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.     

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%。     

胶体磨制备煤浆及粒径对直接液化性能的影响

以新疆将军庙煤样为研究对象,四氢萘为制浆、供氢溶剂,使用胶体磨湿磨制浆,考察了研磨时间对煤浆粒径的影响.通过激光粒度仪表征可得:磨煤1h,2h,3h和4h的主要粒径分布范围分别为8 000nm~10 800nm(2 000目~1 000目),2 400nm~2 900nm(6 000目~5 000目),800nm~1 200nm(18 700目~12 500目)和500nm~1 250nm(30 000目~12 000目).低压直接加氢液化实验结果表明,随煤样粒径减小,煤粉粒子间因团聚现象油产率反而下降,在其他液化条件都相同的条件下,200目煤样油产率为75.24%,1 340目煤样的油产率为59.96%.但对1 340目煤浆进行超声处理,其油产率提高到80.04%,增加了20%.     

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％.     

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 .     

煤直接液化残渣热解特性研究

介绍了煤直接液化残渣热解特性的基础实验研究,主要为温度对液化残渣干馏产物产率及性质的影响,给出了部分煤直接液化残渣热解特性基础数据,可为液化厂液化残渣的回收利用提供参考。     

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.     

平朔烟煤醇解反应条件的优化及与生物质的共醇解

为实现平朔烟煤的高附加值利用,用100mL高压釜对平朔烟煤(PS)进行醇解。结果表明:通过对比不同条件下的溶出物,得到最优条件:温度为280℃,气氛为H_2(初压为5MPa),溶剂为甲醇(ME);在H_2气氛下煤中游离的挥发分容易发生加氢反应,使气体产率明显高于He气氛和N_2气氛下的气体产率,而含氧气体(如CO_2,NO_2和SO_2)的产率则低于其他两种气氛下含氧气体的产率;由于具有强极性且分子较小,甲醇容易渗透进煤大分子孔隙中促进断键,故气体和可溶物产率均高于四氢呋喃(THF)和石油醚(PE)的气体和可溶物产率;为进一步促进PS的解聚,采用PS与水稻秸秆(RS)共醇解(质量比为5∶1),使可溶物产率由11.2%(质量分数)提高到28.2%;PS醇解可溶物(E_(PS))所含芳烃类以苄基类、联苯类和萘为主,检测到的三环芳烃和四环芳烃较少,PS和RS共醇解可溶物(E_(PS,RS))以二环芳烃和三环芳烃(萘、芴、蒽和菲)为主.对比原煤与醇解残渣的~(13)C固体核磁谱,发现醇解残渣的芳碳质量分数f_a增加,脂碳质量分数f_(al)减少.     

煤溶胀前后溶解度参数变化研究

选择6种性质不同的溶剂作为溶胀剂,对烟煤进行了溶胀预处理。对溶胀前后煤样进行了形貌分析、红外分析及溶解度参数测定,并考察了直接加氢液化效果。结果表明,溶剂溶胀预处理未破坏煤大分子结构,而煤的微观形貌变得疏松。所选6种溶剂中,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与煤二者之间的溶解度参数差值最小,DMF对煤溶胀效果也最好,溶胀度达1.71。同时,6种溶胀煤中,经DMF溶胀煤样(C_(DMF))的溶解度参数值最低,直接液化性能最好。相比于原煤(C_R),C_(DMF)的溶解度参数降低了2.73%,气产率降低了89.71%,液产率和转化率分别提高了27.48%和5.35%。     

西沟煤直接液化条件及超声对液化效果的影响

以新疆阜康西沟原煤(200目)为研究对象,四氢萘为制浆和供氢溶剂,利用正交及单因素实验确定西沟煤适宜的液化条件.结果表明,T=435℃,p=7 MPa,m(solvent)∶m(coal)=1.75∶1和t=60 min为适宜的液化条件.此条件下,rη(oil)=75.33％.进一步探讨了煤粒径及超声处理对液化效果的影响.西沟原煤经胶体磨研磨后直接液化:研磨1h,粒径9.98 μm,η(oil)=59.96％;研磨2h,粒径2.60 μm,η(oil) =60.03％;研磨3h,粒径1.10 μm,r(oil) =60.02％;研磨4h,粒径0.76 μm,η(oil) =60.06％.若研磨后先超声处理再液化,研磨1h,2h,3h和4h后油产率为80.73％,81.25％,84.27和82.63％,比不超声分别提高了20.77％,21.22％,24.25％和22.57％.     

