煤热解气相焦油原位催化裂解提质研究进展

煤热解是实现低阶煤分质高效利用的重要途径之一。煤热解气相焦油原位催化裂解实现焦油的轻质化,在近几年得到了较广泛的关注和研究。本文从煤热解气相焦油催化裂解提质工艺的优势、催化剂和反应器等方面对近几年的研究进展进行了综述,分析了金属氧化物、炭材料、碳基负载型催化剂、分子筛、分子筛负载型催化剂以及其它负载型催化剂,在煤热解气相焦油催化裂解提质过程中的性能、影响因素及机理,对比分析了不同反应器的性能特点和优缺点,对未来的研究重点进行了分析和展望。     

我国煤温和气化（热解）焦油性质及其加工利用现状与进展

煤的温和气化技术是洁净煤技术的重要内容之一。采用该工艺对低阶煤进行加工转化,可同时获取多种用途广泛、有经济价值的煤基产品,从数量和质量上较好 地利用了煤资源,技术和上易于实现不同层次的开发生产,是该类煤种综合利用的有效途径。     

低温煤热解焦油产率和品质影响因素研究

煤焦油是低温煤热解技术的主要产物,是重要的化工原料,其产率和品质是评价煤热解工艺的重要指标。从原煤性质(煤种和煤粒径)、热解反应器结构形式及热解工艺条件(原煤预处理、热解温度、压力、升温速率、停留时间、热解气氛及催化剂)等方面综合分析了煤热解焦油产率和品质的影响因素,认为通过优选煤种和热解反应器,对煤样进行适当预处理,选择合适的工艺操作条件和引入加氢催化热解等有助于提高焦油产率和品质。     

低阶煤催化热解研究进展及展望

为推动煤催化热解技术的发展,论述了金属类催化剂、负载类催化剂和煤基催化剂的催化机理及其对煤热解转化特性、产物分布的影响。根据催化机理不同,将煤催化热解工艺分为直接催化热解工艺、间接催化热解工艺和热解产物催化热解工艺,并论述了各工艺的研究现状。过渡金属、分子筛可改变低阶煤热解产物分布,提高焦油产率;金属氧化物催化剂可提高热解转化率,调节气体产品分布,提高气相产品收率。液化残渣与褐煤共热解降低了活泼分解阶段的反应活化能,加快了反应速率,提高热解焦油产率,影响气相产物分布。首次提出煤直接液化残渣与煤混合热解所产生的正协同作用也可看成是一种对煤热解的正向催化。     

煤热解富产焦油的工艺评述

本文在综合评述煤加氢热解工艺、煤甲烷共热解工艺及煤焦炉气共热解工艺的基础上，提出煤焦炉气催化热解新方法，以期实现煤催化热解富产焦油的新工艺，为煤非燃料利用开辟一条新的途径。     

提高煤加氢热解焦油产量的途径分析

结合煤加氢热解最新研究进展，从煤加氢热解焦油形成机理出发，综合论述了提高热解焦油产量的６条途径和方法。提出煤－焦炉气催化加氢热解的新构想，以期实现“煤→热解煤气内循环→焦油”新工艺。     

铁系催化剂对神府煤加氢热解焦油收率的影响

研究采用浸渍法制备了Fe/Al_2O_3、Fe/SiO_2、Fe/SiO_2-Al_2O_3、Fe/ZSM-5、Fe/AC(粉煤灰)五种催化剂,并在固定床反应器上考察了它们对神府煤热解过程中焦油收率的影响规律。实验结果表明这些催化剂都可以使神府煤热解焦油收率提高,Fe在各种载体中的最优添加量的质量分数均为:6%(Fe,daf),当超过此值时焦油收率提高量开始减少。其中以6%-Fe/Al_2O_3-SiO_2催化剂对神府煤热解焦油提高最高,在700℃热解时,神府煤热解焦油收率提高到15.08%。     

半焦催化裂解煤热解焦油模型化合物的研究

在固定床反应器内研究了不同半焦催化剂对煤焦油模型化合物(甲苯、环己烷、正庚烷)的催化裂解效果。结合BET、XRD、SEM-EDS等表征手段,对催化半焦的性质进行分析,采用FTIR对液相产品进行分析。结果表明,活化后半焦的表面积增大,半焦表面的金属矿物质含量增加,都会提高其对焦油模型化合物的催化裂解能力。通过FTIR对3种不同模型化合物经AC-15催化剂作用后的产物分析可知,环己烷主要发生了开环反应,正庚烷主要发生了脱氢反应,甲苯被裂解产物的芳香性有所下降,最终生成一系列链烃化合物。     

提高煤热解焦油中BTX产率的研究进展

总结了煤的催化热解和催化煤热解气来提高焦油中BTX产率的相关研究,简要分析了工艺条件(热解温度、热解气氛和压力、催化剂、煤的预处理等)对BTX产率的影响规律,并论述了BTX生成的反应途径:芳构化反应、重质组分裂解反应、含氧芳香化合物的脱氧反应。认为应深入探究煤催化热解过程中生成BTX的氢的来源,这将对充分利用煤热解过程中生成的H2、CH4等富氢气体与热解气中的重质组分耦合来提高BTX的产率提供重要的指导意义。     

