中低温煤焦油沥青烯的结构表征

采用甲苯溶解-正庚烷沉淀的方法从陕北中低温煤焦油中分离出沥青质,通过元素分析、平均相对分子质量、红外光谱分析、1H-NMR等方法对其进行了分子结构研究。结果表明:该沥青质的平均相对分子质量为652,平均分子式为C39.12H31.3N1.26O7.34S0.51,其主要结构是多环稠合芳香烃并富含杂原子,且芳环上存在链长不一的烷基取代基,平均链长约为4个碳原子,甲基侧链相对较多。     

中低温煤焦油组分分离与鉴定研究进展

煤焦油组分的分离与鉴定是煤焦油科学的基础性问题,也是其利用的前提。本文综述了中低温煤焦油生产和加工利用现状及目前存在问题,系统深入的总结了煤焦油组分分离与鉴定的研究进展,并对今后煤焦油组成鉴定予以展望。煤焦油组分鉴定不应局限于常规分离手段和检测方法,多层次、全方位的深入分析,建立有效的数据库,为不同区域的煤焦油深加工项目提供有效的数据支持,有利于实现中低温煤焦油的合理利用和高值化利用。     

低阶煤低温干馏工艺煤焦油组分还原与组成分析

中低温煤焦油的真实产率与组成分布对于评价煤低温干馏工艺具有关键的指导作用。为了得到煤焦油的准确产率、轻重油分布规律和全组分信息,以中低温煤焦油轻油(LCT)和重油(HCT)为原料,对LCT∶HCT∶水=1∶1∶1的混合物进行加热重组,得到重组煤焦油(RCT)、重组煤焦油轻油(RLCT)和重油(RHCT)。通过正己烷超声萃取分别得到正己烷萃取物(E-CT、E-LCT、E-HCT、E-RCT、E-RLCT以及E-RHCT)和萃余物(I-CT、I-LCT、I-HCT、I-RCT、I-RLCT以及I-RHCT),利用气质联用仪(GC-MS)和热重分析仪-傅里叶红外联用(TG-FTIR)技术,对各萃取物和萃余物的组成结构、热解行为及气体逸出特性进行分析。结果表明,通过煤焦油重组试验,RLCT为24.93%,RHCT为75.08%;重组煤焦油正己烷萃取物以烷烃、芳烃和酚类物质为主;E-CT相较于E-LCT和E-HCT,脂肪烃含量减少、酸性化合物增多;E-RCT相较于E-CT,芳烃含量明显降低,E-RHCT富集芳烃和酸性化合物,脂肪烃含量降至35.05%;重组煤焦油萃余物主要由饱和分和芳香分构成;重组后I-RHCT与I-RLCT轻质组分减少,萃余物的热稳定性更好。     

中低温煤焦油沥青催化聚合制备改质沥青

以中低温煤焦油沥青为原料,采用催化聚合法制备改质沥青,并在中低温煤焦油沥青中加入乙烯焦油和蒽油进行调和来提高改质沥青的流变性能,分别考察反应时间、反应温度及催化剂和交联剂的加入量对改质沥青的软化点、结焦值、甲苯不溶物含量和喹啉不溶物含量的影响。结果表明:加入乙烯焦油和蒽油调和可以有效提高改质沥青的流变性能,催化剂和交联剂按照1∶1的质量比加入,可以有效降低改质沥青的软化点,这是因为酸性催化剂和交联剂之间形成相对均相的反应体系,解决了改质沥青软化点高的问题。采用调和中低温煤焦油沥青制备改质沥青,筛选出的最佳工艺条件为:反应温度370℃,反应时间7h,催化剂和交联剂的加入量2.5%,该条件下制备的改质沥青的性质符合工业标准YB/T 5194-2015的要求,改质沥青的软化点为120℃,结焦值为56.28%,甲苯不溶物含量为30.52%,喹啉不溶物含量为8.21%,β树脂含量为22.31%。采用傅立叶变换红外光谱仪和偏光显微镜对制备出的改质沥青和中低温煤焦油沥青进行分析,初步推断出改质沥青中化合物芳环上的取代基明显增加且烷基取代的化合物大多数为芳烃分子,且在偏光显微镜下改质沥青中出现小球体,表明中低温煤焦油沥青在制备成改质沥青的这一过程中其相对分子质量变大,稠环芳烃含量增多。     

