煤/重油加氢共炼中沥青质的转化规律

以安徽褐煤为原料煤、钼酸铵为催化剂,分别采用马瑞常渣(MRAR)和克拉玛依常渣(KAR)为原料油在高压釜内模拟煤/重油加氢共炼反应。在MRAR体系和KAR体系达到反应温度400℃后反应0 min和60 min时,提取产物中的沥青质和固体残渣,采用元素分析、FTIR、XRD、~(13)C NMR和SEM等手段分析其结构及微观形貌变化。结果表明:反应0 min和60 min时,与MRAR体系相比,KAR体系中沥青质的脂肪侧链都较长,且芳香片层的直径和高度较大,更易于缩合生焦,因此其干基无灰煤转化率低于MRAR体系干基无灰煤转化率。反应0 min时,KAR体系中沥青质的特征更接近煤液化沥青质的特征,此后随着次生沥青质的增多,KAR体系中沥青质的芳香片层高度与MRAR体系中沥青质的芳香片层高度差异明显减少。反应60 min时,共炼体系中固体残渣的脂肪链结构与其沥青质的脂肪链结构相似,表明部分固体残渣是沥青质缩合生焦形成的。SEM对比分析则进一步说明了共炼体系中沥青质是复杂的混合产物,随反应进行KAR体系相比MRAR体系形成了更多焦炭。     

溶胀煤制备及煤加氢液化性能的研究

在自然和微波条件下,对五彩湾煤进行溶胀处理,进行煤质、电镜、热解、煤的结构-化学指数分类、加氢液化产率和液化残渣热解的分析。实验结果表明:五彩湾煤自然溶胀煤样和微波溶胀煤样的层状和裂纹显著增加,失重量明显增大。煤加氢液化测试结果表明,在氢初压6.0 MPa、溶煤比1.75:1、反应温度450℃和反应时间60 min条件下,气产率由原煤的9.7%,降低到两种溶胀煤均在3.4%左右;油产率由原煤的55.2%,提高到自然溶胀煤的70.1%和微波溶胀煤的74.0%;转化率由原煤的76.8%,增加到自然溶胀煤的82.1%和微波溶胀煤的84.8%。可见,经过溶胀处理,煤加氢液化效果显著。     

油溶性铁镍催化剂在煤/重油加氢共炼中的应用

以褐煤A为原料煤,以马瑞常压渣油为原料油,采用实验室合成的油溶性铁镍复合催化剂在高压釜中模拟煤/重油浆态床加氢共炼反应进行活性评价.采用XRD,SEM和TEM等表征手段分析催化剂的硫化产物及煤/重油加氢共炼体系产生的固体残渣,探究该复合催化剂与单金属催化剂之间产生活性差异的原因.结果表明:相比于油溶性单金属铁、油溶性单金属镍催化剂,油溶性铁镍复合催化剂具有更高的干基无灰煤转化率,可达87.37%.油溶性铁镍复合催化剂的硫化产物结晶度低,颗粒表面粗糙,分散度高,不仅存在铁、镍的单金属硫化物,而且形成了铁镍混晶的硫化物(Fe-Ni-S混晶).油溶性铁镍复合催化剂作用下得到的固体残渣,粒径小,结构松散,芳香度低,进一步证实油溶性铁镍复合催化剂促进了煤的深度转化.     

一种FCC油浆与煤共处理影响因素研究

通过高压釜研究了山东某炼厂的催化裂化油浆(FCC油浆)与新疆哈密地区煤共处理效果.结果表明:当煤粉添加量为30%时,油煤浆的黏度已经达到了1 375mPa·s,远大于煤直接液化中油煤浆的黏度,不利于泵的输送,因此,如何降低油煤浆黏度是煤油共炼技术要解决的重要问题之一;在煤粉添加量为30%~35%、反应温度为450℃、停留时间为2.0h的条件下,FCC油浆与煤共处理的反应效果较好,转化率超过了98%,油产率基本维持在80%;对FCC油浆进行加氢预处理来改善其性质,可显著降低油煤浆的黏度,同时提高了煤粉添加量为40%条件下的煤油共处理效果,使转化率由92.4%上升至96.5%,油产率由71.12%上升至79.19%.     