光盘级聚碳酸酯醇解制双酚A

为实现对光盘级聚碳酸酯的降解利用,以甲苯为溶剂、NaOH为催化剂、Na2S为产品保护剂,常压下对其进行甲醇醇解反应制备双酚A,同时考察了各个反应因素对醇解反应的影响。研究结果表明:光盘级聚碳酸酯可在40 min反应时间、60℃反应温度、V(甲醇)∶V(甲苯)=1∶3、m(PC/g)∶V(有机溶液/mL)=1∶3.15、m(Na2S)∶m(PC)=1∶30、m(NaOH)∶m(PC)=1∶20及匀速搅拌的最佳反应条件下实现完全醇解解聚,双酚A收率达到88%以上。     

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。     

飞灰对五彩湾煤低压直接液化性能影响研究

在溶煤比为2.75∶1,氢初压为6.0MPa和反应时间为60min条件下,考察了温度、飞灰加入量、CoSO4和NiSO4用量及其加入方式等因素对五彩湾煤直接液化性能的影响.结果表明,在给定的条件下,在飞灰加入量为3%(daf,质量分数)和温度为415℃时,可获得最大油产率为64.59%;当CoSO4和NiSO4与飞灰和煤样机械混合加入时,对液化油产率和转化率产生负效应;当NiSO4和CoSO4浸渍担载加入时,油产率分别达到68.01%和66.58%.尽管煤质分析结果表明该煤样加氢液化性能较差,但以飞灰、CoSO4和NiSO4为催化剂时,还是获得了良好的液化效果.     

废旧光盘在离子液体中的甲醇醇解反应

以离子液体［Bmim］［Cl］为反应介质和催化剂,对废旧光盘的甲醇醇解反应进行了研究。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇用量对醇解反应结果的影响,得到的较佳醇解反应条件为反应温度110℃,反应时间1.5 h,n(甲醇)∶n(光盘)=8∶1,m(［Bmim］［Cl］)∶m(光盘)=1∶1,在上述条件下,光盘醇解率≥98%,双酚A收率≥93%。对离子液体的回用性能进行了考察,结果表明,离子液体回用8次后光盘的醇解率和BPA的收率无明显变化。采用FT-IR技术对醇解产物进行了表征。     

神华上湾煤恒温阶段直接液化反应动力学

为考察神华上湾煤的直接液化性能及反应动力学,以加氢蒽油-洗油混合油作为溶剂、负载型FeOOH作为催化剂,在0.01 t·d~(-1)煤直接液化连续实验装置上考察了不同反应温度(435~465℃)、不同停留时间(7~110 min)下液化产品组成的演变规律。研究发现,随着煤的裂解及加氢反应的进行,煤及沥青类物质(PAA)收率不断减小,重质液化产物逐步向轻质液化产物转化。当反应温度为455℃、停留时间为90 min时,煤转化率为90.41%(质量分数),油收率为61.28%(质量分数)。随着反应条件进一步苛刻,油收率下降。基于上湾煤直接液化反应特性及其产物收率变化规律建立了11集总煤直接液化反应动力学候选模型,以BFGS优化算法对实验数据搜索、选优,确定了动力学模型参数。检验结果表明所建立的动力学模型可用于恒温阶段直接液化行为的模拟计算。     

中国直接液化油煤浆及液化残渣流变特性研究进展

在煤直接液化工艺中,油煤浆和液化残渣的流变特性参数是工艺设计的重要基础数据之一。本文总结了我国液化油煤浆在常压常温、常压升温和加压升温条件下流变特性的研究进展和相应的流变模型,介绍了溶剂的性质、煤在溶剂中的溶胀、煤的热溶产物或初始液化反应产物等对煤浆体系黏度变化的影响,对开展我国液化油煤浆和液化残渣的流变特性研究,具有一定的指导意义。     

