煤直接液化循环溶剂供氢性影响因素研究

在煤直接液化生产中,循环溶剂供氢性能的强弱对煤炭转化及油品收率发挥着关键作用,通过试验研究发现,在液化混合重油加工循环溶剂过程中,调整反应压力、反应温度、反应空速、催化剂活性等参数对循环溶剂供氢性能均有较大影响,尤其是反应压力、反应空速的影响更为显著。此次试验研究结果可有效指导工业生产,最大化地提高循环溶剂的供氢性能,从而间接提高煤直接液化的油收率,增加煤制油的经济效益。     

沥青组成对其粘度影响的灰色关联分析

基于灰色理论分析，以沥青的60℃和135℃粘度为参考因素，以沥青的蜡含量和四组分为对比因素，对沥青组成与其粘度的影响进行了灰色关联分析。分析结果表明：沥青的蜡含量与60℃和135℃的粘度关联程度较好，表明蜡含量对沥青的高温性能有重要的影响；四组分与60℃和135℃粘度的关联则没有规律性。     

固相萃取分离煤直接液化全馏分油族组成研究

煤直接液化全馏分油组成复杂,深入认识煤直接液化油化学组成时,一般要分离成饱和烃、芳烃、胶质等不同的族组分,然后再对每一组分进行详细的分析表征,固相萃取是快速、高效分离油品族组成的方法之一。根据煤直接液化全馏分油的特点,重点研究了固相萃取法分离煤直接液化油族组成时,固相萃取材料与样品重量比、饱和烃洗脱溶剂加入量、溶剂洗脱速率等对煤直接液化油中饱和烃和芳烃组分分离效果的影响,获得了最佳分离条件。     

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。     

煤直接液化过程中供氢溶剂的组成分析

采用色谱质谱联用仪(GC-MS)和傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR-MS)鉴定了神华煤直接液化过程中供氢溶剂的主要组成结构.GC-MS检测出100多种化合物,结果表明:供氢溶剂主要由正构烷烃和芳烃化合物组成.芳烃化合物中以氢化芳烃为主,尤其是四氢萘系列含量最高,达18.19%.FT-ICR-MS结果显示,供氢溶剂的相对分子质量小于550,表明供氢溶剂主要由复杂的小分子化合物组成.负离子ESI(电喷雾电离,electrospray ionization)FT-ICR-MS鉴定出了N1,N2,N1O1,N1O2,O1和O2等多种杂原子类型,正离子ESI FT-ICR-MS鉴定出了CH,N1,N1O1,O1和O2等杂原子类型.供氢溶剂中氢化芳烃化合物和三、四环含杂原子芳烃化合物响应最强,酚类化合物、碱性和非碱性N1类化合物相对丰度最高.     

神华煤直接液化循环溶剂的催化加氢

采用百万吨级神华煤直接液化示范装置加氢稳定单元进料为加氢原料,在处理量300 mL加氢实验装置上考察了反应温度对煤直接液化循环溶剂性质的影响,并采用0.5 L搅拌式高压釜研究了煤在不同加氢深度循环溶剂中的液化效果。结果表明,随着溶剂加氢反应温度的升高,循环溶剂的硫、氮含量逐渐降低,氢/碳原子比增加;加氢反应温度由340℃升至380℃时,循环溶剂的芳碳率（f_a）不断减小,供氢指数（PDQI）逐渐增大,供氢能力增强。采用380℃加氢反应的循环溶剂进行煤液化时,煤的转化率和油收率均达到最大值,分别为88.64％和57.63％。当溶剂加氢反应温度达到390℃时,循环溶剂的供氢指数出现降低,芳碳率增加,供氢能力减弱,煤在此溶剂中加氢液化的转化率和油收率均有所降低,分别为88.22％和55.17％。     

煤炭直接液化产品中氯含量测定

采用高温裂解燃烧/离子色谱法建立了测定煤直接液化产品微量氯含量分析方法。样品在高温裂解燃烧炉燃烧,其中氯化合物生成HCl气体或Cl2,经水吸收形成含Cl-的水溶液,离子色谱测出水溶液中的Cl-含量,进而计算出样品中的氯含量。优化的测定条件:燃烧炉温度1300℃,燃烧时间10 min,载气流速1.5 mL/min,样品进样量为0.10～0.16 g。2种不同添加量加标样品的平均回收率为106.61%和94.82%,分析结果的相对标准偏差为3.24%和0.18%。通过对多种煤直接液化产品氯含量分析,获得了煤液化产品中氯含量分布信息。     

煤焦油馏分油用作煤直接液化起始溶剂的加氢稳定研究

 采用煤焦油馏分油中的洗油与脱晶蒽油以质量比1:1混合的油为原料,在处理量500kg/h的加氢稳定中试装置上进行洗油与脱晶蒽油混合油的加氢稳定实验。利用常温常压旋转黏度仪测定混合油加氢所得溶剂的黏度,考察其成浆性能;采用0.5L搅拌式高压釜考察了混合油不同次数加氢所得溶剂的煤直接液化反应效果。结果表明,洗油与脱晶蒽油的混合油经过加氢处理后,表观黏度降低,用来配制油煤浆表现出良好的成浆性能;用作煤直接液化溶剂具有较强的供氢性能,以经过3次加氢后所得溶剂作为煤液化溶剂,可得到89.47%煤液化转化率,63.06%油收率。洗油和脱晶蒽油混合油加氢后所得溶剂是一种效果良好的煤直接液化开工用起始溶剂。     

煤直接液化循环溶剂中饱和烃的分子组成及分布特点

采用全二维气相色谱-飞行时间质谱/氢火焰离子化检测器(GC×GC-TOF MS/FID)从分子水平上对煤直接液化循环溶剂中的饱和烃进行了表征。TOF MS检测器在信噪比(S/N)为200的条件下共检测到599个单体峰,FID检测器在信噪比(S/N)为1000的条件下共检测到458个单体峰。TOF MS的定性结果表明:在GC×GC-TOF MS/FID设定的分析条件下,链烷烃检测到57个单体峰,含有从正戊烷到正三十一烷的完整分布,可达到单体识别;环烷烃共检测到一环烷烃~五环烷烃五种族类,依次检测到104,229,180,28,1个单体峰,可进行每一族类环烷烃中不同碳数的识别。对FID检测器采集的数据进行面积归一化定量,结果表明:链烷烃中主要为正构烷烃,占全部链烷烃的91.86%,一环烷烃中正构烷基环己烷单体的含量比异构烷基环己烷单体的含量大,15种正构烷基环己烷的含量占全部一环烷烃的41.77%;一环烷烃、二环烷烃、三环烷烃、四环烷烃和五环烷烃在煤直接液化循环溶剂中的含量依次为2.11%,14.90%,17.81%,5.30%和0.15%;芳烃组分的总含量为53.64%;含少量含氧杂原子化合物,其含量为0.26%;碳数分布检测结果显示,一环烷烃、二环烷烃、三环烷烃和四环烷烃含量最高的化合物碳数依次为C 13,C 12,C 14和C 16。