反应温度对煤焦油沥青质组成与结构的影响

以中低温煤焦油为原料,在高压釜反应器内进行加氢实验,研究反应温度对加氢油品中沥青质组成与结构的影响。结果表明:在实验研究加氢工艺条件下,沥青质转化率随反应温度的升高而增加;与原料沥青质相比,在350—410℃不同温度下加氢后的沥青质中硫、氮、氧杂原子含量均降低,但脱除规律不一致,杂原子硫和氧含量随温度的升高而降低,但氮原子含量随温度的升高呈先增加后降低的趋势,说明各杂原子脱除规律与其赋存形态有关;另外,不同反应温度下沥青质平均分子结构参数相差很大,反应温度越高,沥青质缩合度越大。加氢反应压力为7 MPa时,反应温度不宜高于380℃。     

热聚合改质过程中煤沥青组分转变规律的研究

在 2 0 L热聚合反应釜中 ,研究了中温煤沥青热聚合改质过程中各种沥青组分随热聚合温度和热聚合时间的转变规律 .结果表明 ,在煤沥青热解缩聚期间煤沥青的甲苯不溶物和次生喹啉不溶物组分生成转变具有一定的规律性 ,并指出了其对煤沥青生产的指导意义 .     

煤沥青及煤焦油改质沥青综述

介绍了煤沥青的性能、用途以及有广泛用途的煤焦油改质沥青的优异特性,改质机理和生产工艺;分析了目前国内煤焦油改质沥青工艺存在的问题,并就这些问题提出了改进措施。     

中低温煤焦油胶质组成与结构分析

综合采用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、紫外光谱和荧光光谱等技术,对陕北榆林地区中低温煤焦油胶质重组分进行表征分析.结果表明:煤焦油胶质组分H/C原子比较低为0.85,杂原子硫、氮、氧中,氧原子含量较高且主要以C—O结构形式存在.胶质组分芳香度fA偏高,烷基侧链较短,主要以乙基或丙基形式存在.胶质芳香片层结构中以2～...     

低温煤焦油沥青质和胶质的分离与表征

对沥青质和胶质的分离与表征是低温煤焦油科学开发和综合利用的重要突破口之一。笔者借鉴原油三组分分离法将样品分离为沥青质、胶质和轻质组分3个组分,前两者的质量分数为53％～63％。由^1H—NMR谱图信息计算获得的结构参数可知,沥青质芳香度较高,芳香环缩合度较低,环烷烃含量较高,链烃含量较少;胶质芳香度较低,芳香环缩合度较高,环烷烃含量较少,链烃含量较高,碳链较长。     

低温煤焦油组分分离及分析

对内蒙低温煤焦油进行高效精馏,采用酸碱溶液萃取的方法将馏分油分离为酚油、中性油组分。利用GC-MS技术对酚油、中性油的化学组成和结构进行定性、定量分析。结果表明,低温煤焦油馏分油中,酚油中检测出质量分数大于0.1%的化合物共40种,大部分为苯酚、烷基酚及萘酚。中性油检测出质量分数大于0.1%的化合物共104种,主要由烯烃、烷烃、萘等化合物组成。     

精煤组分与沥青质组分性质研究

以徐州夹河气煤、河南平顶山肥煤为研究对象,利用CS2/NMP混合溶剂和反萃取剂在温和条件下将煤全组分分离成萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分。通过扫描电镜(SEM)探讨精煤组分和沥青质组分微观形态,并针对精煤组分与沥青质组分可能的加工利用方向,分别测定沥青质组分的软化点、QI含量、N和S含量;精煤组分颗粒粒度分布、油煤浆流变特性等。结果表明,精煤组分是孔隙高度发达且呈蜂窝状的质轻疏松体,制备的精细油煤浆具有明显的剪切稀化流变特性,经溶胀煤浆黏度增大,通过升高浆体温度降低黏度,成浆性、流动性和稳定性优良。沥青质组分为400nm左右高度聚集的大小均匀小球体,QI含量(0.22%)极低,灰分产率低,软化点150℃,是制备碳纤维的优良原料。     

中低温煤焦油沥青基多孔炭的制备及其电化学性能

以中低温煤焦油沥青为原料,采用KOH活化法,制备了一系列多孔炭材料.利用XRD、Raman、碘吸附值、氮气吸附-脱附和电化学性能测试对不同活化温度下多孔炭材料的结构和电化学性能进行了表征与测试.结果表明,经KOH活化后的多孔炭材料具有石墨微晶和无定形碳共存的结构特征,炭材料表面具有丰富的微孔结构,同时具有较好的电化学性...     

