中低温煤焦油全馏分加氢处理研究

对新疆胜沃产的快速热解全馏分煤焦油进行了性质分析,并以其为原料考察了加氢工艺条件对产物分布的影响。结果表明:该煤焦油中金属、硫、残炭、沥青质以及轻组分含量均较低,氮含量较高; 经单段固定床加氢处理,在反应温度400℃、氢分压12 MPa、氢油体积比1 000、液时空速1.0 h-1的反应条件下,煤焦油中大于500℃的重馏分全部转化,轻油馏分(汽油馏分、柴油馏分)收率达到70.15%,且汽油馏分可作为重整原料或作为汽油调和组分,柴油馏分中芳烃含量较高,不宜直接作为柴油调和组分。     

低温煤焦油中金属元素的形态分析

建立了一种简单实用的对煤焦油中的金属进行萃取的方法,采用电感耦合等离子体发射光谱法对萃取后各相中的金属进行定量分析,选取苯甲酸钾、2-苯基苯酚钠盐四水合物、环烷酸钙、环烷酸铁、5,10,15,20-四(4-甲基苯基)-21H,23H-卟吩氯化铁(Ⅲ)5种有机金属模型化合物对比分析了煤焦油中金属元素的存在形态。实验结果表明,该方法消除了油水混合物受热喷溅的安全隐患,还可测定煤焦油中的无机金属和有机金属。低温煤焦油中的钾和钠几乎全部为水溶性的钾盐和钠盐,钙在加氢过程后转变成了更容易溶于水的钙盐,使用该方法可更加准确地评定加氢催化剂和加氢工艺的脱金属效果。     

中低温煤焦油加氢脱氧工艺条件的优化

在小型固定床加氢装置上,研究了中低温煤焦油加氢脱氧(HDO)工艺过程各参数(反应温度、反应压力、液态空速和氢油体积比)对HDO效果的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面分析法对HDO工艺条件进行了优化。实验结果表明,在低于380℃下,中低温煤焦油中酚类化合物的HDO反应主要受动力学规律影响,为了达到较好的HDO效果,HDO反应应在高温、高压和低空速下进行。各因素对加氢脱氧率影响大小的顺序为:液态空速反应温度反应压力。优化得到的中低温煤焦油HDO工艺条件为:反应温度385.17℃,反应压力13.51 MP a,液态空速0.30 h-1,氢油体积比1 100∶1。在此工艺条件下,加氢脱氧率可达99.6%±0.03%。     

中低温煤焦油的加氢处理工艺研究

以中低温煤焦油为原料,先进行高压釜模拟悬浮床加氢预处理,再进行固定床加氢处理,对所得液体产物进行分析。结果表明:中低温煤焦油经悬浮床加氢预处理后,轻质化程度显著提高,再经固定床加氢处理后,所得汽油馏分中C_6～C_9芳烃质量分数达到32.72%,芳烃潜含量为66.15%,适于生产芳烃或用作高辛烷值汽油调和组分;柴油馏分中总芳烃、单环芳烃和双环芳烃质量分数分别为90.9%,46.9%,36.9%,适于进一步加氢改质最大化生产化工原料。     

中低温煤焦油悬浮床加氢预处理研究

以中低温煤焦油为原料,在高压釜中模拟了煤焦油悬浮床加氢预处理过程,在自制非均相催化剂作用下,探索反应条件对液体产物分布及甲苯不溶物（TI）转化率的影响规律。结果表明,反应温度和氢初压的升高以及催化剂添加量的增加可以显著提高轻油（汽油、柴油馏分）收率,在反应温度为460 ℃、氢初压为16.0 MPa、催化剂添加量（w）为3.0 %、反应时间为1.0 h的条件下,液体产物轻油收率达54.21 %,TI转化率达到86.5 %,产物分布得到显著改善。     

重质油的氢碳原子比与核磁共振氢谱之间关系的研究

对炼油厂的催化油浆、重催油浆和催化重焦蜡进行元素和核磁共振分析 ,研究其氢碳原子比与核磁共振氢谱之间的关系。结果表明 ,核磁共振氢谱中 0 5～ 2 ppm、1～ 2 ppm、2～ 4ppm、6～ 9ppm区间的氢分率与重质油的氢碳原子比存在着较好的线性关系 ,其相关系数≥ 0 .96 ,氢碳原子比的计算值与实测值的平均误差≤ 3.6 0 %。     

