中间相沥青的制备与研究

介绍了以3种煤的沥青为原料并在不同的工艺条件下制备中间相沥青的实验方法,分析了中间相沥青的偏光显微结构,从而得出制备中间相沥青的适宜工艺条件,即以北京焦化厂的沥青为原料,终温360℃～400℃,压力不宜过高,恒温时间一般控制在6h～10h。     

煤系针状焦技术的研究进展

分析了焦油蒸馏之后残留的多环芳烃的黑色稠状物煤沥青作为针状焦原料的基础条件;研究了煤系针状焦原料煤沥青中间相的生成机理及成焦过程;讨论了国内外煤系针状焦的生产工艺及国内针状焦工艺存在的不足;并对比分析了国内外不同生产工艺生产的煤系针状焦产品的微观结构差异,造成此微观差异的主要是因为国内原料预处理没有充分脱除喹啉不溶物,以致阻碍了中间相的充分发展,在固化成焦的过程中,温度和时间没有得到有效控制.因此相对于国外针状焦的质量,国内煤系针状焦的生产工艺和质量还需发展和提高.     

煤直接液化残渣制备高附加值产品的探索研究

目前国内外的许多机构对煤液化残渣的热解性能和转化利用进行了大量研究,但主要集中在燃烧、气化、萃取和加氢转化上。通过对煤直接液化残渣的组成、结构与性质的分析,提出利用煤直接液化残渣制备沥青改性剂、中间相沥青、针状焦等产品,此法将极为有效地提高煤液化残渣的附加值,进而为提高企业的经济效益、实现资源的保护性利用和低碳环保的目标,提供新的研究方向。     

煤直接液化中油煤浆热溶产物的变化

在高压釜中用不同溶剂在不同温度下（250~370 ℃）考察了神华煤、新庄煤和Westerholt煤热溶产物的变化.结果发现：这3种煤的热溶行为不同,故热溶产物的组成也不同.神华煤以前沥青烯为主,随温度升高,神华煤热溶产物沥青烯生成量变化较为平稳,而前沥青烯生成量逐渐上升,到370 ℃时前沥青烯的生成量已增加到19.9%.新庄煤在低于310 ℃时两种中间产物相差不大,在高于310 ℃以后,沥青烯的生成量增加很快,逐渐占主导作用,其中间产物以沥青烯为主.Westerholt煤的热溶行为与新庄煤类似.采用红外光谱、固体核磁共振对神华煤及其热溶中间产物与抽余煤分析可知,神华煤经热溶处理后,脱除了一些含氧官能团以及某些脂肪烃结构,此外还发现热溶中间产物、抽余煤与原料煤的基本有机结构相似,表明热溶中煤的主体结构尚未发生变化.     

纤维板水热转化氮在固液两相迁移与转化特性

废弃人造板氮含量高，热转化处理与应用存在NO_x污染问题。重点研究纤维板水热转化过程中氮在固液两相的迁移与转化，分析了水热热转化温度及停留时间对氮在固液两相的分布与转化的影响，对氮迁移转化路径与机理进行了探讨。结果表明，纤维板中的外源氮在水热转化过程中易向液相迁移，140℃水热转化0 min仅有约10%氮保留在固相中。进一步提升水热温度，部分液相氮迁移回固相中。水热温度提升到220℃前，氮在固相中的固集作用随温度提升显著增强，分析认为主要是半纤维与纤维素水解的富含氧官能团的中间产物强化了氮固集的Maillard反应。260℃水热条件下，长停留时间促进了木质纤维素水解产物在固相中的缩聚，液相游离氮也广泛参与了此反应过程，由此氮的固集作用被显著增强。低温水热条件下固相氮以胺氮为主，水热温度达到180℃后，缩合、聚合以及芳构化作用的增强使固相中氮转变为杂环氮，水热温度的进一步提升使杂环氮向更稳定的结构转化。同时，高温水热固相产物中胺氮始终保持一定份额，验证了液相游离氮在固相中固集作用的发生。对应固相氮的迁移，液相氮含量在140℃达到最大值，此后随着温度的提升其含量一直保持...     

