煤直接液化工艺中煤浆黏温特性变化机理的研究进展

煤直接液化过程中煤浆黏度的变化严重影响设备的正常运行,油煤浆的黏温特性是煤直接液化工艺设计与开发的重要参数。对国外直接液化条件下油煤浆黏温性能变化机理的研究进行了综述,介绍了溶胀作用及沥青烯、前沥青烯等煤衍生物的非共价键作用等多种形成机理,并对进一步深入研究提出了几点看法。     

褐煤制油煤浆高温高压黏度实验研究

研究了内蒙某褐煤制油煤浆在高温高压条件、不同浓度和不同升温速率条件下黏度变化规律,为0.1t/d褐煤直接液化实验提供初步的基础数据.选用煤炭科学研究总院研制的模拟高温高压条件下油煤浆黏度变化的高压釜,通过记录高压釜扭矩变化来换算成油煤浆黏度.结果采用线性回归方法,得出了该褐煤制油煤浆在高温高压条件下黏温关系方程.通过黏温关系方程,可以计算在不同温度下该油煤浆的黏度.结果表明,在不同升温速率和不同浓度下,该油煤浆黏度随温度升高呈下降趋势,浓度是影响黏度的重要因素.     

煤直接液化中煤浆黏度变化研究进展

在煤直接液化中,煤浆黏度变化是一个十分重要的工艺性问题,至今尚未得到充分研究．在升温过程中,由于煤与循环油之间的相互作用,煤浆黏度会发生明显变化,甚至出现一至两次突变．对煤浆在高温高压下黏度变化研究方法,各种因素如温度、煤阶、催化剂、剪切速率和油煤比等的影响及有关机理以及预测黏度变化的模型等作了概述和讨论,对进一步开展这一方面的研究和煤直接液化技术的工业开发有一定参考价值．     

油煤浆黏温特性的初步研究

在煤直接液化中，煤浆黏度变化是一个十分重要的工艺性问题，至今尚未得到充分研究。研究了在常压、200℃以下三种煤与四氢化萘制成煤浆的黏温变化。研究发现：随温度的增加，三种煤样的黏度呈先降后增的变化趋势，其黏度值都在160℃时达到最低，160℃～200℃黏度迅速增加，煤的溶胀及溶出物是升温过程中煤浆黏度变化趋势的主要影响因素。     

中国直接液化油煤浆及液化残渣流变特性研究进展

在煤直接液化工艺中,油煤浆和液化残渣的流变特性参数是工艺设计的重要基础数据之一。本文总结了我国液化油煤浆在常压常温、常压升温和加压升温条件下流变特性的研究进展和相应的流变模型,介绍了溶剂的性质、煤在溶剂中的溶胀、煤的热溶产物或初始液化反应产物等对煤浆体系黏度变化的影响,对开展我国液化油煤浆和液化残渣的流变特性研究,具有一定的指导意义。     

神华煤直接液化油煤浆常温流变特性研究

研究了常温放置不同时间神华煤直接液化油煤浆随存放时间、测定温度、剪切速率的不同流变特性的变化规律,并分析了可能的原因.结果表明,常温放置不同时间,在相同温度和相同剪切速率下,油煤浆的黏度与油煤浆常温放置时间关系不大;相同的存放时间和相同的剪切速率,油煤浆黏度随着温度的升高而下降;在相同的存放时间、相同的温度和不同剪切速率下,油煤浆黏度随着剪切速率的增加而升高.     

常压低温条件下油煤浆黏度变化的研究

在煤直接液化过程中,油煤浆的黏度变化是工艺设计的重要参数之一．进行了常压低温条件下影响油煤浆黏度变化的实验研究,分析了溶剂、煤粒度、煤油比以及外力因素如剪切速率、温度和溶胀等条件对煤浆黏度的影响规律．实验结果表明：煤浆的黏度随溶剂黏度的增大而增大,随煤颗粒粒度增大而减小,随煤油比增大而升高．煤浆的表观黏度随剪切速率的增大而逐渐降低,表现出一定的剪切稀化性,煤颗粒在溶剂中发生溶胀,煤浆体系的黏度由于溶胀而增大．温度对浆体的黏度影响较大,黏度随温度升高而降低,通过对实验数据的数学回归,建立了一定温度范围内黏度随温度变化的定量关系式．     