神木低温煤焦油中含氧化合物的分析与鉴定

采用酸碱分离和萃取色谱分离方法将陕西神木地区低温煤焦油分离为酸性组分、碱性组分和5个中性组分。采用气相色谱-质谱(GC-MS)和负离子电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)鉴定了神木低温煤焦油酸性组分、中性组分4和中性组分5中含氧化合物的组成与分布。结果表明,神木低温煤焦油酸性组分中含氧化合物主要包括苯酚、茚满酚、萘酚、联苯酚、芴酚、菲酚类化合物;中性组分4和中性组分5中含氧化合物主要包括C₁₀-C₂₉脂肪酮和少量芳香酮。神木低温煤焦油中含氧化合物主要有O₁、O₂、O₃、O₄、O₅、O₆类化合物,其中O₂类化合物相对丰度最高。     

不同沉积环境煤的低温煤焦油的性质表征

对两种低温煤焦油进行了基础物性分析,采用双球计量管法测定了低温煤焦油馏分中的酚含量,用溶剂萃取法将120～320℃的馏分分离为酸性组分、碱性组分和中性组分,并用气相色谱-质谱联用仪对各组分进行定性分析。实验结果表明,两种低温煤焦油中碱性组分含量很少(质量分数分别为1.23%和1.41%),酸性组分和中性组分含量较高;弱还原程度的陕北煤的低温煤焦油中,酸性组分的质量分数为25.19%,中性组分中二甲基萘的质量分数为10.72%;强还原程度的淮南煤的低温煤焦油中,酸性组分的质量分数为15.82%,中性组分中二甲基萘的质量分数高达16.49%;不同还原程度的煤低温热解焦油性质存在较大的差异。     

中低温煤焦油沥青质的分析表征

采用XPS、XRD、FT IR、13C NMR、元素分析等手段分析表征了中低温煤焦油正庚烷沥青质(CT C7沥青质),系统研究了CT C7沥青质表面元素的赋存状态、相对含量以及其晶体结构。结果表明,该沥青质的主要结构为多环稠合芳香烃并富含杂原子,其芳香度(fa)明显大于一般原油沥青质;烷基链间距和芳香片层直径值较小,其芳环上烷基侧链短而少且难以形成堆积结构;表面C主要以sp2和sp3碳的形式存在,二者摩尔分数之和达699%,以C=O和COO-基团存在的C较少。该沥青质表面的杂原子以O原子为主,N和S原子较少,其中含氧官能团主要是酚羟基和醚氧基,摩尔分数达619%。含氮官能团主要以吡啶氮(N 6)和吡咯氮(N 5)为主,二者摩尔分数之和为805%;含硫官能团中,噻吩硫、烷基硫比较多,摩尔分数之和达517%。该C7沥青质表面加氢难度较大的N 6、N 5和噻吩硫的摩尔分数低于石油沥青质,这可能是煤焦油加氢工艺中N、S脱除效率较高的原因之一。     

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂（包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂）用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为：原料体积空速0.8 h-1（按加氢精制催化剂计算）,反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明：提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。     

反吹气相色谱法测定高温煤焦油中萘含量

采用反吹技术,建立了快速分析高温煤焦油原料中萘含量的分析方法,考察了反吹压力、反吹时间、色谱柱箱温度、溶剂、内标物等因素对分析结果的影响,并建立了内标标准曲线。结果表明,色谱峰面积比与质量比呈较好的线性关系,线性相关系数R2=0.999 9,萘含量的加标回收率在98.5%~101.1%之间,相对标准偏差小于0.5%,方法具有较好的准确性和重复性,可满足高温煤焦油中萘含量的测定要求。     

基于预加氢的煤焦油重质馏分油供氢性能研究

对煤焦油重质馏分油进行预加氢处理,利用红外光谱、核磁共振和元素分析等方法,从分子结构角度深入探讨煤焦油重质馏分油的理化性质和供氢性能的变化规律。结果表明,通过预加氢处理,煤焦油重质馏分油的芳碳率（fa）由加氢前的0.89下降到加氢后的0.80,芳环取代度（σ）由加氢前的0.12提高到0.20,供氢指数（PDQI）由3.21 mg/g提高到4.02 mg/g;预处理后的煤焦油重质馏分油在煤油共炼中的氢耗由4.03%下降到3.74%,转化率和油产率均得到提高,产物油中的沥青质含量明显下降,油品质量有明显改善。     

