KINETICS OF THERMAL LIQUEFACTION OF SEYITÖMER LIGNITE

ABSTRACT

Kinetics of non-catalytic liquefaction of Seyitomsr lignite has been investigated under hydrogen pressure, using tetralin as a Bolvent in a laboratory Bcale batch autoclave reactor.

In the first set of experiment hydrogen initial pressure and reaction temperature were kept constant, the reaction time and coal/aolvent ratio were changed at five and three levels espectively. In the second set of experiments coal/solvent ratio was kept constant and hydrogen initial pressure, reaction temperature and time were individually changed at four levels. The produot was analyzed in terms of total conversion, liquid yield and liquid product distribution determined as preasphaltenes, asphaltense and oila. A satisfactory correlation was obtained using the kinetic model proposed by Shalabi et al (1979).     

LIQUEFACTION AND THE CHARACTERIZATION OF COAL DERIVED LIQUIDS OF MENGEN LIGNITE

ABSTRACT

The liquefaction characteristics of Mengen lignite has been investigated in the presence of cobalt-molybdenum on alumina catalyst in a 1 lt batch autoclave system with anthracene oil used as solvent. The experiments were carried out in the range of 15–60 atm for initial hydrogen pressure, 360–440°C for reaction temperature, 1–5 for solvent to coal ratio and 0–20% of coal for catalyst loading which were chosen as process variables. Coal particle size and reaction time were kept constant as below 200 mesh and 30 minutes respectively, (Erdem 1987)

The product was analyzed in terms of total conversion, liquid yield and liquid product distribution determined as preasphaltenes, asphaltenes and oils. The oil fraction was further separated by column chromatography while the asphaltenes were separated into basic and acid/neutral fractions. The preasphaltenes were divided into two fractions as carbene (CS₂ solubles) and carboid (CS₂ insolubles). (Inanç 1989)

The oil yield is mostly affected by the catalyst loading which shows to a certain extent that the conversion of asphaltenes to oils is a catalytic step. The selected process variables showed a positive trend with respect to the yield of hexane eluted oil which is the desired product of liquefaction.     

煤液化残渣加氢性能研究

 通过含大量沥青质（PAA）的煤液化残渣（CLR）在微型反应釜的加氢试验,考察了温度、气氛、氢初压以及反应时间对CLR中油（Oil）、沥青质（PAA）和四氢呋喃不溶有机质（THFIS）加氢性能的影响。结果表明,CLR中的重质组分—PAA和残余煤可进一步加氢转化成Oil,CLR–A、B中PAA最高转化率分别为77.43%和80.54%;氮气压力的存在能促进CLR中残余煤转化成PAA,高压氢有利于残余煤和PAA加氢转化成Oil。试验得出,在本实验范围内CLR-A、B的适宜加氢温度均为450℃,最佳氢初压均为6 MPa,最优反应时间分别为60min、40min。     

丁二酸二乙酯加氢制备1，4-丁二醇的工艺研究

以丁二酸二乙酯为原料,CuO-ZnO-Al_2O_3为催化剂,催化加氢制备了1,4-丁二醇。考察了反应温度、反应压力、氢酯摩尔比、液时空速对加氢反应的影响。较佳工艺条件为:反应温度200～220℃,反应压力4.0～6.0 MPa,氢酯摩尔比为150～250,丁二酸二乙酯的液时空速为0.1～0.4 h~(-1)。在此条件下,丁二酸二乙酯的转化率大于95%,1,4-丁二醇的选择性大于90%。     

Mo2C/SAPO-11催化剂上正己烷异构化反应研究

利用程序升温还原法制备了SAPO-11负载碳化钼催化剂。XRD分析表明,利用正己烷作为碳源得到了对异构化具有活性的β-Mo2C。通过连续流动固定床反应装置,以正己烷为模型反应物,考察了反应温度、压力、空速和氢烃体积比对β-Mo2C/SAPO-11催化剂临氢异构化反应性能的影响。结果显示,SAPO-11负载碳化钼催化剂上的正己烷异构化的最适宜反应条件为温度380℃, 压力1.5MPa,体积空速1.0h-1,氢烃体积比200:1。在适宜条件下反应物转化率为82.19%,异构物选择性和收率分别达到73.57%和60.47%。     

