洗油对五彩湾高惰质组煤直接液化性能的影响

以洗油为供氢溶剂,考察了溶煤比、反应温度和氢初压对新疆五彩湾煤样加氢液化性能的影响.结果表明,在煤液化中,洗油部分加氢,生成具有强供氢能力的物质,增强其供氢能力,可以作液化溶剂,且溶煤比由四氢萘为溶剂的3降低到1.75;虽然氢初压为8.0 MPa,但反应终压为16.3 MPa,与四氢萘为溶剂时相当;油产率达到59.24％,转化率达到81.05％.     

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...     

兖州煤与木质素共液化反应性的研究

采用单因素法,以四氢萘为供氢溶剂,以Fe2O3和S为催化剂,在高压釜内,研究了配比、温度、反应时间和初始氢压对兖州煤与木质素共液化反应性的影响.结果表明,在液化中适量添加木质素可提高兖州煤的液化反应性.综合考虑实验条件和经济成本,得到共液化的最佳工艺条件为:兖州煤:木质素(质量比)=9:1,440℃,60min,8MPa,在此条件下转化率与油产率分别为86.8%与62.9%.     

煤直接液化循环溶剂加氢稳定试验研究

在300 m L加氢试验装置上进行加氢稳定试验,考察了反应压力对煤直接液化循环溶剂性质的影响,并通过0.5 L高压釜煤液化试验,考察了煤在不同加氢深度循环溶剂中的液化效果。结果表明,随着溶剂加氢反应压力的升高,循环溶剂密度、黏度及氮含量递减,氢碳原子比及供氢指数递增,循环溶剂性质得到改善,供氢性能得到提高,从而促进煤的转化率和油收率提高。当加氢反应压力由12.5 MPa升至19.3 MPa时,煤的转化率从87.21%提高到88.40%,液化油收率从51.62%提高到55.58%。     

离子液体-水共溶剂作用下木质素转化为酚类物质的研究

以离子液体-水为共溶剂,磷钼酸铯为催化剂,对木质素进行降解制备酚类化合物。考察了共溶剂中水的加入量对木质素转化率及酚类物质选择性的影响;同时,考察了温度、催化剂质量分数及反应时间对木质素转化率和酚类物质选择性的影响。结果表明,在反应温度为180℃、催化剂质量分数为6%、离子液体质量为150 mg、水的用量为20μL、反应时间为100 min时,木质素的转化率及酚类物质收率均达到最大值,分别为87. 78%和20. 08%。GC-MS分析结果表明,降解产物中酚类物质主要包括二甲氧基苯酚、苯酚、4-乙基苯酚、2,6-二甲氧基苯酚。     

煤直接液化初始阶段反应特性的研究

以杨村煤为例,在490℃和2倍四氢萘溶剂的条件下,反应仅5min煤直接液化总转化率就达到84．47％,表明煤在直接液化的过程中具有初始高反应活性的特点。在纯氢气气氛下随着初始压力从1．5MPa增大到7MPa,转化率从66．38％上升为83．27％,表明压力大小对煤液化转化率有较大影响。1．5MPa下溶煤比提高到4：1以后,转化率增大到79．0％就不再增长,表明用添加过量供氢溶剂的方法弥补由于降低系统压力所带来的转化率损失不可行。     

秸秆与兖州煤共液化反应条件的研究

在高压反应釜内,以四氢萘为供氢溶剂,Fe2O3＋S为催化剂,研究了温度、反应时间、初始氢压、配比对兖州煤与秸秆共液化的影响。结果表明,提高反应温度,转化率、油产率增加;延长反应时间对转化率、油产率的影响较小;升高初始氢压,转化率、油产率刚开始增加,6 MPa以后增幅趋缓;在m（秸秆）∶m（兖州煤）=0.5∶9.5时,共液化的油产率为60.45%,比兖州煤单独液化的油产率提高了4.17%;在m（兖州煤）∶m（秸秆）=9.5∶0.5,440℃,8 MPa,90 min的条件下,共液化转化率和油产率达到最大,分别为83.58%和63.1%。     

