SO2-4/Fe2O3固体酸催化艾丁褐煤直接液化反应性研究

为了研究固体酸催化艾丁褐煤直接液化反应特性,通过微型高压釜进行了艾丁褐煤加氢液化试验,考察了反应温度、氢气初压、催化剂添加量和溶剂量对SO2-4/Fe2O3固体酸催化艾丁褐煤液化性能的影响,并基于产物分布、元素分析和1H-NMR表征,探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化艾丁褐煤液化反应特性及催化作用。结果表明,反应温度、压力、催化剂添加量和溶剂量的提高有利于油产率和转化率的增加,其中压力的影响相对较小;反应温度、催化剂添加量和溶剂量的提高有利于酚产率的增加,但压力的提高对酚产率影响很小;反应温度和催化剂添加量的提高有利于低级酚产率的增加,但压力和溶剂量的提高则抑制低级酚的生成;反应温度高于420 ℃后,沥青质中的含氧结构才能更大程度的转化为油和酚。     

加氢液化复杂多相体系氢传递催化机理

煤直接液化复杂多相体系中重组分轻质化过程中,氢传递与催化机理的探究对于了解煤液化过程,提高氢利用程度以及煤的加氢转化都有非常重要的意义。以新疆淖毛湖煤和四氢萘为原料,分别在N2和H2气氛下进行了高压釜试验研究,并与各自的催化剂添加体系比对,讨论了临氮热裂化,临氮催化裂化,临氢热裂化和临氢催化裂化不同供氢环境下,煤加氢液化复杂多相体系催化机理和氢的过程传递。结果表明,催化剂促进了气相氢的活化,促进了活性氢分别向煤的热解产物和溶剂转移,也促进了溶剂中的氢向煤的热解产物转移,有利于煤的转化和油产率的提升。本实验条件下,与气相氢相比,溶剂对于活性氢的贡献更大,约为气相氢贡献的2倍,且气相氢供氢量和溶剂供氢量均与煤和沥青质向油气转化呈正向相关。     

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。     

新疆艾丁褐煤直接液化反应动力学

为研究褐煤直接液化反应动力学,在100 m L微型高压釜中,对艾丁褐煤进行等温加氢液化实验研究,建立了褐煤直接液化反应的动力学模型,并通过Origin软件回归出各反应速率常数及相应的活化能和指前因子。结果表明,煤中的反应组分生成各产物的反应速率顺序为:非酚油沥青质酚气体;反应组分M1主要生成非酚油和沥青质,是直接转化成非酚油和酚的主要来源,沥青质向非酚油的转化是非酚油产率增加的速率控制步骤,沥青质向酚的转化速率是酚产率增加的速率控制步骤,实行分级加氢液化更有利于控制和提高非酚油和酚的产率;褐煤中仅生成CO2的组分M2在一定温度条件下,短时间即可转化为CO2,并转化完全;液化反应中反应组分(M1)向气体(Gas)转化,以及沥青质(PAA)向酚(Phe)转化过程对温度较敏感。     

低阶煤催化加氢转化研究进展

低阶煤有机质缩合程度低,富含桥键和侧链,氢碳原子比和挥发分高,具有较高的化学反应性。催化加氢转化是从低阶煤中获取液体燃料和化学品的有效途径之一。然而,低阶煤氧含量和水含量高,在加氢转化过程中会增加氢耗和能耗,不利于油类的生成,且给产物分离带来困难。此外,催化加氢转化通常在高温高压条件下进行,产品组成复杂且重质化程度高,导致成本高但收益低。如何优化反应体系,进而提高低阶煤转化率和液体产物收率,是低阶煤催化加氢转化亟待解决的问题。催化剂是低阶煤催化加氢转化的核心,发挥着活化氢气、促进加氢转化和脱除杂原子的作用,直接决定反应体系苛刻程度和产物品质。反应条件作为反应体系另一组成要素,既可控制煤中共价键断裂速率及活性氢生成与转移,又能抑制自由基发生缩聚反应,进而影响催化剂性能和产物组成分布。此外,预处理可以改变煤物理结构与化学活性,从而影响低阶煤催化加氢转化特性。综述了反应条件(温度、溶剂、气氛和压力)与预处理方法(热预处理、溶胀预处理、萃取预处理以及水热预处理)对低阶煤催化加氢转化或直接液化影响的研究进展,以及主要的低阶煤加氢转化催化剂,提出了下一步低阶煤加氢转化的研究方向。     