重油热稳定性及其对油煤共加氢液化性能的影响

以长庆催化裂化重油(FCC)和催化裂解重油(DCC)两种重油及魏墙煤(WQ)为原料,通过重油热处理、加氢处理及油煤共液化,利用元素分析、红外光谱分析及热重分析等手段对产物结构组成进行了分析表征,考察了两种重油热稳定性及其对油煤共加氢液化性能的影响。结果表明：重油高温热稳定性较差,热处理后正己烷不溶物质量分数明显提高;FCC易于脱氢芳构化,DCC以极性组分缩合为主,催化加氢能够抑制FCC高温脱氢;以FeS+S为催化剂催化时,供氢溶剂四氢萘(THN)中WQ液化转化率显著高于非供氢溶剂甲苯中WQ液化转化率,440℃时THN溶剂中WQ转化率最高,达到71.2%;油煤共加氢液化时,FCC和DCC都可以不同程度促进WQ转化,两种溶剂中WQ共液化转化率最高分别达到80.3%(FCC,420℃)和83.5%(DCC,420℃),但是沥青烯(AS)和前沥青烯(PA)等重质产物收率高;重油热稳定性是影响油煤共液化及液化产物分布的重要因素,重油主要通过自身缩合以及与煤共液化产物作用形成重质产物;FCC/WQ共液化重质产物以AS为主,主要来自于FCC脱氢缩合;DCC/WQ共液化时DCC极性组分缩合形成以PA为...     

煤 /重油加氢共炼中SDBS对煤担载铁镍催化剂的改性效果

以广西褐煤为载体煤,铁盐和镍盐为活性组分,考察了以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂,对沉淀-氧化法制备煤担载型铁镍催化剂(FeNi/C)的影响以及制备的催化剂在煤/重油加氢共炼中的反应性能。采用XRD和TEM分析了FeNi和FeNi-SDBS的物相组成与微观形貌变化,并以SEM-mapping手段对比了Fe元素和Ni元素在FeNi/C及FeNi-SDBS/C表面的分散效果,采用高压釜实验评价了不同催化剂的反应性能,并对反应后的固体产物采用元素分析、FTIR和SEM进行组成和结构性质研究。结果表明:SDBS的加入显著降低了催化剂的平均粒径,α/γ-FeOOH和Fe0.67Ni0.33OOH等活性相的晶体结构特征减弱,在载体煤上得到了更好的分散效果;FeNi-SDBS/C催化剂相比FeNi/C催化剂有更高的油收率和干基无灰煤转化率,催化活性明显提高;采用SDBS改性的催化剂反应后得到固体产物的n(H)∶n(C)高、脂肪链长度低、芳环取代度大、结构疏松且平均粒径小,表面改性后的FeNi-SDBS/C催化剂拥有更强的促进煤加氢转化和抑制体系缩合生焦的作用。     

超声波辐射下溶胀改善煤液化性能的研究

以山东兖州局的北宿煤 ( BS)、兴隆庄煤 ( XLZ)、枣庄局的柴里煤 ( CL)等为研究用煤 ,首先在自然条件下使用吡啶溶剂进行原煤样的溶胀 ,然后利用超声波仪 ,在 40 k Hz和 5 0 0 W辐射功率和室温的条件下 ,进行超声波辐射作用下的吡啶溶剂溶胀 .经过对脱除溶剂后溶胀煤的加氢液化实验、低温干馏焦油产率测定、挥发分产率测定及体积溶胀率的测定 ,结果表明该三种原煤具有良好的可溶胀性能 ,溶胀煤均具有良好的加氢液化性能 .在 H2 冷态压力 8.2 MPa,40 0℃ ,Fe SO4·7H2 O和升华 S作催化剂、反应 1 .5 h的液化实验条件下 ,自然溶胀煤的液化油产率比原煤增加 1 2%～ 2 5 % ,北宿溶胀煤的液化油产率达到 69.76% .辐射溶胀后的溶胀煤与自然溶胀煤比较 ,在如上所述同样的液化条件下 ,兴隆庄煤的液化油产率增加了 2 2 % ,并且煤的总转化率也增加了 .实验数据表明 ,对于以提高煤加氢液化反应活性为目的的研究 ,当超声波辐射的频率和功率一定时 ,辐射时间对于改善煤样加氢液化的性能存在着最适宜值 ,这一最适宜值与煤的变质程度有直接关系 .     

