石油催化裂化重质产物部分替代煤液化循环溶剂的研究

研究了催化裂化油浆（催化裂化回炼油）和循环溶剂组成的混合溶剂,在0.5 L卧式震荡高压釜中与新疆黑山烟煤配制油煤浆的反应过程,探讨了该油煤浆体系的成浆性,考察了不同添加量以及催化裂化油浆中的固体催化剂对煤液化效果的影响,并与没有油浆掺混时进行了对比.结果表明,本试验范围内的油煤浆成浆性良好,满足泵送要求,催化裂化油浆（催化裂化回炼油）的适量添加可以促进煤炭转化,催化裂化油浆中的催化剂对液化效果没有显著影响.     

煤油共炼油煤浆黏温特性

煤油共炼技术将煤化工技术与劣质重油加工技术耦合,是煤与劣质重油清洁高效利用的重要途径,油煤浆黏温特性是影响规模化制浆、输送、加压、预热设计和生产操作的关键因素。以塔河重油、煤焦油和低阶煤为研究对象,利用热重分析仪、傅里叶红外分析仪、表面孔隙结构分析仪及高温黏度计等,分析了煤粉质量分数、溶剂性质、溶胀时间及煤粉孔隙结构对油煤浆黏度的影响,研究了制浆过程和升温预热过程中油煤浆黏温特性的变化规律。结果表明,制浆过程中煤粉质量分数和重质油溶剂性质是影响油煤浆黏度的主要因素;当煤粉质量分数大于35%时,油煤浆黏度显著增大;相同条件下,塔河重油煤浆黏度大于煤焦油重油煤浆。随溶胀时间的增加,重质油煤浆黏度整体呈增大趋势;溶胀12 h以后,油煤浆黏度均快速增大,且塔河重油配制的油煤浆黏度增加更快;溶胀作用之后的煤粉颗粒表面形成新的孔隙结构,产生了大量大孔和部分微孔,导致油煤浆黏度增加;油煤浆制备过程中重质油发生脱氢、吸氧缩合反应而导致性质变化也是影响油煤浆黏度的重要因素。升温预热过程,随着温度升高,油煤浆黏度迅速降低;且煤粉质量分数越高,黏度越大;当温度超过140℃时,黏度均降至较低值;当温度超过24...     

高温煤焦油黏温特性的测定与分析

为了解决焦炉荒煤气在换热管道表面结焦后焦油堵塞问题,采用高温高压黏度仪对高温煤焦油的黏度进行了实验研究。获得了黏温特性曲线和回归方程,并与褐煤油煤浆的黏温特性曲线进行了对比分析。结果表明:温度是影响高温煤焦油黏度变化的主要因素,黏度与温度之间呈指数关系;高温煤焦油的黏度随温度的升高而下降,当温度低于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较大,黏度随温度的升高而快速下降,当温度高于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较小,黏度随温度的升高基本保持不变;高温煤焦油与褐煤油煤浆的黏温特性曲线随温度的升高具有相同的变化趋势,但在整个温度范围内高温煤焦油的黏温性质明显优于褐煤油煤浆的黏温性质。     

溶剂黏度与油煤浆黏度的关系研究

为解决煤炭液化过程中油煤浆易发生沉积堵塞管路的问题,优化传统循环溶剂的性能,对循环溶剂及二元溶剂(低附加值石油重质副产物A油与循环溶剂的掺混体)所配制的油煤浆黏度的变化规律进行了研究,探讨了循环溶剂与二元溶剂的流变特性,分析了A油掺入量对油煤浆黏度的影响及溶剂黏度与油煤浆黏度的关系.研究表明:石油重质副产物A油与循环溶剂组成的二元溶剂黏温特性较差,二元体系油煤浆的最佳配制温度为80℃,当石油重质副产物A油的加入量为5%或10%(质量分数)时,油煤浆的黏度与油煤浆中溶剂黏度的对数值呈良好的线性关系.     

溶剂和水分对液化油煤浆流变性质的影响

在常压和30～70 ℃的常温条件下研究了制浆溶剂和原料煤水分对煤浆流变特性的影响,发现溶剂的性质是影响油煤浆流变特性的主要内在因素.在研究的温度范围内,2种溶剂本身均为牛顿流体,而用它们配置的煤浆体系在较低浓度（30%）和较高温度（70 ℃）下为牛顿流体,其它条件下则表现为不同类型的非牛顿流体;2种溶剂的煤浆体系偏离牛顿流体的程度均随浓度增大和温度降低而增大,而起始溶剂PHO配制煤浆的黏度、触变性和偏离牛顿流体的程度均高于循环油REC煤浆体系.原料煤含水量对煤浆流变特性有一定的影响,且较低温度下水分的影响比较高温度下更为明显;煤中水分越少,煤浆体系偏离牛顿流体程度越大.     

