煤炭直接液化残渣加氢研究进展

在煤炭直接液化生产过程中,会产生占液化原煤质量30％左右的液化残渣。它是一种高碳、高灰和高硫的物质,主要由未转化的煤、液化中间产物、无机矿物质以及煤液化催化剂组成。煤炭直接液化残渣有很高的利用价值,无论从经济角度还是环保角度出发,都需要对残渣进行利用,这也是煤炭直接液化工业化必须解决的问题。综述了煤炭直接液化残渣的来源、组成、性质、加氢研究现状及应用等。     

清洁利用煤炭液化残渣生产高端高性能碳纤维的调研及分析

煤液化残渣是一种高炭、高灰和高硫的物质,主要由未转化的煤中惰性组分、无机矿物质以及煤液化催化剂组成。在煤液化过程中都会产生占液化原煤量30%左右的液化残渣,相比利用残渣燃烧发电,用残渣来生产碳纤维明显利用率更高,同时还能减少污染。高效利用煤炭液化残渣,对提高液化工艺产率、降低液化成本具有重大意义。     

煤直接液化残渣的萃取和利用研究

根据煤液化残渣的组成特点,选取不同馏分段的煤液化油和煤焦油洗油作为溶剂进行了残渣萃取分离实验研究.结果表明,在常温下,溶剂和残渣质量比为2∶1时,馏程为137℃~213℃的煤液化油对煤液化残渣的萃取率(干燥基)为22.85%,与煤液化残渣中的正己烷可溶物含量相当;馏程为230℃~317℃的煤焦油洗油,对煤液化残渣的萃取率为44.63%,与煤液化残渣中的四氢呋喃可溶物含量相当.采用煤液化油和煤焦油洗油对煤液化残渣进行了两级萃取分离,得到了萃取物和萃余物,并分别在煤加氢液化循环溶剂和水煤浆制备等应用方面进行了探索性研究.     

真空薄膜干燥机回收煤液化残渣萃余物中萃取剂的应用研究

针对煤液化残渣萃余物的特性,提出了真空薄膜干燥机回收煤液化残渣萃余物中萃取剂的方法,并进行了实验,考察了进料速率与真空度对萃取剂回收率的影响。结果表明,在操作真空度为50 k Pa,进料速率为90 kg/h时,煤液化残渣萃余物中萃取剂的回收率达到94%,80%以上的干燥出料产品粒径为0.1 mm~4.0 mm;实验条件下,干燥过程中的物料未出现团聚和黏结现象,有利于提高回收过程中的热效率;并对煤液化残渣萃余物中回收萃取剂的工业化较优工艺路线进行了探索。     

煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势

为实现煤液化残渣的高效利用,分析了煤直接液化残渣特性,论述了煤直接液化残渣经萃取提取高附加值有机物,如沥青和重油的研究现状,阐述了煤直接液化残渣萃取溶剂的种类、萃取工艺条件的选择以及萃取物的性能和用途等,提出了煤直接液化残渣萃取技术的发展趋势。采用合适的萃取剂和萃取条件可从液化残渣中萃取出制备沥青的原料和可作为液化循环溶剂使用的油分,萃取剂可包括各种已知的常规萃取溶剂及其混合物、离子液复合萃取剂和各种煤液化或石化馏分油,萃取出的沥青类物质可制备高级碳材料,特别是碳纤维材料,萃取出的油分可用作煤液化循环溶剂或燃料。提出未来应开发针对煤直接液化残渣的高效、低廉的新型有机溶剂萃取剂,研究多步或多级萃取工艺,实现萃取工艺的进一步优化和简化,形成萃取工艺和其他工艺,如加氢裂化工艺和加氢精制工艺结合的复合工艺。     

煤直接液化残渣性能及应用研究进展

煤直接液化过程中经减压蒸馏产生了约30%左右的煤液化残渣,煤直接液化残渣主要由未分离的重油、未转化的煤、催化剂等有机质与无机质构成,开发煤直接液化残渣的高效清洁利用方式,有利于实现煤炭资源的合理化应用,有利于提高煤液化工艺的完整性、降低液化成本。论述了煤直接液化残渣的组成与结构,介绍了煤直接液化残渣中有机沥青烯、前沥青烯、有机大分子残渣、无机灰渣、催化剂的化学组成,通过不同的萃取方式,可以实现煤液化残渣的高效萃取及应用。系统介绍了煤直接液化残渣在气化制氢、气化制浆、共气化工艺及气体排放等方面研究,煤直接液化残渣的热解可以制备煤焦油,共热解方式改变了煤焦油的结构,提高了煤焦油的产率。煤直接液化残渣作为碳素制品可以为其提供碳源,同时煤直接液化残渣中的无机催化剂促进了新型炭材料的形成。煤直接液化残渣的结构与天然湖沥青结构相似,是潜在的沥青改性剂,利用族组成分析法评价了改性沥青的改性效果,其能够实现对石油沥青的改性;通过相容性评价,进一步优化了煤直接液化残渣的改性性能。对煤直接液化残渣的应用做了进一步展望,煤直接液化残渣在性质与应用方面的研究相当一部分还处于试验研究阶段,煤直接液化残渣的萃取与应用存在许多问题。     