中低温煤焦油加氢过程中沥青质组成与性质

以中低温煤焦油为原料,采用小型固定床连续加氢反应装置进行2 500 h全馏分加氢实验,研究煤焦油加氢沥青质组成与性质随加氢反应器运行时间延长的变化规律。结果表明:随反应时间的延长,催化剂活性逐渐降低,煤焦油沥青质脱除率降低,加氢沥青质S和N杂原子含量以及Fe和Ca金属含量均增加,脱除率均降低,在一定温度范围内,提高反应温度可以提高煤焦油沥青质加氢转化性能,但也促进大分子量的沥青质生成;此外,随反应时间的延长,加氢沥青质芳香度(f_A)增大,H和C原子比降低,说明加氢沥青质缩合度提高,另外,加氢沥青质分子量逐渐增大,甚至超过原生沥青质,说明部分沥青质发生缩聚反应;反应后期,沥青质缩聚反应加剧,金属Fe和Ca易沉积在催化剂上,催化剂失活严重。     

硫化法调制可纺性煤焦油沥青

研究了软化点在250℃～280℃范围内的硫化沥青的制备,发现以其为原料制备的炭纤维的抗张强度高达900MPa,抗张模量达40GPa。结果表明：硫化法调制的高软化点煤沥青,可纺性好,制得的炭纤维性能优良,工艺简单,易于工业放大。     

煤焦油及其沥青深加工工艺及发展趋势

本文介绍了煤焦油及其沥青深加工的加工工艺,结合国际相关产业的发展和趋势,指出我国煤焦油及其沥青深加工存在的问题及发展建议。     

低温煤焦油的综合利用

随着国内煤低温干馏的发展,低温煤焦油的产能也随之不断增加.为综合高效利用低温煤焦油,解决其燃烧过程中的环境问题,对低温煤焦油性质和组成、加工工艺及两种主要工艺路线(燃料型和燃料-化工型)的经济性进行了研究.结果表明:低温煤焦油加工应选择先提酚类,而后加氢的燃料-化工型路线.该路线有效地利用了低温煤焦油中的高附加值组分,工艺合理,投资回收期短,是产业化前景较为广阔的路线.     

煤焦油组分分离与分析技术研究进展

针对煤焦油组分及其结构的复杂性、特殊性,围绕蒸馏、共沸精馏、溶剂萃取、超临界萃取、柱层析等分离方法及色谱法、核磁共振法、光谱法等结构鉴定方法,对各分离、分析方法的工作原理、技术特点及应用情况进行了系统综述;并指出今后煤焦油组分的分离与分析应逐步引入高分辨率、高选择性的前沿分析手段,借鉴其他领域先进分离、分析技术,将多种分离、测试方法相结合,实现煤焦油各组分的有效分离及准确鉴定。     

沥青质加氢过程中的结构组成变化

综述了原油沥青质在加氢处理中结构组成变化的研究现状。现有的研究主要针对沥青质加氢过程中H/C原子比随加氢条件变化如何变化,S,N,V,Ni脱除状况,以及加氢处理中沥青质相对分子质量及分子结构的变化,沥青质晶体结构参数的变化。结果表明:加氢处理后沥青质C,H质量分数降低,H/C原子比且随加氢条件变化苛刻而降低。沥青质的S较易脱除,由于N,V,Ni位于沥青质芳环系中,所以难以脱除,且随着反应条件的苛刻,其质量分数增加。反应中沥青质烷基侧链变短、侧链数变少,芳环数减少,芳核缩合度增加,芳香度增加,沥青质平均相对分子质量降低,总环数增加。加氢转化后沥青质芳香层层数M减少,芳香层层间距dm和芳香层堆积高度Lc降低。通过这几方面的研究结果分析,对解决加氢处理中沥青质引起的催化剂生焦及轻质油收率低等不利影响具有重要的理论指导意义。     

内蒙低温煤焦油组分分离及GC-MS分析

对内蒙低温煤焦油进行高效精馏,采用酸碱溶液萃取的方法将馏分油分离为酚油、中性油组分。利用GC-MS技术,对360℃前的馏分油的化学组成和结构进行定性定量分析。结果表明,内蒙低温煤焦油馏分油中检测出质量分数大于0.1%的化合物共196种。     

低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离

以研究低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离为目标, 通过预处理分离酚类化合物和富集特定芳烃组分, 采用多元溶剂萃取方法选择性分离芳烃和非芳烃组分, 采用Hansen溶度参数理论进行多元溶剂的设计和萃取条件的优化。结果表明, 溶剂对原料焦油的选择性随Hansen溶度参数“距离”(R_a)增加而增大, 萃取能力则相反。研究得到的多元萃取剂是含水量为体积分数6%的N,N-二甲基甲酰胺溶液, 优化萃取条件是温度25℃、剂/油比6:1。萃余物经多次萃取进一步分离芳烃组分, 萃出物经甲酰胺多次萃取以分离出杂环化合物和极性组分。芳烃组分在最终分离产物中的质量分数为94%, 其总萃取收率为95%。另外非芳烃化合物、杂环化合物和其他极性组分也在本过程中得到了有效富集。