低变质烟煤与不同类型油共炼反应特性

煤油共炼是集煤直接液化和重油加氢转化为一体的高效工艺,对缓解国内石油供需矛盾,平衡能源结构,保障国家能源安全具有重要的战略意义。对比研究了以煤焦油、FCC(催化裂化)油浆、DCC(催化裂解)油浆为油样,分别与一种低变质烟煤共炼的反应特性。结果表明：FCC油浆和煤共炼的煤转化率最高,DCC油浆和煤共炼次之,煤焦油和煤共炼的煤转化率及液体油产率均较低。分析发现,油样中芳香烃的组成和含量不同是导致煤油共炼过程中煤转化率及产物组成差异的主要原因。共炼油样中的多环芳烃的供氢作用是反应过程中自由基加氢的重要途径。多环芳烃先与反应体系中的活性氢原子结合生成氢化芳烃,氢化芳烃则可结合稳定共炼过程中产生的自由基。对油样中1～5环类多环芳烃分析推断,相较于低环数芳烃,油中高环数芳烃供氢能力更强,故4环芳烃含量较高的FCC油浆共炼效果要强于3环芳烃含量较高的DCC油浆。煤焦油中芳烃主要源于煤中芳香结构断键,与煤样具有较好的互溶性,但其高环数芳烃含量较低,氢传递能力弱,导致其与煤共炼时煤转化率及液体油产率相对较低。将FCC油浆和煤焦油掺混作为共炼油时,煤焦油中的芳烃可以保障煤在反应体系中分散,而FCC油浆中的...     

黑山煤制油煤浆高温高压条件下的黏度变化

研究了黑山煤和闪蒸油制成的油煤浆的黏温变化规律。在高温高压直接液化条件下,不同浓度、不同升温速率的黏度变化规律,为黑山煤直接液化试验提供初步的基础数据。选用北京煤化工研究分院研制的模拟高温高压条件下油煤浆黏度变化的高压釜,利用功率准数法,通过记录高压釜扭矩变化来换算成油煤浆黏度,分析产生黏温变化的原因。试验结果表明,试验配制的油煤浆在不同浓度和不同升温速率下,均出现黏度峰,黏度峰的峰值和出现的温度不同。研究认为：第1个黏度峰的出现是由于溶剂对煤的溶胀作用;第2个黏度峰的出现是由于油煤浆加氢生成了较高质量分数的前沥青烯。     

煤油共炼双组分溶剂油煤浆黏温特性及液化反应性

煤油共炼技术是煤与劣质油清洁高效利用的重要途径.以循环溶剂、 石油基重质油和褐煤为研究对象,考察了油煤浆浓度、溶剂性质、双组分溶剂(循环溶剂和重质油)配比对油煤浆黏温特性的影响,研究了双组分溶剂油煤浆的液化反应性.结果表明,随温度升高,油煤浆黏度迅速降低至较低值;相同条件下,浓度越大,黏度越大.双组分溶剂油煤浆流变特性...     

双鸭山液化油煤浆表观粘度和粘-温特性的初步研究

研究油煤浆在升温过程中粘度的变化及流变特性对煤炭直接液化工艺是十分必要的。论文研究了黑龙江省适宜液化的双鸭山煤与起始溶剂配制成的油煤浆体系的表观粘度,在80～360℃范围内随煤颗粒粒度、煤浆浓度、温度、剪切速率和剪切时间的变化规律。研究结果表明：煤浆体系的表观粘度值随着温度的升高呈现出先下降,然后基本稳定不变,最后又开始升高的特性。     

双鸭山液化油煤浆表观粘度和粘-温特性的初步研究

研究油煤浆在升温过程中粘度的变化及流变特性对煤炭直接液化工艺是十分必要的。论文研究了黑龙江省适宜液化的双鸭山煤与起始溶剂配制成的油煤浆体系的表观粘度,在80~360℃范围内随煤颗粒粒度、煤浆浓度、温度、剪切速率和剪切时间的变化规律。研究结果表明:煤浆体系的表观粘度值随着温度的升高呈现出先下降,然后基本稳定不变,最后又开始升高的特性。     

