吡啶与[BMIm]BF_4在煤液化预处理中的应用研究

分别采用吡啶、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对原煤进行溶胀预处理,在不同溶胀温度和溶胀时间下,试验测试了两种溶剂对溶胀度、抽提率及溶胀煤直接液化等情况,结果表明,[BMIm]BF4在煤炭液化预处理过程中可代替原有溶胀剂吡啶。     

离子液体-煤浆体黏度的研究

离子液体作为一种新型的工业溶剂,尚未应用到煤化工领域.以离子液体--[Emim]BF4作为煤直接液化的溶剂,选用神华煤样和胜利煤样,在常压低温条件下,测定离子液体-煤浆体黏度,为离子液体中煤的液化作基础研究.结果表明,煤油比越小,煤浆体系初始黏度越低,且黏度随温度的升高而降低;在50 ℃～65 ℃之间煤浆黏度受溶胀的影响,发生明显的变化.     

离子液体溶剂中煤溶胀性能研究

离子液体作为一种新型溶剂,在煤化工领域尚未应用.以离子液体--[Emim]BF4作为煤溶胀的溶剂,在常压常温条件下,从溶胀时间、溶剂性质以及温度等因素来研究煤在离子液体中的溶胀性能.结果表明,煤样在离子液体中的溶胀度是随温度的升高和时间的延长呈现先增大后减小的趋势;溶胀度在反应温度为50℃和溶解8 h后达到最大;红外谱图显示经过离子液体处理后,煤样的分子结构发生改变.     

溶胀对神华煤结构及液化性能的影响

采用甲苯和吡啶对中国神华煤进行直接液化前的溶胀处理,通过对溶胀度及抽提率的测定、IR光谱分析、热重分析以及溶胀煤的直接液化实验,探讨了溶胀预处理对神华煤结构及液化性能的影响.结果表明:经溶胀预处理,煤的溶胀度、抽提率获得了显著提高,煤结构中的弱共价键断裂,进而改善了其液化性能并提高了煤的直接液化转化率和油气产率.     

纳米SiO_2/[BMIm]BF_4剪切增稠液的制备及性能研究

合成了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIm]BF4),考察了浓度、温度、频率对纳米SiO2/[BMIm]BF4分散体系流变性能和粘弹性能的影响。结果表明,SiO2/[BMIm]BF4分散体系表现出剪切增稠特性,且随SiO2固相含量增加、体系温度降低,其剪切增稠效果更加明显;SiO2/[BMIm]BF4分散体系的损耗模量(G″)始终大于储能模量(G'),为耗散体系,且随SiO2固相含量和角频率的增加、温度的降低,G″、G'增加。相比PEG400作为分散介质,[BMIm]BF4具有更加突出的剪切增稠特性。     

纳米SiO_2/[BMIm]BF_4剪切增稠液的制备及性能研究

合成了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIm]BF4),考察了浓度、温度、频率对纳米SiO2/[BMIm]BF4分散体系流变性能和粘弹性能的影响。结果表明,SiO2/[BMIm]BF4分散体系表现出剪切增稠特性,且随SiO2固相含量增加、体系温度降低,其剪切增稠效果更加明显;SiO2/[BMIm]BF4分散体系的损耗模量(G″)始终大于储能模量(G'),为耗散体系,且随SiO2固相含量和角频率的增加、温度的降低,G″、G'增加。相比PEG400作为分散介质,[BMIm]BF4具有更加突出的剪切增稠特性。     

超声波辐射溶胀对煤炭直接液化性能的影响

为探讨超声波辐射溶胀在煤炭直接液化过程中的积极作用,以吡啶为溶胀剂对神华煤进行了超声波辐射条件下的溶剂溶胀处理,通过对溶胀过程中不同溶胀时间煤样的溶胀度与质量损失情况测定以及超声波辐射溶胀煤与自然溶胀煤的液化实验比较,发现超声辐射有助于煤的溶胀作用,煤液化转化率提高了3%~4%.实验表明,超声溶胀能够进一步提高煤催化加氢直接液化的反应性能.     

离子液体中果糖脱水制5-羟甲基糠醛

以阳离子相同(1-丁基、3-甲基咪唑、[Bmim] )、阴离子不同(Cl-、Br-、[CF3COO]-、[BF4]-、[H2SO4]-和[H2PO4]-)的6种离子液体为溶剂和催化剂,研究反应时间(15～180 min)、反应温度(80～120℃)和离子液体种类对果糖脱水制5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程的影响.结果表明,随着时间延长和温度升高,果糖转化率和5-HNF产率增大,但是长时间和高温会降低反应选择性;L酸性的离子液体比B酸性的有利于催化果糖脱水,Cl-离子的存在可抑制分子间缩聚,提高反应选择性.以[Bmim]Cl离子液体为溶剂和催化剂,在120℃和120min条件下,果糖转化率达94.4%,5-HNF产率为70.8%.     

[emim]BF4离子液体催化酯化反应研究

研究了环境友好的[emim]BF4离子液体催化亚油酸等高碳脂肪酸与无水乙醇酯化反应,考察了亚油酸与乙醇的摩尔比、反应温度、离子液体用量等条件对亚油酸酯化反应结果的影响,优化了反应的工艺条件.适宜的反应条件为n(乙醇)n(亚油酸)=41,回流反应温度,[emim]BF4用量为反应物质量的42%.结果表明[emim]BF4离子液体对亚油酸等脂肪酸的酯化反应显示了优异的催化活性,亚油酸酯化率最高可达94%.反应产物与离子液体易于分离,离子液体循环使用5次以上,酯化率没有明显降低.     