不同浓度煤与油浆共炼研究

重点考察在反应温度455℃、压力20 MPa、空速不变、氢油比不变的工艺条件下,煤+油浆浓度分别在15％、25％、35％、40％下煤的转化率,发现进料煤浓度40％反应器温度为455℃、压力20 MPa、空速为0.5 h-1时达到最佳反应效果,煤转化率达85.4％,验证了煤和油浆共炼的适应性良好.油煤共炼装置在不同浓度的...     

C5/C6烷烃异构化催化剂制备及性能研究

以工业丝光沸石为载体,采用等体积浸渍法制备了C₅/C₆正构烷烃中温异构化催化剂。采用微型固定床反应器,以正戊烷、正己烷为模型化合物,考察反应温度、反应压力、液时体积空速和氢油比对催化剂异构化性能的影响。结果表明,正构C₅、C₆烷烃异构化的适宜反应条件为：反应温度280 ℃、反应压力2 MPa、体积空速1.0 h-1、氢油摩尔比2.77。此条件下,C₅、C₆异构化率分别为67.3%和85.2%。以工业装置重整拔头油为原料进行试验,液体收率保持在96.0%左右,C₅、C₆异构化率分别为67.5%和85.7%,C₆异构选择性为19.9%。以重整拔头油为原料的600 h长周期评价试验结果表明,该催化剂异构化性能稳定。     

MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化喹啉加氢脱氮的反应动力学

 采用共沉淀法和共浸渍法制备了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂。以喹啉为模型化合物,在固定床微反应器中考察了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂的加氢脱氮（HDN）活性;在氢分压2~5 MPa、反应温度300~400℃、氢/油体积比200~800和体积空速2~8 h^-1条件下,建立了其HDN的反应动力学模型。结果表明,MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化喹啉HDN反应中,脱氮率随着反应温度升高先增加后趋于平缓,喹啉转化率则随着反应温度升高略有降低;脱氮率及转化率均随着氢分压增加而增加,随着体积空速增加而降低,而随着氢/油体积比增加变化不大。喹啉HDN的反应动力学模型为带有氮化物吸附的拟一级反应动力学模型,并结合Levenberg-Marquardt(L-M)算法对模型参数进行优化求解。将喹啉HDN反应的脱氮率实验值与模型计算值进行了比较,两者吻合较好,平均相对误差为6.87%。     

Ti改性骨架Ni催化乙腈液相加氢制乙胺

 研究了以改性骨架Ni催化剂液相催化乙腈加氢制备乙胺的工艺. 考察了Ti改性骨架Ni催化剂中Ti/Ni摩尔比, 反应体系中NaOH助剂的加入量和加氢反应温度、H₂压力、搅拌速率等因素对改性骨架Ni催化乙腈液相加氢制备乙胺反应的影响. 确定了Ni改性骨架Ni催化剂最适宜的Ti/Ni摩尔比和催化乙腈加氢制备乙胺的最佳工艺条件, 并初步探讨了Ti改性骨架Ni催化剂对乙腈催化加氢反应的影响机制. 结果表明, 在Ti/Ni摩尔比为0.012的改性骨架Ni催化剂作用下, 以水作溶剂, NaOH助剂的加入量为0.20g/l, 在反应温度333～343K、H₂压力1.0MPa、搅拌速率1000r/min的反应条件下, 乙腈的转化率达到100%, 乙胺的选择性可达75.6%. 此外, 还根据Ti改性骨架Ni催化剂液相催化乙腈加氢反应中重复使用的情况考察了其稳定性.     