煤焦油石油焦浆成浆特性实验研究

通过研究煤焦油石油焦浆的成浆特性、流变性以及稳定性,考虑了浆体温度和添加剂对油焦浆成浆特性的影响。随浆体温度的升高,油焦浆的黏度逐渐下降。往浆体中加入了十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂后,浆体的黏度随温度的升高下降更加迅速。当石油焦浓度小于30%时,浆体呈现出剪切变稠的胀塑性流体特性;随浓度的增大,当浓度大于40%的情况下,浆体呈现出剪切变稀的假塑性流体特性。油焦浆的稳定性较差,通过加入十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂,可以使浆体在静置3 d和7 d后仍保持较好的流动性和稳定性,但随浆体浓度的增大,稳定性能会降低,特别是当石油焦浓度超过50%后,浆体将无法稳定保存3 d以上。     

煤与催化裂化油浆共热解特性及气体逸出规律

煤油共炼改变了单一的煤炭直接液化和重油加氢裂化加工模式,降低了煤液化的操作难度,开辟了煤直接液化和重油轻质化的新途径,为推动煤炭和重油高效清洁转化、保障国家能源安全提供了技术支撑。然而煤油共炼常在高压、催化、加氢的条件下进行,难以直接获得共转化过程中煤和共炼油热裂解行为匹配特性,也不利于区分不同组分间的相互作用。选取一种低变质烟煤和一种催化裂化油浆(FCC油浆)为原料,利用热重-质谱联用技术研究了煤与FCC油浆单独热解和不同掺混比例下共热解的反应特性,探讨了煤和油浆本征热解的匹配性。结果表明,FCC油浆热解的起始温度,峰值温度和结束温度要远低于煤样,其产生的挥发分量则明显高于煤样。共热解实验曲线与计算反应曲线分析发现,反应初始阶段(200～400℃),煤样与油浆混合样品的热解曲线明显向低温区偏移,表明该阶段煤与FCC油浆共热解反应有协同作用,但当反应温度大于400℃后,由于此时大部分FCC油浆已经挥发,生成的残焦与煤共热解没有明显的相互作用。结合在线质谱,发现在FCC油浆热解温区,出现煤热解反应产生的CO₂和CO气体逸出峰,分析可能是由于FCC油浆的溶剂效应,或是...     

油煤浆黏度变化的影响因素

研究了油煤浆中不同煤粉的含量、温度以及不同油品对料浆黏度的影响.试验结果表明,油煤浆的黏度随煤粉含量的增多而增加;油煤浆的黏度受温度影响很大,随着温度的升高,油煤浆的黏度明显降低,且黏度的对数与温度的倒数成线性关系;油煤浆的黏度同时也受油品本身黏度的影响,油品本身黏度越高,制备的油煤浆黏度也越高.     

煤颗粒在溶剂中的溶胀与煤浆黏度的关系

为探讨煤颗粒在溶剂中的溶胀作用对煤浆体系表观黏度的影响,研究了溶剂、煤油比、溶胀时间、温度等因素对溶胀作用的影响.通过考察煤颗粒粒度分布变化以探讨煤溶胀前后的表面结构变化;利用旋转黏度计定量考察了溶胀作用对煤浆表观黏度及流变特性的影响程度.结果表明：温度升高溶胀作用增强,煤中各显微组分对煤浆体系的黏度变化有影响;溶胀作用使煤粒粒径增大,使煤粒在体系中所占体积增大,从而增大了煤浆的有效体积浓度,导致煤浆体系黏度增大;通过BET表征发现,经溶胀后煤的孔径扩大,比表面积减小.     

低挥发分水煤浆的制备及燃烧特性研究

本文通过干法制浆研究了潞安低挥发分贫煤的成浆性,通过热重分析和燃烧试验研究了低挥发分水煤浆的燃烧特性。研究结果表明:屯留原煤、屯留煤泥、常村原煤和常村煤泥的成浆性很好,可制备出浓度高达72%、表观黏度小于1 200 mPa·s的水煤浆。水煤浆的热重试验和燃烧试验表明:常村低挥发分贫煤水煤浆的着火温度较高,综合燃烧特性指数低于高挥发分水煤浆;在相同的升温速率下,低挥发分水煤浆的活化能高于高挥发分的水煤浆,灰渣沉积速率远低于高挥发分水煤浆的灰渣沉积速率,结渣不严重;10 t/h锅炉上连续燃烧常村煤泥水煤浆时,火焰明亮、稳定,炉膛充满度高,炉膛温度均匀;无任何闪烁火星出现,达到了很高的燃尽率,燃烧热效率高达86.93%。     