溶剂抽提对兖州煤高温快速液化反应性的影响

以四氢呋喃为抽提溶剂,利用索氏提取器对兖州煤进行了抽提处理.对原煤与所得到的抽余煤进行了扫描电镜、N2吸附-脱附、热重和红外分析并进行了高温快速液化实验.通过与原煤的对比,考察了溶剂索氏抽提对煤的结构和液化反应性的影响.结果表明:抽余煤结构和热解行为均发生了明显改变;与原煤相比较,其高温快速液化的转化率有明显提高;低分子化合物对无外在活性氢来源的煤高温快速液化明显起到提供氢源的作用.     

新疆东疆褐煤温和加氢液化富产酚类化学品的研究

为实现褐煤加氢液化富产高附加值的酚类化学品,以新疆东疆褐煤和循环溶剂为原料,在500 mL高压釜中进行了温和加氢液化的过程调控实验。考察了催化剂类型、反应温度和反应压力对氢耗率、气产率、转化率、油产率、沥青质产率及酚产率的影响,开展了温和加氢产物中酚类化合物的分布特征与迁移规律的研究。结果表明:东疆褐煤是一种适合直接加氢液化的优质原料,超强酸催化剂能够弥补反应条件温和带来的褐煤裂解性能的不足,温和液化呈现出良好的反应性能;氢初压对酚羟基迁移规律的影响较小,但对反应温度的影响显著;褐煤温和加氢液化油中的酚类化合物主要以烷基酚形态存在,另有少量的茚满酚和萘满酚。     

溶剂对二苯甲烷氢化裂解的影响

溶剂对二苯甲烷氢化裂解的影响人们已广泛研究了各种氢化芳香族化合物对煤液化及模型化合物反应的供氢能力。传统的观点认为，供氢溶剂通过稳定热分解生成的自由基对煤液化起着促进作用，催化剂借助于供氢溶剂促进气相氢分子向煤转移，在这一过程中供氢溶剂起着氢的运载工...     

甘蔗渣在水与四氢萘混合溶剂中的液化工艺优化实验

通过正交试验考察了蔗渣在水与四氢萘混合溶剂中液化过程的5个因素对蔗渣转化率的影响.蔗渣在混合溶剂中的优化工艺为:反应温度270 ℃、反应时间30 min、固液比(蔗渣与溶剂质量比)1:6、碱浸预处理NaOH用量4%、四氢萘用量(占总溶剂质量分数)50%.各因素的影响次序:NaOH用量>反应温度>四氢萘用量>固液比>反应时间.在此工艺条件下,蔗渣转化率可达到97.9%.实验结果表明,四氢萘部分取代液化溶剂中的水,可以有效提高蔗渣液化效率,同时降低反应温度及压力,促进实验操作条件的改善.     

神华煤直接液化性能及固体酸催化可行性研究

利用微型压热釜考察了气氛、温度、氢气初压及煤溶剂比等工艺条件对神华煤直接液化转化率和产物分布的影响,结合神华煤的溶剂抽提性能和产物表征,系统地研究了神华煤加氢液化性能,并通过与FeS和FeS＋S等催化剂对比实验,初步探讨了SO2^2-／MxOy型固体酸催化煤加氢液化的可行性．结果表明,神华煤中以非共价键作用结合的小分子化合物含量较低,煤中的羟基主要位于大分子骨架结构中;神华煤具有良好的液化性能,400℃,煤／四氢萘比为1：2,SO4^2-／ZrO2为催化剂时最高转化率达到76．3％,气氛、初压、液化温度及煤溶剂比对液化转化率具有较大影响,较高温度及强的供氢体系有利于提高煤的转化率及油气产率．三种催化剂的催化活性顺序为：FeS〈FeS＋S〈SO4^2-／ZrO2,其中SO4^2-／ZrO2固体酸不仅具有良好的液化转化率,而且油气收率高,值得进一步研究开发．     