气相色谱-氧选择性火焰离子检测器在煤焦油酚类化合物分析研究中的应用

利用气相色谱-氧选择性火焰离子检测器（GC-OFID）建立了煤焦油中酚类物质的测定方法,该方法可以鉴定出低级酚单体（苯酚、甲基苯酚、C2苯酚）含量和高级酚总含量。所建方法的重复性较好,相对标准偏差RSD小于5%,加标回收率在97%~104%之间、线性相关系数R2＞0.99;单个物质的氧质量分数检测下限为10 μg/g,符合色谱分析的一般要求。中低温煤焦油中的酚类物质基本存在于小于300 ℃的馏分油中,低级酚含量较高,并且以苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚和2,5-二甲基苯酚为主,高级酚物质种类多但含量较低。     

减压渣油掺炼煤焦油相容性及加氢处理研究

采用沸腾床渣油加氢处理工艺对掺炼一定比例煤焦油的劣质渣油进行加氢处理研究,考察其产品分布情况;并采用斑点试验、不稳定性参数试验对混合原料的相容性及加氢处理后体系的稳定性进行考察。试验结果表明：劣质渣油与煤焦油按7：3比例混合进行加氢处理,小于500 ℃馏分油收率增加24.33百分点,焦炭产率降低;相容性方面,混合原料的相容性要差于纯减渣原料,但经加氢处理后,混合原料稳定性得到大幅改善,而减渣原料稳定性降低。     

改性焦油沥青粘层的配制和粘接性能研究

针对水泥混凝土＋沥青混凝土路面的层间粘接不良问题，研制了一种改性焦油沥青粘层，并对它的剪切强度、抗拉强度和水泥混凝土（钢板）—沥青混凝土层间粘接强度进行了测定。结果表明，采用改性焦油沥青粘层，可大幅度地提高层间粘接强度。     

煤焦油全馏分加氢原料预处理及副产物利用研究

以研究煤焦油改质工艺开发与应用为目标,选择由甲苯和正庚烷组成的二元混合溶剂对原料焦油进行改质处理,得到净焦油与煤沥青。结果表明,在甲苯/正庚烷质量比为0.5:1、剂油质量比为1.5:1、温度为70 ℃的条件下,对原料焦油进行萃取精制,焦油中灰分含量由1.89%降至0.03%,甲苯不溶物 (TI) 含量由9.56%降至0.31%,正庚烷不溶物（HI）含量由15.26%降至4.09%,残炭由4.07%降至0.39%,净焦油收率为83.2%。所得净焦油可尝试作为煤焦油全馏分加氢原料。同时,将副产物煤沥青与抚顺页岩油沥青按照不同质量比进行了掺混,试验发现,当煤沥青掺入量（w）为10%时,所得调合沥青的性能均达到重交通道路石油沥青AH-90标准,可用作重交通道路沥青。     

N-甲基-2-吡咯烷酮焦油回收ASPEN模拟研究

在1,4-丁二醇(BDO)路线制N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)过程中,通过气质联用(GC-MS)定量分析了NMP焦油的组成,结果显示焦油中含有39.5%的NMP以及其他副反应产物。通过ASPEN Plus软件对该NMP焦油回收方案进行了稳态模拟,结果显示,通过脱焦塔和精制塔的双塔系统可以实现NMP回收率95%,纯度99%的回收效果,对双塔的操作变量进行了灵敏度分析,得到适宜的理论板数、进料位置和回流比,脱焦塔分别是22,15,0.59,精制塔是17,10,0.72。     

高温煤焦油制备针状焦工艺及机理研究

通过溶剂稀释在110℃热过滤脱除高温煤焦油中的喹啉不溶物(QI);再经过减压蒸馏将溶剂及煤焦油中的轻组分去除,得到软化点适中、QI质量分数为0.548％的净化沥青.进一步通过温和加氢工艺,将沥青中的QI质量分数降低至0.087％;加氢沥青经过500℃延迟焦化、1000℃高温煅烧获得针状焦制品.与国外某公司产品相比较,针...     

丙烯腈辐射聚合的NMR研究

本文用NMR方法探讨了丙烯腈均相辐射聚合过程中，剂量和剂量率对聚合物结构的影响，以及由此引起的聚合物序列分布，并对丙烯腈辐射聚合机理进行了初步的讨论。     

地面自然伽马曲线正演模型的高分辨率研究

岩心描述资料、地面自然伽马曲线资料与井下自然伽马曲线资料三者进行一定程度上的刻度对应后,再结合BP神经网络构建出比较合理的正演模型,此模型用于其它非取心井的自然伽马曲线预测,把预测出的具有较高分辨率并能够反映出薄互层的自然伽马曲线最后应用于测井精细解释,再结合其它测井曲线,能够分辨出厚度为0.3米或0.4米的薄储层,从而在一定程度上达到提高常规测井纵向分辨率的目的。