典型多环芳烃的加氢反应研究进展

提高供氢溶剂的供氢能力是煤直接液化技术开发的重点之一,而多环芳烃加氢之后获得的氢化芳烃是煤直接液化的有效供氢溶剂组分。调控加氢深度是提高供氢性能的有效措施。文章介绍了多环芳烃萘、蒽和菲的加氢路径,并介绍了工艺条件和催化剂种类对其加氢产物选择性的影响。芳烃的环数越多,其加氢程度越难;使用CoMo类、NiCl过渡金属类等催化剂和调控加氢条件均有利于生成加氢中间产物,但目前二、三环氢化芳烃的工艺条件开发尚不成熟。此外芳烃加氢反应基本为一级反应,且首环加氢速率最快;加氢平衡常数随温度的升高而降低。将热力学、动力学和分子模拟结合,可实现生产高效氢化芳烃的目的。     

双鸭山东荣煤的溶胀行为研究

以双鸭山东荣煤为研究对象,考察了该低阶煤在四氢萘(THN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以及2种溶剂按1:1体积比的混合溶液(THN+DMF)等3种有机溶剂中的溶胀行为.试验结果表明:双鸭山东荣煤在混合溶剂(THN+DMF)中的溶胀度最大,在非极性溶剂四氢萘中的溶胀度最小;随着温度升高,溶胀时间的延长,双鸭山东荣煤的溶胀度增大;煤粉粒度和煤浆浓度对双鸭山东荣煤的溶胀度也有一定程度的影响.     

新疆淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究

为获得新疆东疆地区丰富煤炭资源合理高效利用的途径,分析了新疆淖毛湖煤的煤质特点,进行了新疆淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究。以新疆淖毛湖煤和四氢萘为原料,在2 L高压釜中进行加氢液化试验,考察了反应温度、反应压力、停留时间以及催化剂对氢耗率、气产率、转化率、油产率和沥青类物质产率的影响规律。结果表明,新疆淖毛湖煤具有高挥发分,高镜质组含量和高氢碳比的煤质特征,特别是加氢液化的活性组分高达96.4%; 420℃,15 MPa和60 min的反应条件下,煤的转化率可达93%,油产率65%,是一种直接加氢液化的优质原料。直接加氢液化过程中,普通铁系催化剂的添加体系有利于350℃轻质馏分油生成,气产率,水产率和氢耗率均呈现小幅增加; 420℃前后的2段反应温区,温度变化对液化效果及产物分布影响呈现显著差异;反应压力对转化率和油产率的影响缓和,高氢压有利于沥青类物质向油和气转化,也有利于350℃液化轻质馏分油生成;30 min,淖毛湖煤呈现出良好的液化效果和反应性能,60 min,有利于沥青类物质向气和350℃的轻质馏分油转化,停留时间进一步延长将引发沥青类物质的缩聚反应和液化油的过度加氢,导致油产率降低。淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究为淖毛湖煤加氢液化工艺放大研究提供了基础数据,也为新疆立足本区资源优势,促进经济发展提供了技术参考。     