几种多相钼酸铵的热分解

采用差热、热重及高温Ｘ－射线衍射等测试方法，研究了三种不同来源的多相钼酸铵在加热条件下的热分解过程。研究结果表明，多相钼酸铵在加热过程中发生一系列热分解反应放出ＮＨ＿３和Ｈ２＿Ｏ，生成多种钼酸铵中间相。随着反应温度不断升高，中间相的钼含量增高，最终产物为ＭｏＯ＿３，主要热分解反应如下：     

添加碳纳米管对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,碳纳米管为添加剂,采用热缩聚法制备中间相炭微球,热处理温度380 ℃,保温时间2 h。利用偏光、SEM、TEM、XRD等对生成的中间相炭微球进行表征分析。分析结果表明：碳纳米管可以作为中间相炭微球的成核剂,促进中间相炭微球的生成;碳纳米管存在于中间相炭微球的表面和内部,可以阻止中间相炭微球的长大和融并,适量的碳纳米管有利于中间相炭微球的形成;随着碳纳米管添加量的增加,中间相炭微球的粒径减小,微晶层间距(d002)变大,微晶结构变差;当碳纳米管添加量大于10%时,基本上没有中间相炭微球的形成。     

高性能碳纤维沥青原料的研制

以高温煤焦油沥青为原料，研制出优质煤系可纺中间相沥青，并纺出中间相沥青纤维。经预氧化、炭化和石墨化后，获得了超高模量石墨纤维。     

煤沥青球预氧化的热转化机理及热力学特性研究

煤沥青球主要用于制造机械强度与负载密度高、孔径分布可控的球形活性炭，球形活性炭已在环保、医疗等领域得到广泛应用，因而探索煤沥青球的氧化不熔化特性将对球形活性炭的产品性能产生影响以及指导后续炭化、活化操作，对煤沥青球预氧化的热转化机理及热力学性质研究可为利用煤沥青球制备球形活性炭提供重要的理论依据。在氧气气氛中对不同粒径的煤沥青球进行不熔化处理，采用热重分析检测方法，运用KISSINGER法和Satava-Sastak分析法及其41种机理函数模型对煤沥青球的预氧化过程进行化学动力学参数的计算与反应机理分析，探寻其粒径的大小对各参数以及热转化过程中能量需求的影响。研究结果表明：煤沥青球的预氧化过程主要分为2个阶段，第1个阶段属于预氧化不熔化的热分解过程，粒径的大小影响氧分子在沥青球内的扩散，球体粒径越大则预氧化反应能量需求越高；但不同粒径的沥青球体与氧分子发生交联反应的本质相同，活性位点数目不多，指前因子的大小几乎不受粒径的影响。进入第2阶段的热缩聚过程后，沥青球发生剧烈的氧化反应，受第1个阶段不熔化处理的影响，球径越小则表面氧原子交联官能团越多、沥青球越稳定、高温下热分解反应需求能量越多...     

新疆艾丁褐煤直接液化反应动力学

为研究褐煤直接液化反应动力学,在100 m L微型高压釜中,对艾丁褐煤进行等温加氢液化实验研究,建立了褐煤直接液化反应的动力学模型,并通过Origin软件回归出各反应速率常数及相应的活化能和指前因子。结果表明,煤中的反应组分生成各产物的反应速率顺序为:非酚油沥青质酚气体;反应组分M1主要生成非酚油和沥青质,是直接转化成非酚油和酚的主要来源,沥青质向非酚油的转化是非酚油产率增加的速率控制步骤,沥青质向酚的转化速率是酚产率增加的速率控制步骤,实行分级加氢液化更有利于控制和提高非酚油和酚的产率;褐煤中仅生成CO2的组分M2在一定温度条件下,短时间即可转化为CO2,并转化完全;液化反应中反应组分(M1)向气体(Gas)转化,以及沥青质(PAA)向酚(Phe)转化过程对温度较敏感。     

对苯二甲醛改性煤沥青的流变性能研究

为了研究对苯二甲醛(TPA)改性煤沥青的流变性能,采用旋转黏度计测定了煤沥青及TPA改性煤沥青的表观黏度,研究了表观黏度与温度的关系;采用示差扫描量热法（DSC）研究了TPA改性煤沥青的热行为.结果表明：TPA改性煤沥青的黏度与温度的关系曲线呈现W型,并且在200～225 ℃之间处于低黏流区,表观黏度值约200～400 mPa·s,可以作为浸渍剂煤沥青使用;TPA改性煤沥青在高于225 ℃时表观黏度值迅速上升,另外,TPA改性煤沥青在低黏度区域具有较低的活化能,这对煤沥青的浸渍工艺有益.     

添加氧化石墨烯对煤沥青成焦行为的影响

采用TEM观察添加异氰酸苯酯改性的氧化石墨烯( i GONSs)的微观结构,采用TGA研究添加iGONSs前后煤沥青的热解行为,采用偏光显微镜研究添加 i GONSs前后煤沥青焦化产物的光学组织,采用XRD研究添加 i GONSs对煤沥青焦化产物微晶结构的影响。研究表明,添加 i GONSs后,煤沥青的热分解温度变大,热失重率变小,其耐热性能变好; i GONSs对煤沥青碳质中间相的形成起到成核和抑制生长的作用,这使得最终焦化产物的光学各向异性单元尺寸变小;随着 i GONSs添加量的增加,焦化产物的微晶层间距增大,平均微晶高度和平均微晶宽度减小。     

煤制油炉渣替代巷旁充填混凝土细骨料试验研究

煤制油炉渣是煤化工产业的新型固体废弃物,现有的堆存处理对环境污染较大,给煤炭企业带来了很大的环保压力,亟需探寻煤制油炉渣的综合利用方法.本文借鉴工业废渣制备混凝土的经验,开展了煤制油炉渣替代混凝土细骨料的试验,在不同水灰比条件下,用煤制油炉渣分别以20％、40％、60％、80％和100％ 的比例替代混凝土的细骨料,测试...     