神华煤液化蒸馏残渣加氢液化动力学研究

液化残渣有着许多不同于未液化煤的特性,研究液化残渣的特性对整个煤炭液化工艺过程以及对液化厂的经济性和对环境的保护都具有极大的现实意义。通过液化神华煤液化蒸馏残渣,对残渣液化动力学进行了初步探讨,为煤液化残渣的液化机理研究奠定基础。     

神华煤液化残渣的液化特性研究

液化残渣有着许多不同于未液化煤的特性,研究液化残渣的特性对整个煤炭液化工艺过程以及对液化厂的经济性和环境保护都具有极大的现实意义。通过高压釜液化神华煤液化残渣,从液化恒温反应时间、温度和氢初压对神华煤液化残渣的液化特性影响进行了研究,为煤液化残渣的液化机理研究奠定基础。     

改性煤系硬炭的性能测试

煤炭直接液化残渣是一种富碳的煤液化过程副产物,以煤直接液化产生的重质有机物为原料通过纯化、炭化制备的硬炭是其高效合理利用解决的方法之一。本文以该方法制备的硬炭为原料,利用盐酸对硬炭表面性能进行改性研究,实验结果表明盐酸处理过后的硬炭其对小分子吸附性能提升,同时表明煤炭直接液化残渣也可成为一种优质碳素前驱体。     

煤直接液化残渣利用的发展现状和趋势

煤直接液化是煤在高温、高压及催化加氢的条件下生产液体燃料的一种技术。然而煤直接液化过程中,同时产生20%~30%的液化残渣。如何合理地利用煤液化残渣将影响煤直接液化工艺整体的经济性。目前,煤直接液化残渣的利用方式有气化制氢、燃烧、低温焦化、萃取回收重质液化油、制备碳材料等,同时煤直接液化残渣也可用于道路沥青改性。     

麦秆丙三醇液化产物的试验研究

探寻麦秆生物质油品中的高附加值化合物,萃取分离出化学工艺品常压下将麦秆在丙三醇中醇解液化产物用不同极性的有机溶剂萃取分离。研究了液化时间、液化温度对残渣得率以及对丙酮、氯仿萃取效果的影响。实验研究表明:反应时间、反应温度对麦杆的液化产物有较大的影响。在液化温度为140℃、液化时间为120 min时,残渣得率最低为10.59%;液化时间180 min时液化产物在丙酮、氯仿的萃取率分别可达27.25%、32.08%。丙酮、氯仿可作为麦秆丙三醇液化产物萃取分离的有效试剂。     

液化残渣中灰分对型焦强度的影响及机理分析

为了探究液化残渣中灰分对型焦抗压强度的影响,分析了液化残渣与低变质粉煤制备的型焦抗压强度及产品收率的变化情况,并利用热重分析、红外分析对产品进行了检测。结果表明,液化残渣起到黏结剂的作用,灰分是焦炭中的有害物质,通过对比脱灰前后的DCLR与SJC制备的型焦,其抗压强度有较大的差异,差值最大可达200 N;煤直接液化残渣中含有大量的氢键,其在热解的过程中会起到供氢的作用,形成挥发分,使失重量增加,从而导致焦收率减小,而焦油和热解气体的提高,对于液化残渣和低变质粉煤的综合利用具有重要的意义。     

煤加氢液化残渣的性质及应用研究进展

为了实现液化残渣的清洁高效化利用,介绍了近年来液化残渣的组成、性质研究进展;从热解、气化、萃取、制备碳材料、燃烧以及改性沥青等方面,系统地综述了当前国内外关于煤加氢液化残渣的应用研究进展,并对应用过程中存在的问题进行了探讨。     