丙酸酯在离子液体中的催化合成研究

利用正交实验法获得了在离子液体[Hmim] BF4-中合成丙酸正丁酯的最佳工艺条件,考察了在该离子液体催化下,丙酸和多种醇的酯化反应及催化剂的重复使用性能;实验结果表明,离子液体[Hmim] BF4-催化合成丙酸正丁酯的最佳工艺条件为n离子液体∶n丙酸∶n正丁醇=1∶4∶1,油浴温度140℃,反应时间8 h,此时收率可达77.8%。离子液体[Hmim] BF4-在丙酸酯化反应中具有良好的催化活性,反应条件温和,无腐蚀、无废酸排放,并可以重复使用。     

煤溶胀影响因素及溶胀技术的应用

以煤溶胀机理、溶胀动力学等为基础,综述了溶剂性质、煤阶、氧化、温度、预处理、溶胀时间、水分、煤粉粒度等对煤溶胀的影响。结果发现:溶剂的供电子数目(EDN)、溶剂碱性、溶剂类型对煤的溶胀有不同的影响。煤阶对煤的溶胀影响较大,表现在随着C的增多,溶胀度也在增大,但当C含量大于85%时,溶胀度急剧降低。氧化煤易于溶胀。升高温度和预处理均有利于煤的溶胀。煤粉粒度越小溶胀度越好。脱除煤中的矿物质后有利于提高煤的溶胀度,但增加幅度不大。最后详细介绍了煤溶胀技术在研究煤分子结构、煤热解、煤液化方面的应用。     

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．     

Effects of solvent pretreatment and solvent incorporation on coal liquefaction

Yields of short-contact-time liquefaction product can be increased by pretreating the coal-solvent slurry at below normal liquefaction temperatures to permit solvent incorporation and/or swelling of the coal before liquefaction. An external pretreatment and an in situ pretreatment produce similar results. A coal-vehicle adduct was isolated from the pretreated coal and had liquefaction characteristics similar to the original coal. The beneficial effect of the solvent pretreatment is therefore believed to be the result of physical solvent incorporation with the coal, which causes solvent-aided liquefaction, in contrast with the thermal decomposition that can occur if some of the coal reaches liquefaction temperatures before it is contacted by vehicle. Pretreatment allows vehicle to be present (in contact with coal) at the reactive site in order to react with, and cap, coal free radicals.     

离子液体催化合成环己烯

以环境友好的离子液体[BMIm]NO3为催化剂,采用环己醇脱水反应清洁合成环己烯。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量对产品收率的影响。结果表明,在[BMIm]NO3与环己醇的摩尔比为1∶33,于180℃、反应2 h的条件下,产品收率可以达到93%,离子液体催化剂重复使用4次时,环己烯的收率仍可达到88%。     

离子液体催化合成环己烯

以环境友好的离子液体[BMIm]NO3为催化剂,采用环己醇脱水反应清洁合成环己烯。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量对产品收率的影响。结果表明,在[BMIm]NO3与环己醇的摩尔比为1∶33,于180℃、反应2 h的条件下,产品收率可以达到93%,离子液体催化剂重复使用4次时,环己烯的收率仍可达到88%。     

基于离子液体的N,N-二甲基乙酰胺回收工艺

针对N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）水溶液回收,研究和开发了以离子液体（IL）为萃取剂的萃取-精馏技术。通过COSMO-RS对384种IL组合在无限稀释条件下对DMAC的溶解能力C进行量化预测,优化获得了潜在的1-丁基-3-甲基咪唑三(五氟乙基)三氟磷酸[BMIm]FEP萃取剂。计算了[BMIm]FEP-DMAC-H₂O三元体系的液液相平衡数据,并通过NRTL方程拟合获得了二元交互参数,设计了萃取流程。研究结果表明：在DMAC初始含量为10%、[BMIm]FEP/DMAC水溶液质量比为2∶1、萃取塔理论板为20块时,可以回收水溶液中99.5%的DMAC。为进一步评价[BMIm]FEP作为萃取剂的可行性,对工艺进行了能耗计算,同时对比了纯精馏工艺和以氯仿为萃取剂的萃取-精馏工艺,结果表明,以[BMIm]FEP为萃取剂的萃取-精馏工艺更为节能,分别较前两者工艺节能90%和50%以上,在处理低浓度DMAC水溶液时,具有明显的优势。     

低阶煤预处理技术的研究进展

简述了低阶煤的利用现状及热转换过程中存在的问题,总结了水热预处理、酸预处理、溶剂溶胀、热预处理、氧烷基化及加氢预处理等预处理技术对低阶煤的结构、热解反应性和焦油品质及收率的影响。提出了合适的预处理技术可以降低煤的液化条件,提高煤的热转换效率,改善焦油品质,实现低阶煤的清洁高效利用。     

新疆伊犁煤溶胀行为的研究

本文研究了新疆伊犁煤在甲苯、甲醇、四氢呋喃（THF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和陆梁原油不同溶剂下的溶胀行为,考察了煤预处理温度、不同溶剂、煤／溶剂体积比、溶胀时间对煤溶胀度的影响。结果表明：经过110℃真空干燥预处理煤样的溶胀度大于经过50℃真空干燥预处理煤样的溶胀度;相同条件下,NMP的溶胀度最大;煤／溶剂体积比越大,煤的溶胀度越小;溶胀24h煤样的溶胀度同溶胀60h煤样的溶胀度变化不大。