状及展望

煤直接液化制油技术是促进煤炭清洁高效利用、缓解石油供需矛盾、保障我国能源安全的重要途径。为全面了解煤液化反应机理、动力学、催化剂及工艺的全过程,促进煤直接液化技术基础研究的快速进步和新工艺的开发,笔者综述了国内外在煤加氢液化反应机理、反应动力学、催化剂以及液化工艺方面取得的研究成果,重点介绍了德国IGOR、日本NEDOL和我国的神华煤液化工艺,分析了这些典型煤液化工艺的开发历程和特点;指明了煤直接液化制油技术发展趋势。煤的加氢液化反应是自由基反应机理,是一系列顺序反应和平行反应的综合结果,包含煤的热解、自由基加氢、脱杂原子和缩合反应等,总体上以顺序反应为主。借助同位素示踪、原位实时检测、等离子体技术以及微波快速加热技术等现代分析方法和试验手段,重点研究自由基的产生速率、活性氢产生速率及定量传递机理,有助于深入认识和精准阐明煤加氢液化反应机理。各国学者利用不同的研究方法,针对不同煤种、催化剂、工艺条件和供氢溶剂等,建立了各种各样的动力学模型。动力学模型从单组分到双组分和多组分,从连续反应、平行反应到复杂的网络反应,从最初的一步反应到后来较为合理的多段反应,模型越来越复杂,越来越接近工业应用。根据反应阶段不同进行分段处理的多组分"集总"反应动力学模型将是今后煤加氢液化反应动力学发展的主要方向。借助先进分析手段及科学的处理方法,建立真正揭示不同条件下煤液化动力学规律的通用型动力学模型是未来的发展趋势。借助纳米合成、等离子体等高新技术,调控组分配伍、降低催化剂粒径、优化制备方法是制备高活性催化剂的有效手段。强化系统合理配置和优化集成,重视煤的温和液化和分级转化,优化产品结构,发展直接液化-间接液化耦合技术是煤直接液化未来的发展趋势。     

The role of hydrogen in coal particle disintegration at elevated temperatures

Coal particle size is considered to be a variable of secondary importance in coal/oil co-processing and coal liquefaction. This finding is inconsistent with the proposed mechanism for coal particle disintegration, and product yields realized in previous large scale dissolution experiments. Coal particles are shown to break up as a consequence of hydrogen-coal interactions occurring during preheating. The proposed mechano-chemical mechanism for coal particle disintegration was identified through direct observation of disintegrating coal particles at elevated temperatures and pressures. Implications for the design of preheaters for coal/oil co-processing and coal liquefaction are discussed.     

助剂改性FeOOH及其煤直接液化催化活性

采用共沉淀法分别引入Si、Al、La、Ca、Mg、Zr、Cu、Ni和Co 9种助剂元素对FeOOH催化剂改性,借助BET、XRD、SEM手段表征各助剂对催化剂微观结构、晶相和形貌的影响,在0.5 L高压釜内测试各催化剂对神东煤的直接液化催化活性。结果表明,引入Si、Al、Ca、Zr、Ni、Co能改善催化剂比表面积和分散度,分别提高煤液化油收率0.7～2.7个百分点;Ni和Co为最优助剂,Mg没有促进作用,Cu、La降低了油收率。研究表明,Al、Ca、Zr是通过结构支撑改善催化剂的织构性质,促进生成易于转化为活性相的小晶粒g-FeOOH,Ni、Co主要起到电子型助剂作用,通过强化对氢气的活化,促进煤的转化,提高油收率。     

油煤浆黏温特性研究进展

煤直接液化技术是缓解石油供需矛盾、实现煤炭清洁高效利用的重要技术途径之一，油煤浆的黏温特性对其配制、输送、加压、预热及反应性能具有重要影响。本文从油煤浆黏温特性的变化规律、研究方法、变化机理、影响因素等方面的研究进展进行了综述。在升温过程中，油煤浆流变特性表现为非牛顿流体，具有剪切稀化特性；高温高压下黏度测定方法主要有4种；分析黏温特性变化机理：煤浆制备和升温阶段黏度变化主要由溶胀作用导致，高温阶段主要由煤裂解产生沥青质（尤其是前沥青烯）导致；从溶剂、煤的性质（煤阶、显微组分及粒径分布）、剪切速率、油煤浆浓度、催化剂和氢分压等方面分析了油煤浆黏温特性的影响因素。最后指出了未来油煤浆黏温特性的研究方向，为我国煤直接液化技术的进一步发展提供参考。     

超临界水液化褐煤研究进展

超临界水直接液化褐煤是高湿低阶褐煤高效转化与资源化利用的一个重要的发展方向。阐述了超临界水液化制油的优势,总结了液化过程中的热解反应、脱杂反应、缩聚反应等关键反应;重点论述了操作条件(温度、停留时间、压力、溶剂等)对反应过程的影响机理;针对油品质的升级,总结了催化剂在液化油升级中的应用,分析了煤本身所含的铁系催化剂的催化特点,总结了贵金属在催化升级中的研究现状及部分过渡金属合金的高效催化特性;强调了煤与生物质共同液化的协同作用。对液化过程中存在的问题进行了总结,并展望了未来的工业放大应用。     

煤炭直接液化技术及其在我国的发展

介绍了煤炭直接液化工艺过程 ,几种典型煤炭直接液化工艺特点 ,煤炭科学研究总院北京煤化学研究所的煤炭直接液化技术研究情况以及目前国内煤炭直接液化产业化进展等情况     

煤质特性与煤直接液化关系分析

简要讨论了原料煤特性对煤直接液化的影响,在煤的组成和物理性质等与煤液化关系之间建立良好的对应关系并总结了适合直接液化用煤种的一些特性。