正戊烷异构化制异戊烷反应热力学分析及实验研究

通过对正戊烷异构化制异戊烷反应进行热力学分析,得到不同反应温度下的标准摩尔焓变、标准摩尔吉布斯自由能变和标准平衡常数值, 同时分析了反应温度、压力及氢/烃摩尔比对正戊烷异构化率的影响。结果表明,正戊烷异构化反应是放热反应,低温有利于异构化反应的进行,并且可抑制正戊烷的裂解。在异构化机理研究中发现,氢气对异构化反应的转化率和选择性有着重要的影响,过高的氢分压会使脱氢反应的平衡向反方向进行, 从而降低正构烷烃的转化率。采用固定床反应器对正戊烷异构化反应热力学进行研究,所使用的催化剂为中国石化石油化工科学研究院研制的中温分子筛型异构化催化剂。结果表明,温度、压力、氢/烃比是影响正戊烷异构化反应的主要因素。温度升高促进裂解反应,导致液体收率下降;压力升高有利于异构化反应;过高的氢分压降低正戊烷的转化率。因此,三者可以互相调整、相互补偿,从而使催化剂在最佳的条件下使用。     

塔河渣油加氢轻质化富集钒的研究

以高钒含量的塔河常压渣油(THAR)为研究对象,通过对油样基本性质及加工性能进行分析,考察了反应温度、氢初压和反应时间对钒在各产物中的分配率及产物分布的影响。结果表明：THAR属于难加工的重质油;加氢轻质化处理后,钒主要富集在残渣中,反应温度和反应时间的增加有利于钒在残渣中的富集,但轻质化油产率降低,氢初压的增加对钒的分配率和产物分布的影响不大;THAR轻质化的适宜条件为：温度425 ℃,氢初压3.0 MPa,反应时间45 min,在此条件下,钒在轻质化油中的分配率仅为0.44%,在残渣中的分配率可达95.57%,残渣中钒质量分数为1 323 μg/g,轻质化油产率为61.29%,残渣产率为20.32%。     

C_5抽余油与非芳烃汽油混合加氢工艺技术研究与工业应用

对C_5抽余油与非芳烃汽油混合加氢制备蒸汽裂解料技术的工艺条件进行了研究,考察工艺条件对转化率的影响。得出适宜的工艺条件为:稀释进料,C_5抽余油/非芳烃汽油体积比(1∶5)~(1∶7)、平均反应温度120~140℃、压力4.0~5.0 MPa、体积空速1.0~4.0h~(-1)、氢油体积比200~400。在此条件下加氢后反应产物中二烯烃质量分数不大于0.1%。1 500h的稳定性试验结果表明,该催化剂具有良好的活性和稳定性。     

Raney-Ni催化氢解甘油制备1,2-丙二醇工艺条件的研究

以甘油为原料,Raney-Ni为催化剂甘油氢解制备1,2-丙二醇。通过单因素试验考察了各反应条件对反应结果的影响。结果表明,适宜的工艺条件为催化剂用量为甘油用量的35%,反应温度170℃,反应时间9h,反应液为甘油的水溶液,甘油质量分数80%,反应釜内氢气压力2.5MPa,搅拌速率300r/min。     

塔河减压渣油浆态床加氢改质反应条件的考察

以塔河减压渣油为研究对象,通过高压釜反应模拟浆态床加氢反应过程,考察反应条件对塔河减压渣油加氢转化过程生焦率、转化率及产物分布的影响。结果表明,随反应温度的升高,渣油转化率及生焦随之增加;氢初压的提高对生焦有明显的抑制作用,起初渣油转化率随之降低,当超过8 MPa时略有增加;反应时间的增加对渣油转化率及生焦都有促进作用;催化剂的存在可以抑制生焦反应,同时在一定程度上也抑制了裂化反应,应控制适量。综合考虑,确定适宜的反应条件为：反应温度不宜高于430 ℃,氢初压7～8 MPa;反应时间40～60 min;催化剂的加入量2 000～6 000 mg/kg。     