原料灰分及脱灰工艺对KOH活化法制备活性炭的影响

以煤直接液化残渣为原料,采用KOH化学活化法,考察了原料灰分及脱灰工艺对制备活性炭结构性能的影响。实验发现:煤直接液化残渣经脱灰预处理后,进行炭化活化,最后酸洗制备出的活性炭产品性能,相对直接用煤直接液化残渣为原料制得的活性炭,其碘吸附值减少了49.82 mg/g,炭收率提高了14.55%,灰分增加了0.38%;以脱灰残渣为原料,加入10%的Fe_2O_3,不仅能有效提高活性炭产品的吸附性能,而且在一定程度上能起到脱灰作用;用质量浓度5%的稀盐酸对煤液化残渣活化物进行脱灰处理,能得到灰分1.39%、碘吸附值1762.49 mg/g的高性能活性炭,如果用HF作进一步酸洗脱灰处理,能使活性炭碘吸附值提高73.27 mg/g,灰分降至0.72%。     

泡桐在水中直接液化铁催化剂的研究

以铁粉为催化剂,在1L高压釜中研究泡桐在水中的高压液化,发现泡桐的液化率明显高于不加铁时纯水中的液化率。为了考察铁的催化作用,对液化后所得液相和残渣中不同价态的铁含量进行测定,考察反应温度、停留时间和催化剂量的变化对液化后铁催化剂在液相和残渣中分布的影响。结果表明：液化后液相中仅含有极少量的铁离子,且主要是Fe^2＋形式存在;大量的铁仍存在于固相中,固相中的2价铁约占60％,单质铁约占30％,同时存在少量3价铁。     

煤液化残渣中硫的迁移和转化研究现状及展望

为了解煤液化残渣利用过程中,硫化物迁移和转化规律,介绍了煤液化残渣中硫的来源及分布,总结了煤液化残渣在加氢液化、气化制氢、热解、燃烧等过程中硫化物的迁移和转化过程及影响因素,并对煤液化残渣中硫的迁移和转化的研究前景进行展望。结果表明,无机硫逐渐向有机硫转化,H2S是转化过程中的重要介质;H_2S、CS_2、SO_2等气态硫化物是煤液化残渣利用过程中的主要气态副产物;部分硫化物转化为大分子有机硫进入二次产品,影响产品质量和使用效果。为了合理有效地利用煤液化残渣,需寻找残渣中无机硫转化为单质硫或大分子有机硫的新方法,循环利用气体硫化物,开发新型煤液化催化剂,减少单质硫助剂使用量。     

煤加氢液化残渣利用研究进展

介绍了两种典型的工业装置副产的煤加氢液化残渣性质;从气化、热解、改性沥青、二次加氢、制备炭材料等方面系统总结了当前国内外关于残渣利用的研究进展;从规模化、经济效益、环境保护、资源利用方面考虑,残渣气化制氢是最有效的利用途径,未来的研发重点应集中在萃取剂和脱灰技术研发上。     

液化残渣用量对型焦抗压强度的影响

以低变质粉煤为主要原料,以煤直接液化残渣(DCLR)为黏结剂,利用成型热解技术成功制备出性能优良的型焦产品,采用红外分析及扫描电镜(SEM)分析对型焦进行表征,主要考察液化残渣加入量对型焦抗压强度的影响.研究表明,随着去灰后的煤直接液化残渣(D-DCLR)添加比例的增加,热解焦油和煤气的产率逐渐增大,而型焦的抗压强度先增加后减小,当其添加量为40%时,抗压强度出现了一个最大值573.3N/ball.热解过程中胶质体的含量、挥发分的大量析出以及灰分的增加是型焦抗压强度变化的主要影响因素.     

煤直接液化残渣半焦CO2气化特性及动力学研究

为探索煤直接液化残渣的气化利用途径,以神华煤直接液化残渣及其脱灰残渣制得的半焦为研究对象,利用常压热天平研究了气化温度、CO2配比、残留催化剂及灰分对残渣半焦CO2气化反应特性的影响,采用混合反应模型求取了气化反应动力学参数,并测定了液化残渣半焦CO2气化的煤气组成.结果表明:提高气化温度及CO2配比对提高残渣半焦CO...     

煤制油残渣高附加值利用技术浅析

在简述煤液化残渣组成结构和性质的基础上,系统总结了当前国内外对煤液化残渣的利用技术研究进展,主要包括:简单利用技术,如作为燃料燃烧或掺烧、作为道路沥青改性剂;深度利用技术,如气化制合成气或氢气、热解和加氢再液化回收油品;萃取分离优质组分生产高品质炭材料实现高附加值利用技术。对应用技术存在问题进行了探讨,指出煤液化残渣萃取分离优质组分生产高品质炭材料利用技术有望是煤液化残渣资源化、高附加值利用的最有效方法,具有广阔的前景。