芳香族溶剂对低阶煤轻度加氢改质的影响

为考察溶剂供氢性对加氢改质的影响,以四氢萘与甲基萘为溶剂,对低阶煤进行轻度加氢,考察不同反应条件对转化率、气产率、氢耗及产物分布的影响。结果表明,温度对转化率及气产率的影响显著,在360~430℃,随着温度升高,转化率及气产率增加显著;在氢压低于4 MPa时,脱氢反应体现较为显著,体系中有大量萘生成,压力对转化率及气产率的影响不明显,低压条件下,四氢萘供氢起主导作用;气相氢并不直接参与煤的反应,而是与溶剂发生加氢反应,进而由溶剂向煤供氢;低阶煤轻度加氢改质是一个快速反应的过程,反应时间不宜过长,30~60 min为宜;对改质后产物进行分析,黏结指数G75,灰分0.3%,硫含量0.3%。     

循环供氢溶剂在神华煤直接液化工艺中的应用

在神华煤直接液化工艺中,为达到理想的反应深度,煤直接液化反应需要供氢性能良好的循环供氢溶剂、氢气、煤粉及催化剂等原料。其中,经过预加氢处理后的循环溶剂,具有良好的供氢性能,使得煤直接液化反应条件温和。在煤直接液化过程中,溶剂起着溶解煤粒、溶胀分散、稳定自由基、提供和传递转移活性氢、稀释液化产物等作用。当前,提高循环供氢溶剂自身的供氢和传递氢能力是煤直接液化新技术开发的重点之一。     

木质素在超临界甲醇和乙醇溶剂中液化过程分析

通过研究木质素分别在超临界甲醇和乙醇溶剂中的液化过程，分析反应温度（260～340℃）及反应时间（0～120min）对木质素在两种溶剂中的转化率、生物油收率及其组分差异的影响。实验表明，木质素在超临界乙醇中的转化率及产物收率均高于甲醇。当反应温度340℃，反应时间60min，木质素在超临界乙醇中的转化率和生物油收率比在甲醇中分别提高了16.23%和11.54%，残渣收率降低了16.23%。通过GC-MS和FTIR对生物油和残渣分析，发现生物油组分中芳香族化合物相对含量较高，在甲醇和乙醇溶剂中分别达到66.13%和58.84%；随着反应时间的延长，甲醇溶剂中残渣的醚键官能团逐渐增强，而在乙醇溶剂中则先增强后减弱。分析认为在木质素降解过程中，超临界乙醇和甲醇均可产生氢自由基作为供氢体，攻击木质素及其大分子片段中的官能团，同时使液化产物中的活性片段减活，减弱重聚合反应，从而更利于芳烃产物的生成。而甲醇在液化过程中容易与木质素断键产生的苯酚中间体发生脱氢缩合反应，通过醚键聚合产生长链芳香族化合物，形成残渣，降低生物油收率。     

神华煤液化反应初期动力学研究

为研究神华煤反应初期动力学行为,在容积180 m L搅拌高压釜中,使用循环溶剂为供氢溶剂,利用"863"催化剂进行煤直接液化反应。采用传统的集总反应动力学模型,将原料煤分为快反应组分,慢反应组分和惰性组分3部分,并计算各级反应动力学活化能。结果表明:快反应煤向油、气和沥青烯组分(PAA)转化的总反应活化能为279.74 k J/mol,慢反应煤向PAA转化的活化能为57.80k J/mol。在开始的4 min内,煤的转化率及PAA的产率由于煤的热解而迅速增加;在后续4~15 min时,转化率增加缓慢,PAA产率基本稳定,并开始降低,表现出了典型的中间产物的特性。当煤的转化率超过55%时,在氢自由基的生成上,溶解氢将发挥重大作用。     