重油性质对油煤浆表观黏度的影响

以催化裂解油浆(DCC)、山东渣油(SDR)、中低温煤焦油重馏分(TAR)和塔河渣油(THR)为研究对象,考察了不同条件下油煤浆表观黏度变化规律,研究了油煤浆的流体性质和黏温特性,探讨了制浆过程中不同性质重油对煤的适应性。结果表明:不同性质的重油组分差距较大,THR与TAR中饱和脂肪烃含量低,含有大量氢键缔合结构。分析结果表明THR中沥青质的分子母核结构更大,重油胶质体系稳定性差,极易缩聚,在升温过程中容易结焦。煤粉浓度为30%条件下,随剪切速率提高,DCC,SDR和TAR油煤浆体系黏度下降幅度均小于10%,这与三种重油均呈牛顿流体性质有关。添加煤粉增强了THR剪切稀化的能力,黏度下降高达26.80%。四种重油配制的不同浓度油煤浆体系lnμ与1/T线性关系良好,相关系数R²>0.98。在相同温度和煤浆浓度条件下,THR油煤浆体系黏度>SDR油煤浆体系黏度>TAR油煤浆体系黏度>DCC油煤浆体系黏度。SDR与TAR配制的油煤浆黏度适中,且在输送过程中受温度波动影响较小,油煤浆稳定性较高,是比较适宜的制浆原料。     

油煤浆流变特性研究

为了避免油煤浆输送时发生沉降和无法成浆问题,研究了煤直接液化过程中,煤种、溶胀时间、煤粉加量、粒径和温度等因素对油煤浆性能的影响。结果表明,油煤浆具有假塑性,呈现出优良的"剪切稀化"特性。选用DG41Ti转子进行实验,随着溶胀时间的延长,黏度呈上升趋势,由最初2 h的60 m Pa·s上升为24 h的100 m Pa·s;随着温度的升高,黏度下降,浆体黏度由1 200 m Pa·s下降为130 m Pa·s,降低89.17%;在含油量不变的情况下,煤粉用量最大增至45%。     

优化后的油煤浆常温常压流变特性的研究

油煤浆的黏度变化是煤直接液化工艺设计的重要参数之一.实验配制油煤浆的溶剂为催化裂化(FCC)油浆(或回炼油)与循环溶剂的掺混体,与传统的循环溶剂差异较大.研究了常温常压条件下各因素对这类油煤浆黏度的影响规律,得到油煤浆浓度为45%和50%条件下FCC油浆(或回炼油)掺混体系满足液化输送的配制条件.分析了FCC油浆(或回炼油)的掺混比、油煤浆浓度、温度对油煤浆黏度的影响规律,结果表明,煤浆的黏度随溶剂黏度的增大而增大,随油煤浆浓度增大而升高.温度对浆体的黏度影响较大,黏度随温度升高而降低,通过对实验数据的数学回归,建立了一定温度范围内黏度随温度变化的定量关系式.     

Viscosity variations of coal-oil slurry under high temperature and high pressure during heating process

Heating coal-oil slurry (COSL) is an important step in direct coal liquefaction. Some physical and chemical properties of COSL including its viscosity will change during heating. A rotary viscometer was self-designed to measure the viscosity of COSL under high pressure and temperature. Three kinds of coal, which are Yanzhou coal (middle rank and caking), Shenhua coal (low rank and non-caking) and Shengli coal (brown coal), were mixed with anthracene oil to prepare the COSL. The COSL from Yanzhou, Shenhua and Shengli at the same experimental conditions showed different viscosity variations under high hydrogen pressure during heating. Yanzhou COSL had a higher viscosity peak, while Shenhua COSL had two small viscosity peaks and in the case of Shengli COSL, no viscosity peak was present under a high hydrogen pressure during the whole heating process. The coal nature is the important factor of viscosity variations of COSL. The higher the coal rank, the more caking coal is present, and the more obvious the viscosity variations of the COSL are.     