不同类型重油中碱性氮化合物分子组成及其加氢裂化转化规律

为获得分子水平上不同类型重油碱性氮化合物结构组成,采用超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)等分析手段,对高温煤焦油沥青、石油常压渣油及其悬浮床加氢裂化500℃尾油这4种不同类型的重油进行表征,获得原料及加氢产物的分子组成,揭示碱性氮化合物在加氢过程中的转化规律。研究结果表明,高温焦油沥青中N1类碱性氮化合物主要是二苯并喹啉和三苯并喹啉类化合物,N2类化合物主要是三苯并吡啶吡咯和四苯并吡啶吡咯类化合物。渣油中N1类碱性氮化合物呈现出从喹啉、苯并喹啉至四苯并喹啉类化合物的连续分布状态,N2类化合物主要是苯并吡啶吡咯、二苯并吡啶吡咯类化合物。渣油中N1和N2类化合物的平均缩合度低于高温焦油沥青,但其碳数重心远高于高温焦油沥青,渣油中存在相当一部分高缩合度、长侧链的喹淋类、吡啶吡咯类大分子化合物,这部分物质是渣油中最重质、最难转化的大分子结构之一。加氢裂化过程中,高温焦油沥青中碱性N1类化合物主要发生加氢饱和及烷基侧链断裂反应,N2类化合物缩合度整体下降。渣油加氢尾油中N1类和N2类化合物DBE和碳数重心明显变窄。渣油加氢尾油中难以加氢转化的高缩合度、大分子量的碱性氮化合物较多,据此可推测,其加氢裂化性能低于高温焦油沥青加氢尾油,二次加工过程中会更易于结焦。     

高温高压下油煤浆黏度测定方法研究

为研究高温高压条件下油煤浆的黏度数据,研制了油煤浆黏度测量装置,开发了一种适用于此装置的黏度算法——剪应力分解法,采用多种已知黏度的标准物质对该装置进行了标定。试验结果表明,该黏度测量装置能够准确、连续测定高温高压下物料的黏度,适用于测定雷诺数(Re)300范围内较低黏度的物料。利用该装置测定了某煤液化高温分离器底部重质油的黏度值,初步研究了该物料在高温高压条件下的黏度随温度的变化性质。     

低升温率下油煤浆与水煤浆的燃烧特性

采用国产示差热天平对不同浓度的油煤浆和水煤浆在低升温率下的失重和与参考物的温差进行测定,将结果与所用煤粉和渣油的失重和温差相比较。由此可以看出:油煤浆和渣油的着火特性相似,且随油煤浆中煤粉浓度的提高,油煤浆的燃尽时间有所延长,但仍较燃煤所需时间为少;水煤浆在开始时需要相当热量以蒸发其所含水分,在水分含量低于30％时,从水煤浆受热后的失重和温差曲线上看,尚影响不大,若水分含量再增加,则可能对着火及燃烧带来一定的困难。     

煤与石油重油共处理协同效应的初步分析

煤与石油重油共处理可同时对煤和重油进行加氢处理,并能提高煤的转化率和液化油的收率.本文分析了煤液化过程中溶剂的有效组分.多环芳烃含量较高的二次加工重油可作为部分煤液化溶剂,而芳香度较低的直馏重油不宜作为煤液化溶剂使用.在煤油共处理过程中,煤和重油之间呈现出促进重油改质和煤液化的协同效应.煤与重油之间的相互作用效果与重油的组成和性质相关,本文还探讨了改善煤与重油共处理效果的措施.     

水热改性煤制油污泥对煤成浆性的影响研究

以煤制油化工污泥为研究对象对污泥进行水热改性,通过测定不同改性温度下污泥的黏度及毛细吸水时间对改性效果进行评价;考察改性前后污泥添加对污泥煤浆浓度-黏度、流变性的影响。结果表明：水热改性最佳温度为180℃;当污泥添加量由0增加至10%时,煤浆的最高成浆浓度由66.14%降低至58.57%,180℃改性后污泥煤浆在污泥添加量为5%、10%时最高成浆浓度分别为65.19%、65.10%;污泥的加入使得煤浆假塑性增强,改性后煤浆黏度下降。