煤质对煤液化效果的影响分析

介绍了与煤直接液化和间接液化技术相关的煤质指标,着重就煤阶指标、煤岩指标、反应活性指标和环境指标等对煤液化的影响进行分析,总结其中的规律并探讨了不同煤质对煤液化工艺的适应性。     

新疆黑山烟煤与塔河石油渣油共处理的研究

用日本0.5 L卧式震荡高压釜研究了新疆黑山烟煤与塔河石油渣油共处理液化的反应过程,考察了石油渣油不同添加量对煤液化效果的影响,并与黑山烟煤单独液化效果进行了对比.实验结果表明,与黑山烟煤单独液化相比,煤油共处理具有氢耗低,气产率低,油产率高的特点,渣油适量的添加可以促进煤炭转化,提高油产率.本次研究石油渣油最佳的添加量为20%,与煤单独处理的结果相比,转化率高1.5%,油产率高11%.     

煤直接液化与残渣热解联合加工技术

为解决煤直接液化技术中残渣收率偏高和溶剂油短缺等问题,开发了煤直接液化与残渣热解联合加工技术,通过试验研究了神华煤直接液化技术所得液化残渣的热解过程的反应规律,得到了适宜的工艺条件以及该条件下的产品分布和产品性质,研究了残渣热解油在加氢处理过程中产品的芳碳率与反应条件的关系,确定了产品芳碳率在0.40～0.45范围内的工艺条件。试验结果表明,残渣热解油经适当的加氢后可以为煤直接液化装置提供理想的供氢性溶剂油,说明煤直接液化与残渣热解联合加工从技术上是可行的。与煤直接液化单独加工技术相比,联合加工技术可以增加液体产品收率5.8%（对煤直接液化原料煤）,并且可以补充4%（对煤直接液化原料煤）的理想的供氢性溶剂油。     

煤沥青水浆制备原理及研究进展

针对我国目前煤沥青产量大但有效利用率低的现状,通过采用冷冻粉碎制得煤沥青粉,再添加合适分散剂制备具有与水煤浆类似性质的煤沥青水浆。结合水煤浆的研究结果,分析了分散剂在煤沥青水浆制备中作用原理,并对煤沥青水浆的研究情况及制备过程中的影响因素进行了分析总结。在此基础上指出了煤沥青水浆的研究方向。     

富含半丝质体煤液化残渣的煤岩学特征和煤结构变化

选择富含半丝质体煤为研究对象,在沙浴-管式反应器中进行了液化实验,通过光学显微镜分析了液化残渣的煤岩学特征,运用FT-IR、固态13 C NMR和Py-GC/MS等分析测试手段对比研究了原煤和液化残渣的化学结构特征变化。结果表明,样品虽富含半丝质体,但其液化转化率达到50%以上。残渣的显微观察表明,半丝质体有软化、甚至表面呈空心状等特征变化,证明半丝质体参与了液化反应。对比分析FT-IR、固态13 C NMR和Py-GC/MS图谱表明,在液化过程中,样品的化学结构特征发生了变化。Py-GC/MS分析表明,液化残渣的化学结构以烷基萘为主,且以C2 -萘和C3 -萘为主。并进一步结合理论和显微观察等多方面因素分析讨论了半丝质体在液化中的作用。     

基于源质的煤基中间相小球体生成与可控演化

煤全组分族分离所得的密中质组是中间相小球体生成的来源物质（即源质）。以该源质为原料，制备煤基碳质中间相。考察了炭化过程中温度、恒温时间、氮气流速、原料进样方式和添加剂等因素对中间相小球体生成过程的影响，探讨了中间相小球体演化过程的可控性。结果表明：温度、恒温时间、进样方式是影响中间相小球体生成的主要因素，能够控制生成中间相小球体粒径大小；温度升高或恒温时间延长均会加剧原料分子的热反应，促进中间相小球体的生成和融并；大面积的融并将使粒度迅速增加，部分球体解体，球体数目下降，最终形成体中间相；进样方式主要通过影响小球体演化过程中挥发性气体的逸出及原料颗粒间热传递效率影响小球体的生成和发展；氮气流速起到辅助调控作用；添加剂的加入促进了原料成核，加速了小球体的生成。