兖州煤的催化加氢及其重质产物的分离和表征

煤在温和条件下的内化加氢是煤直接液化和煤温和热解领域的重要内容,是由煤生产液体煤料和化学产品的重要手段。从兖州煤的加氢反应入手,研究了加氢条件与产物产率的关系,考察了不同溶剂对产物萃取物数量和质量的影响,从族组成的角度分析了重质产物与优质道路沥青的异同,为以煤直接液化重质产物为原料生产优化道路沥青作了探索性研究。研究表明：在一定反应和分离条件下,通过兖州煤催化加氢可制得与进口和国产优质道路沥青族组     

煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势

为实现煤液化残渣的高效利用,分析了煤直接液化残渣特性,论述了煤直接液化残渣经萃取提取高附加值有机物,如沥青和重油的研究现状,阐述了煤直接液化残渣萃取溶剂的种类、萃取工艺条件的选择以及萃取物的性能和用途等,提出了煤直接液化残渣萃取技术的发展趋势。采用合适的萃取剂和萃取条件可从液化残渣中萃取出制备沥青的原料和可作为液化循环溶剂使用的油分,萃取剂可包括各种已知的常规萃取溶剂及其混合物、离子液复合萃取剂和各种煤液化或石化馏分油,萃取出的沥青类物质可制备高级碳材料,特别是碳纤维材料,萃取出的油分可用作煤液化循环溶剂或燃料。提出未来应开发针对煤直接液化残渣的高效、低廉的新型有机溶剂萃取剂,研究多步或多级萃取工艺,实现萃取工艺的进一步优化和简化,形成萃取工艺和其他工艺,如加氢裂化工艺和加氢精制工艺结合的复合工艺。     

新疆淖毛湖煤加氢液化特性及液化产物中氢的分布规律

以新疆淖毛湖煤和四氢萘为原料,在2L高压釜中进行加氢液化实验,开展新疆淖毛湖煤直接液化过程调控研究,考查了温度、压力、时间及催化剂对氢耗、气产率、转化率、油产率和沥青类物质产率的影响规律,探讨了复杂多相体系液化产物中氢的分布规律,揭示了煤直接加氢液化反应与氢分布规律的内在联系.结果表明:在420℃,15MPa和60min的反应条件下,淖毛湖煤的转化率为94%,油产率为65%,是适宜直接液化的优良煤种;氢较均匀地分布在淖毛湖煤加氢液化的轻质产物(水、150℃馏分油、150℃～260℃馏分油和260℃～350℃馏分油)中,在350℃重质馏分油中分布最高,接近30%;氢在液化产物中的分布与加氢液化反应效果呈现出正相关特征.     

艾丁褐煤直接液化产物中酚类形成影响因素研究

针对艾丁褐煤高氧含量的特征,通过高压釜对艾丁褐煤直接加氢液化进行试验研究,考察了反应温度、催化剂添加量、氢气初压和溶剂含量对艾丁褐煤液化产物酚类物质生成的影响。结果表明,艾丁褐煤直接液化生成酚类物质的最适宜条件为:反应温度430℃,催化剂添加量1%,氢气初压5.0 MPa,溶剂含量50%。各低级酚在总酚中的占比分别为:苯酚0. 39%,邻甲酚0. 51%,间甲酚1.08%,对甲酚0. 97%,二甲酚5. 07%。通过碱抽提煤液化油得到的酚类物质中的低级酚(苯酚+C1phenol+C2 phenol)在总酚中占比10.7%,低级酚主要集中在保留时间为24～33 min,高级酚占比较大,且随保留时间的延长既多又杂;提高反应温度、溶剂含量和催化剂添加量有利于提升总酚产率,促进煤反应生成酚类物质,氢气初压对总酚产率影响不大;提高反应温度和催化剂添加量能提升低级酚在总酚中的占比,使高级酚趋向于反应生成低级酚,提高溶剂含量和氢气初压抑制低级酚在总酚中的占比。煤直接液化工艺流程中,通过加氢反应,在低温分离过程中尽可能达到较高的酚产率,同时通过将高分进行循环,以延长高分的反应时间,提高油产率,即实行分级加氢液化将有利于控制和提高油和酚产率。