微波溶胀对五彩湾煤直接液化影响的研究

采用NMP/CS(2体积比1︰1)混合溶剂,在微波辐射下对五彩湾煤进行溶胀处理,并将原煤和微波溶胀煤样进行对比表征和加氢液化实验,考察了液化反应温度、反应气氛、溶胀剂对液化效果的影响。结果表明:微波溶胀后,煤样孔隙结构显著增加,结构发生变化。在液化条件是温度450℃、氢初压6.0 MPa、溶煤比1.75︰1和反应时间60 min,油产率和转化率分别是原煤55.02%和76.76%,微波溶胀煤74.03%和84.78%。     

油煤共炼残渣成分分析及危害性评价

通过组分分析、工业分析、元素分析、有害物质分析、腐蚀性、浸出毒性、易燃易爆性、挥发分、热失重等分析,对油煤共炼装置产生残渣进行了成分解析并对其理化性质及危害性进行了研究。结果表明,残渣空气干燥基灰分7.27%,发热量40 462 k J/kg,闭口闪点337℃,哈氏可磨系数60,油煤共炼的含油率约65%,固含量约8%。主要危害源为石油烃类物质污染,油煤共炼残渣具有较高的资源化利用价值。     

油煤共炼残渣成分分析及危害性评价

通过组分分析、工业分析、元素分析、有害物质分析、腐蚀性、浸出毒性、易燃易爆性、挥发分、热失重等分析,对油煤共炼装置产生残渣进行了成分解析并对其理化性质及危害性进行了研究。结果表明,残渣空气干燥基灰分7.27%,发热量40 462 k J/kg,闭口闪点337℃,哈氏可磨系数60,油煤共炼的含油率约65%,固含量约8%。主要危害源为石油烃类物质污染,油煤共炼残渣具有较高的资源化利用价值。     

褐煤与煤直接液化残渣共气化研究

褐煤与煤直接液化残渣共气化可充分利用二者的资源特性和反应特性。本研究对不同比例的胜利褐煤与神华煤直接液化残渣在800℃下进行水蒸气气化实验,探讨了混料比对褐煤与煤直接液化残渣共气化的影响规律。结果表明当液化残渣掺混比较低时,液化残渣的添加对焦油和气体逸出、碳转化率的提高均有较好的促进作用,半焦产率相应下降,当液化残渣掺混比在30%左右时,共气化表现出良好的协同作用,之后随着原料中液化残渣掺混比的增加,促进效果下降。     

煤直接液化加氢稳定油生产工业白油的实验研究

以煤直接液化加氢稳定油为原料,采用Pt-Pd贵金属加氢催化剂,在连续加氢实验装置上进行了生产工业白油实验研究。研究结果表明,1~#低氮油品加氢精制后的芳烃转化率均高于80%,2~#高氮油品加氢精制后芳烃转化率不到10%;温度、压力、空速的变化对芳烃转化率有较大影响,在反应压力15 MPa、反应温度220℃、体积空速0.6 h-1的条件下,1~#产品油中的芳烃质量分数为3.3%,芳烃转化率为89.56%;1#产品油在实沸点蒸馏装置上经过切割后,280℃～300℃、300℃～320℃馏分段油基本能满足5号、7号工业白油(Ⅰ)行业标准要求。     

溶胀对扎赉诺尔褐煤热解及液化性能的影响

研究了用吡啶和四氢呋喃（ＴＨＦ）溶剂对扎赉诺尔褐煤（ＺＬ）溶胀预处理后煤的热重、微分热重的变化及加氢液化反应规律。结果表明：煤经吡啶和ＴＨＦ溶胀预处理后增加了煤的热解失重量及加氢液化反应性,提高了煤的液化总转化率和油气产率;其中吡啶预处理煤的热失重率和液化转化率高于ＴＨＦ预处理煤。用经外光谱对溶胀煤的分析表明,煤溶胀预处理后其大分子结构中氢键发生不同程度的断裂。     