煤加氘液化反应特性及产物中氘的分布组成特征

研究液化反应过程中氢的迁移与传递对于深化认识煤的加氢转化、提升氢气利用效率均非常重要，虽目前已采用同位素示踪技术从氢的来源、氢的活化和氢的传递等方面探讨煤直接液化过程中氢转移反应的相互作用和影响，但还需对煤直接液化加氢过程中氢的分布、参与反应的煤的分子结构等信息从分子层面进行详细阐述。针对新疆淖毛湖煤在四氢萘为溶剂条件下的加氘液化反应行为进行研究，探究动力学氘同位素效应对液化过程的影响规律，并借助ESI-FT-ICR MS表征手段以分析煤液化液固产物杂原子化合物中氘原子的分布特征与结构组成。研究结果表明：淖毛湖煤是液化的优良煤种，动力学氘同位素效应导致淖毛湖煤加氘液化性能偏低，加氘产物分子量分布范围缩小，O₂、N₁O_1-2化合物类型相对丰度较高，停留时间缩短，动力学氘同位素效应的干扰减弱；O₂类化合物以D₃、D₄相对丰度最高，碳数分布C₁₃～C₂₃,推测可能是苯并呋喃醇、二苯并吡喃酮、芳二酚类化合物；与O     

细菌对低阶煤及其模型化合物的降解试验研究

为研究低阶煤降解机理,从马庄煤矿附近土壤中筛选出4株具有降解煤炭能力的细菌,利用其中较好的一株细菌对低阶煤模型化合物中百里酚、苯甲酸乙酯和萘进行降解试验研究.通过对降解后的培养液进行高效液相色谱分析,发现该细菌对苯甲酸乙酯没有明显的降解;对于百里酚具有较高的降解能力,对质量浓度0.1 mg/mL的百里酚的降解率为97.2%;该细菌对萘具有明显的降解能力,当萘的质量浓度为0.5 mg/mL时,细菌的生长优于没有加入萘的情况,其对萘的降解率最高,约为80%,随着萘浓度的增大,细菌生长更加旺盛,但降解率变低,这可能是由于细菌利用萘降解产物生长而限制了其进一步降解.     

几种煤炭液化工艺的性能分析(下)

３ 共同液化 它指同时对煤和非煤烃类液体的提质加工。烃类液体也可作为制备煤浆和运移煤的介质,通常是一种价值低、沸点高的物质,例如传统原油提炼过程中生产的沥青、超重质原油、蒸馏残渣或焦油。共同液化的基本工艺采用单段或两段形式,溶剂不进行循环使用。一般地,共同液化技术基于现有的直接液化工艺,是一次通过无循环的液化过程。大部分液体产生于油,而不是煤。 共同液化在煤炭液化的同时将石油提炼出的溶剂提质,这样可以降低单位产品的投资和操作费用。但是,非煤溶剂的物理性能较差,其供氢能力也弱。这将导致煤转化成液体产…     

煤炭直接液化高压釜评价试验条件研究

高压釜试验是研究煤炭直接液化反应性的重要手段之一,能初步评价煤炭直接液化的反应性,为煤炭直接液化连续中试试验条件的确定提供依据。为建立煤炭直接液化高压釜试验方法国家标准,对多个煤种在不同条件下进行高压釜试验,分析试验产物,结果表明,使用0.5 L间歇式搅拌高压釜,煤炭直接液化高压釜试验较优条件为:反应温度450℃、氢初压8 MPa、恒温时间120 min、煤样装填量(干燥无灰基) 20 g、铁系催化剂添加量3%、升温速率(8±0.5)℃/min、搅拌速率(400±20)r/min。规定油产率重复性限3.0%、再现性限5.0%,转化率重复性限3.0%、再现性限4.0%。建立和统一煤炭直接液化反应性能的测定方法并规定重复性限和再现性限,使数据有可比性,以便于为工业生产和工艺研究提供准确的分析数据。     

改善神华低阶煤成浆性的试验研究

针对低阶煤内在水分含量高、含氧官能团多、难以制备高浓度水煤浆的特点,根据煤炭成浆性数学模型及评定煤成浆性指标,对神华2种低阶煤进行了成浆性分析,并进行了热力改性及成浆性试验研究.结果表明,随着改性温度的提高(200～350℃),2种低阶煤的内在水分含量、挥发分产率大幅度降低,氢含量和氧碳比也明显下降,热力改性不仅可以显著改善低阶煤的煤质特性,而且其成浆浓度随着改性温度的升高而提高.     