提高煤热解焦油中BTX产率的研究进展

总结了煤的催化热解和催化煤热解气来提高焦油中BTX产率的相关研究,简要分析了工艺条件(热解温度、热解气氛和压力、催化剂、煤的预处理等)对BTX产率的影响规律,并论述了BTX生成的反应途径:芳构化反应、重质组分裂解反应、含氧芳香化合物的脱氧反应。认为应深入探究煤催化热解过程中生成BTX的氢的来源,这将对充分利用煤热解过程中生成的H2、CH4等富氢气体与热解气中的重质组分耦合来提高BTX的产率提供重要的指导意义。     

低阶煤催化热解研究进展

煤热解是煤热转化过程中最先和必经的阶段,受热分解为煤气、焦油及半焦/焦炭三相产品.基于煤(催化)热解可实现低阶煤的高效分质利用,对煤催化热解机理、不同种类催化剂及在煤热解中的应用、煤催化热解的影响因素进行了阐述,同时对低阶煤催化热解的发展进行展望,期望开发出煤热解反应条件温和化、热解转化率更高、热解焦油轻质化及可对目标...     

煤热解制焦油的工艺研究进展

煤热解是一种重要的煤炭分质利用技术,中低温热解焦油是制取液体燃料和化学品的重要原料。本文从对煤进行预处理、改变热解气氛、催化热解与催化加氢热解、煤与其它物质共热解、新型耦合热解工艺等方面综述了煤热解制焦油的工艺研究进展,探讨了影响煤热解过程焦油产率的因素及机理,并对各工艺进行了评价。     

煤热解技术现状及研究进展

介绍了我国现在主要使用的煤热解技术,比较集中技术的优势和劣势,简单的讲解了煤热解的原理。从两方面着手研究,一方面是热解原料,另一方面是热解反应的要求。总结出相应因素影响煤热解的程度和过程。此外分析了催化剂与煤热解反应的关系。创新研发出新工艺,实现提升转化率和焦油率的转化水平。     

甲烷活化与煤热解耦合过程提高焦油产率研究进展

热解是实现煤清洁高效利用的重要途径之一。针对传统煤热解焦油收率低的现状，从煤热解反应机理出发，围绕甲烷催化/等离子体活化与煤热解过程耦合提高焦油收率的研究工作进行综述，重点介绍了甲烷部分氧化、甲烷二氧化碳重整、甲烷芳构化、甲烷水蒸气重整及甲烷等离子体活化与煤热解耦合过程特点以及对焦油产率的影响。结果显示，相对氮气和氢气气氛下热解，耦合过程焦油产率显著提高，并具有煤种普适性。同时借助同位素示踪技术对耦合过程焦油产率提高机理进行分析。结果表明，甲烷经催化/等离子体活化后产生的活性物质通过与煤热解形成的自由基结合，参与了焦油的形成，是焦油产率显著提高的根本原因。耦合反应器的设计和甲烷活化催化剂的开发是今后该过程工业应用的关键。     

煤快速热解过程中氧化钙对焦油裂解的影响

为降低煤在热解、气化过程中的焦油产量 ,在一快速热解固定床反应器中考察了氧化钙催化剂的加入对焦油裂解反应的影响 ,研究结果表明 :在相同反应条件下 ,所选三种氧化钙催化剂中以 Ca O- 3的焦油裂解活性为最大 ,它们的焦油裂解活性顺序为 :Ca O- 3>Ca O- 2 >Ca O- 1 .并进一步考察了 Ca O- 3在不同反应温度下对焦油裂解反应的影响     

生物质热解焦油的热裂解与催化裂解

生物质气化过程中产生的焦油对气化系统和用气设备都有极大的危害。为了开发适合于商业应用的焦油缩减方法,探索达到最优焦油脱除效果的操作条件,在固定床反应器上,利用石灰石、白云石、高铝砖作为催化剂研究了生物质(稻秆、稻壳、木屑等)热解焦油的催化裂解反应,利用炭化硅作为热载体研究了焦油的热裂解反应,对热解煤气中焦油含量的变化以及热解煤气组成和热值的变化进行了比较,并对裂解温度、气相停留时间等因素对裂解效果的影响进行了探讨。实验发现,600-900℃范围内ηtar随裂解温度升高而升高,900℃时热裂解条件下可达60％,而催化裂解条件下可达90％以上。0．5～1s范围内,ηtar随停留时间增加而升高,幅度约7％～10％。相比于原始煤气,裂解后煤气组成出现了较大变化,热裂解后煤气热值增加,而催化裂解后煤气热值下降,且热裂解与催化裂解处理后煤气组成也有较大差异。     

焦油热解实验研究

采用小型气流床热解实验装置进行焦油热解实验,考察了温度对焦油热裂解过程的影响,同时选择甲苯作为焦油模型化合物研究焦油热解过程中的组成变化,得到了焦油的热解特性。结果表明:热解温度对焦油和甲苯转化率影响大,在800—1 100℃之间,焦油和甲苯的转化率及气体产率均随温度增加而上升,在N_2气氛下的最高转化率分别为70.29%和90.11%,且温度的升高会促进炭黑的生成。H_2会略微降低甲苯的转化率,但是对炭黑的生成有明显抑制作用。升高温度会使甲苯热裂解后产物种类减少,含支链化合物基本消失,形成更稳定的多环芳烃化合物,且会促进甲苯的缩聚。     

我国低阶煤热解提质技术进展

简述了我国低阶煤热解提质技术的研发过程;介绍了LCC工艺、DG工艺、MRF工艺、循环流化床煤分级转化多联产工艺、煤拔头——煤炭综合利用新工艺等13种低价煤热解提质技术及其工业化应用情况;提出了推进我国低阶煤热解提质技术工业化进程的相关建议。