煤直接液化性能的影响因素浅析

发展煤直接液化技术是我国缓解石油供需矛盾和保障能源安全的一个较好的战略选择,但影响煤直接液化性能的因素很多,对这些影响因素进行阐述分析是该技术进一步发展的关键。本文首先在反应原料方面,主要综述了煤的煤化程度、官能团、显微组分和无机矿物质,催化剂的种类、特点、作用、添加量和研究热点,溶剂的种类、作用和研究现状,反应气氛的种类和作用,并指出：煤化程度适中、镜质组含量较高、灰分较低的煤更适宜作为直接液化原料;煤粉担载的原位合成高分散铁基催化剂性能较好,并且经过了工业装置的验证;含有较多部分氢化稠环芳香烃的物料适宜作为煤直接液化溶剂;氢气提供活性氢的机理及其他廉价气体替代氢气气氛还需进一步研究。然后在工艺条件方面,主要分析讨论了反应温度、反应压力、煤浆浓度、进料空速和气液比高低的影响,认为需综合考虑较高的油收率和装置处理量及装置的平稳运行,选择适当的工艺条件。最后指出这些工作将为煤直接液化技术的完善提供一定的参考,我国的煤直接液化产业也将取得良好的发展前景。     

煤炭直接液化高分散度固体酸催化剂的研制

煤炭直接液化反应的速率控制步骤一般是沥青烯生成液化油的中间化学反应．根据煤炭直接液化油收率极限理论,新型催化剂研制的方向和目标就是加快沥青烯生成液化油的反应速率,显著降低沥青烯的产率,获得接近高限油收率的试验油收率．首次确定了Fe2O3催化剂研制的重点必须放在表面酸性上．应用沉淀法制备Fe2O3超微颗粒催化剂,晶粒尺寸在72nm～81．3nm．通过化学计算,首次证明了液相沉淀反应体系的pH值与Fe^3 浓度对数lg[Fe^3 ]成线性关系,应用程序升温脱附法(TPD)测定了催化剂酸性。     

煤直接液化制油技术研究现状及展望

煤直接液化制油技术是促进煤炭清洁高效利用、缓解石油供需矛盾、保障我国能源安全的重要途径。为全面了解煤液化反应机理、动力学、催化剂及工艺的全过程,促进煤直接液化技术基础研究的快速进步和新工艺的开发,笔者综述了国内外在煤加氢液化反应机理、反应动力学、催化剂以及液化工艺方面取得的研究成果,重点介绍了德国IGOR、日本NEDOL和我国的神华煤液化工艺,分析了这些典型煤液化工艺的开发历程和特点;指明了煤直接液化制油技术发展趋势。煤的加氢液化反应是自由基反应机理,是一系列顺序反应和平行反应的综合结果,包含煤的热解、自由基加氢、脱杂原子和缩合反应等,总体上以顺序反应为主。借助同位素示踪、原位实时检测、等离子体技术以及微波快速加热技术等现代分析方法和试验手段,重点研究自由基的产生速率、活性氢产生速率及定量传递机理,有助于深入认识和精准阐明煤加氢液化反应机理。各国学者利用不同的研究方法,针对不同煤种、催化剂、工艺条件和供氢溶剂等,建立了各种各样的动力学模型。动力学模型从单组分到双组分和多组分,从连续反应、平行反应到复杂的网络反应,从最初的一步反应到后来较为合理的多段反应,模型越来越复杂,越来越接近工业应用。根据反应阶段不同进行分段处理的多组分"集总"反应动力学模型将是今后煤加氢液化反应动力学发展的主要方向。借助先进分析手段及科学的处理方法,建立真正揭示不同条件下煤液化动力学规律的通用型动力学模型是未来的发展趋势。借助纳米合成、等离子体等高新技术,调控组分配伍、降低催化剂粒径、优化制备方法是制备高活性催化剂的有效手段。强化系统合理配置和优化集成,重视煤的温和液化和分级转化,优化产品结构,发展直接液化-间接液化耦合技术是煤直接液化未来的发展趋势。     

从低阶煤直接制取苯类产品的项目研究

基于市场对粗苯的需求,进行以低阶煤为原料直接制取粗苯的研究。我国低变质程度煤炭资源丰富,且储量巨大,选择性地对某些低阶煤在一定的溶剂、催化剂、温度、压力条件下加氢液化,可得到含芳香烃较高的油品,经过重整精馏可进一步得到苯、甲苯、二甲苯等产物。初步探讨了低阶煤加氢液化制粗苯的工艺过程和过程条件。