煤直接液化中溶剂的作用和种类

讨论了煤液化中溶剂的作用和种类,煤液化中溶剂的作用为溶解溶胀作用,稀释分散粒以及对煤热裂解生成的自由基的保护作用。并着重讨论了供氢溶剂的供氢作用和转移氢作用。溶剂的各类分为工业和研究中常用的普通混合溶剂,煤焦油,石油渣油等重质油溶剂和废塑料、废橡胶等废化学品溶剂,初步分析了它们的供氢作用和传递转移活性氢作用。     

氢气在煤高温快速液化中的作用

首先利用实验室建立的一套平衡液相取样法实验装置测定了氢气在四氢萘和萘中的溶解规律,其次通过间歇式微型反应釜研究了氢气在煤高温快速液化中的作用。结果表明:①氢气在溶剂中的溶解度随温度与压力的增加而增加;在一定的温度与压力下,氢气在四氢萘和萘中的溶解度在5 min内达到最大溶解量的78.54%左右,之后溶解度开始逐步缓慢上升直到30 min时达到最大溶解量;②在充足的四氢萘作为溶剂的液化反应中,氢气对于煤高温快速液化反应几乎没有影响,活性氢主要来源于溶剂;在萘作为溶剂的液化反应中,钼酸铵催化剂促进了氢气参与反应,但是总转化率的变化较小,仅仅促进了沥青烯向油方向的转化。③压力对于煤高温快速液化中四氢萘的供氢性能有影响。     

煤高温快速液化过程中的单原子与双原子氢转移机理

氢转移对煤的加氢液化至关重要,理解氢转移机理对于改善煤液化过程具有重要意义。在微型反应釜中通过考察氢气的溶解、溶剂类型以及不同类型催化剂对煤高温快速液化的影响,揭示了煤高温快速液化过程中单原子氢和双原子氢的转移机理。结果表明,在以四氢萘、氢气为条件的高温快速液化过程中,主要的活性氢来源于溶剂所提供的单原子;在以四氢萘、氮气为条件的高温快速液化过程中,不同催化剂对溶剂提供单原子氢的影响不同。在以四氢萘和萘、氢气为条件的高温快速液化过程中,双原子氢基本未参与液化反应,溶解并不是其参与液化反应的主要影响因素。以萘为溶剂、氢气气氛下的高温快速液化过程中,双原子氢参与反应需要一定的时间。在以萘或四氢萘、氢气为条件的高温快速液化过程中通过加入一定量的催化剂,可以促使双原子氢快速参与反应。     

锡林郭勒褐煤在超临界水和不同气氛下的液化性能

研究了锡林郭勒褐煤在超临界水和N₂气氛下,以及K₂CO₃,FeS+S和KOH三种催化剂分别作用下的液化性能,并与其在供氢溶剂四氢萘和H₂气氛下的液化性能进行比较。结果表明:锡林郭勒褐煤在供氢溶剂四氢萘和H₂气氛下具有较高的液化活性,在420℃、无催化剂条件下褐煤的液化转化率和油水气收率分别为76.8%和51.0%;而在相同温度、添加5%甲酸的超临界水和N₂气氛下,褐煤的液化转化率和油水气收率分别降为32.0%和29.2%,且褐煤液化主要转化为附加值高的油气部分。K₂CO₃,FeS+S和KOH三种催化剂对锡林郭勒褐煤在超临界水中液化都具有较好的催化活性,按催化活性由高到低排序为K₂CO₃,FeS+S,KOH;420℃时K₂CO₃对锡林郭勒褐煤具有最好的催化效果,褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为46.5%和42.2%。气氛对锡林郭勒褐煤在超临界水中的液化性能具有较大的影响,在CO气氛下锡林郭勒褐煤的液化活性最高,420℃时褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为52.2%和44.4%。这是由于在CO气氛下能够发生水煤气变换反应,可以为液化过程提供原位活性H,从而促进了油气收率和液化转化率的提高。