水热处理对不同变质程度煤加氢液化反应性的影响

分析了4个温度下水热处理对不同变质程度煤加氢液化反应性的影响。结果表明:(1)200℃²50℃为褐煤和长焰煤加氢液化较好的水热处理温度。(2)在实验条件下,水热处理温度200℃250℃为褐煤和长焰煤加氢液化较好的水热处理温度。(2)在实验条件下,水热处理温度200℃²50℃,褐煤总转化率和油、气产率可达到84.70%和79.29%,沥青烯和前沥青烯产率为5.41%;长焰煤相对应的数据分别为78.2%、70.72%和7.48%。(3)水热处理温度>250℃或<200℃,褐煤和长焰煤液化反应性均降低。     

煤与生物质共液化的催化反应

有效性和经济角度考虑,选定硫铁化物为煤与生物质加氢共液化的催化剂.在不同条件下制备的催化剂对反应有不同的催化效果.硫铁催化剂可降低反应苛刻度,在300～400℃范围内可明显提高反应转化率和油产率.建议合适的反应条件为:温度350℃,反应时间20min,初始冷氢压3.40MPa.     

反应条件对煤-油共炼产物性质的影响

以鄂尔多斯煤及加氢后的煤焦油为原料,采用自制的煤载铁系催化剂,在高压釜内进行煤-油共炼反应,考察反应温度(380℃,400℃,420℃,440℃和460℃)、反应时间(20 min,40 min,60 min和80 min)及氢初压(2 MPa,4 MPa,6 MPa和8 MPa)对煤-油共炼液收率、液体产物馏程及半焦...     

超声波预处理对煤-油临氢共炼的影响

在预设的超声条件下对不同煤-油共炼原料进行预处理,并在相同的反应条件下使用实验室自制的铁系催化剂进行煤-油共炼反应,考察煤液化率的变化,对液体产物进行元素和馏程分析以及对固体产物进行工业四组分分析,确定超声波预处理对煤-油临氢共炼的影响.结果表明:经过超声波预处理后,共炼原料结构发生改变,分别对油浆及使用安徽煤与油浆所配油煤浆进行超声处理,再进行共炼反应,安徽煤的液化率分别提高9.85%和12.42%;分别对煤焦油及对使用安徽煤与煤焦油所配油煤浆进行超声处理,再进行共炼反应,安徽煤的液化率分别提高7.99%和18.65%,固体产物的灰分、挥发分降低,固定碳含量增加,质量有所提高;液体产物的馏程分布基本没有改变.达到了在提高煤液化率的同时、保证共炼产物质量不变的目的.     

胜利褐煤液化初期反应动力学研究

为研究胜利褐煤在初始阶段的煤液化反应动力学,在可快速升降温的微型高压釜中对胜利褐煤进行了加氢液化反应,得到了反应初期煤液化参数,并对胜利褐煤加氢液化反应初期的动力学行为进行分析。结果表明,虽然反应器升温速度较快,但到达反应温度时,仍有一定量的煤发生了转化,在反应温度440℃、反应时间为0时转化率达到28.12%;在较低温度下,胜利褐煤只发生了部分热解反应,反应后期几乎不再转化,在380℃、反应10 min后转化率已达28%,后续基本不变;随着反应温度的升高,反应转化率、油水产率、气产率等指标增大,反应前10 min增速较快,10~25 min时反应速率减缓,主要是沥青烯组分作为中间产物不断向油转化,速率较低。     

煤油共炼残渣与榆林煤共热解特性及半焦性质

以煤油共炼残渣与榆林煤为原料,基于热重分析仪和格金干馏仪,开展共炼残渣与煤共热解过程的协同效应及半焦性质研究。实验结果表明：共炼残渣添加比例为0～40%时,煤与共炼残渣之间具有正的协同效应;添加量为20%时,焦油产率高出理论值6.2%,是煤单独热解焦油产率的139.7%,半焦产物为A型且黏结性增加;半焦性质分析结果显示,共炼残渣能够提高半焦在CO₂气化过程中的最大失重速率,有利于气化反应的进行,但会使半焦的燃烧性能变差且在添加量高于20%的情况下更为明显。     

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.