煤分子结构与模型化合物反应研究

煤分子结构与模型化合物反应研究是煤洁净、高效和高附加值利用的基础。综述了煤分子结构及模型化合物研究的进展。着重讨论了煤分子结构中的共价键与非共价键连结 ,供氢溶剂及催化剂存在下模型化合物的氢转移机理。指出应从能源和制化学品的角度大力加强煤液化基础研究     

加氢精制催化剂用于煤直接液化油品加氢稳定的研究

为了验证专利商Axens公司推荐的加氢精制催化剂A能否满足神华煤直接液化示范工程的操作要求,在小型加氢精制装置上进行了加工煤液化油品的研究,在中型加氢稳定装置上进行了利用蒽油和洗油混合原料制备煤直接液化单元首次开车所需开工溶剂和加工煤液化油品的研究.试验结果表明,A催化剂具有良好的初活性、低温活性、及适当的脱芳碳活性,加氢精制催化剂的性能,能够满足利用蒽油和洗油制备煤直接液化单元开工用溶剂和加工煤液化油品,为煤液化生产循环供氢溶剂油的要求.     

煤颗粒在溶剂中的溶胀特性与动力学研究

为了研究油煤浆预热过程中煤颗粒的溶胀特性与动力学,以无水乙醇、循环溶剂、四氢萘作为溶剂,采用位移传感器溶胀测量装置,研究煤样在不同溶剂中的溶胀特性与动力学。研究结果表明:煤样在乙醇中的溶胀试验重现性较好,装置较稳定;煤样在循环溶剂、四氢萘中的溶胀比随温度升高而增加,当温度升至315℃时膨胀比达到最大;基于试验建立的溶胀动力学模型,可以扩展应用于拟合煤样在循环溶剂和四氢萘中程序升温过程的溶胀数据,其拟合决定系数较高,拟合效果较好。     

煤炭直接液化油品加氢稳定和加氢改质的试验研究

对神华上湾煤直接液化油品进行了加氢稳定和加氢改质的试验研究,研究结果表明煤液化重油经过加氢稳定处理后,可以生产出煤液化需要的供氢溶剂;煤液化轻油经过加氢稳定后中间馏分的十六烷值低、密度高,还需进一步加工。加氢改质是一种有效改善油品质量的方法;研究表明加氢改质小于150℃石脑油馏分是很好的催化重整原料;加氢改质后的大于150℃柴油馏分性质全面满足环烷基原油生产的轻柴油国家标准;试验还表明加氢改质柴油馏分对十六烷值改进剂具有良好的感受性,通过添加1000ppm的十六烷值改进剂可以生产出满足欧Ⅱ排放标准的柴油产品。     

贵州煤炭液化基地与规模浅析

论文对贵州煤炭液化前景、已具备的条件和煤炭液化资源优势进行了分析;并根据煤炭液化对煤炭资源条件、资源量及有关条件的要求,初选了四个煤炭液化基地,通过对各液化基地的具体条件的分析,把织金矿区推荐作为首选基地。同时,文章对液化规模和液化实施方案提出了个人的看法和建议,供有关部门参考。     

复合有机溶剂协同萃取煤炭脱硫研究

将复合有机溶剂萃取法用于煤炭脱硫,研究了煤样粒度、复合溶剂的体积比、液固比、萃取温度、萃取时间等因素对煤脱硫效果的影响.结果表明,四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫的优化工艺条件:煤样粒度为0.075 mm,四氯乙烯和对甲酚的体积比为1∶1,液固比为12∶1,萃取温度为120℃,萃取时间为100 min.在该优化工艺条件下,煤中全硫的脱除率为62.7%.四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫能有效地脱除煤中的硫分,是一种温和有效的脱硫方法.     

温度对不同煤直接液化性能的影响

研究了温度对褐煤、长焰煤和气煤直接液化性能的影响,并讨论了它们的最佳液化温度。实验结果表明：随着温度的升高,褐煤液化总转化率先增加,再减小,长焰煤和气煤的液化总转化率均增加;三种煤的油收率均先增加再减小,沥青烯产率均减小,水产率基本保持不变,气产率和氢耗率均增加。褐煤、长焰煤和气煤适宜液化的温度分别为430℃、440℃和450℃。