催化重整固定床反应器反应条件的优化研究

 采用已经建立的催化重整固定床反应器（Catalytic reforming fixed bed reactor，简称CRFBR）内传递及反应过程的综合数学模型，对工业固定床催化重整反应器进行数值模拟研究。考察了反应温度、反应压力、体积空速和氢/油体积比对产物组成的影响。结果表明，高反应温度、低反应压力可以提高产品的芳烃产率，但高反应温度会同时降低液体产物收率，低反应压力会加速催化剂上的积炭。体积空速和氢/油体积比的提高会导致液体产物收率增加和芳烃产率降低。在满足产品质量要求的条件下，各操作参数存在着最优值。引入芳烃产率和液体产物收率的变化量之积，即重整芳产液收积(K_I)作为控制参数，以K_I达极大值时的反应条件作为最佳反应器操作条件，为催化重整工艺条件的优化提供理论依据。     

THE COMPOSITION OF THE LIQUID PRODUCT DERIVED FROM ALBERTA SUBBITUMINUS COAL

The composition of the liquid product derived from the liquefaction of Alberta subbituminus coal has been investigated by a conventional autoclave technique at 420 and 44O°C under 85 Kg/cm * G of initial hydrogen pressure in the presence of 2 to 5 parts of tetralin. The liquid product, as analyzed by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry, consisted mainly of methylsubstituted naphthalenes, indanes and tetralins, n-paraffins and phenol derivatives with trace amounts of phenanthrene and methyl substituted acenaphthene, fluorene and dibenzofuran. Included also in the product were 1-methylindane, n-butylbenzene and decalin but which have been identified as derived from tetralin but not from coal. The effect of reaction conditions on the conversion to gas, liquid and SRC is also discussed.     

抚顺页岩油柴油馏分加氢精制的工艺条件

以硫化态Co-Mo/Al2O3为催化剂,利用固定床小型加氢反应装置,考察了反应温度、反应压力、体积空速、氢/油体积比对抚顺页岩油柴油馏分加氢精制效果的影响。结果表明,升高反应温度、增大反应压力、降低体积空速,有利于抚顺页岩油柴油馏分的脱硫、脱氮和烯烃饱和,特别是可明显提高加氢脱氮效果,而氢/油体积比的改变对产物性质影响相对较小。在反应温度380℃、反应压力7MPa、体积空速0.5h-1、氢/油体积比600的条件下,抚顺页岩油柴油馏分加氢精制后,其杂原子和不饱和烃含量低、密度小、芳香烃含量少,可作为优质清洁柴油直接使用。     

THE COMPOSITION OF THE LIQUID PRODUCT DERIVED FROM ALBERTA SUBBITUMINUS COAL

ABSTRACT

The composition of the liquid product derived from the liquefaction of Alberta subbituminus coal has been investigated by a conventional autoclave technique at 420 and 44O°C under 85 Kg/cm ? G of initial hydrogen pressure in the presence of 2 to 5 parts of tetralin. The liquid product, as analyzed by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry, consisted mainly of methylsubstituted naphthalenes, indanes and tetralins, n-paraffins and phenol derivatives with trace amounts of phenanthrene and methyl substituted acenaphthene, fluorene and dibenzofuran. Included also in the product were 1-methylindane, n-butylbenzene and decalin but which have been identified as derived from tetralin but not from coal. The effect of reaction conditions on the conversion to gas, liquid and SRC is also discussed.     

中低温煤焦油悬浮床加氢预处理研究

以中低温煤焦油为原料,在高压釜中模拟了煤焦油悬浮床加氢预处理过程,在自制非均相催化剂作用下,探索反应条件对液体产物分布及甲苯不溶物（TI）转化率的影响规律。结果表明,反应温度和氢初压的升高以及催化剂添加量的增加可以显著提高轻油（汽油、柴油馏分）收率,在反应温度为460 ℃、氢初压为16.0 MPa、催化剂添加量（w）为3.0 %、反应时间为1.0 h的条件下,液体产物轻油收率达54.21 %,TI转化率达到86.5 %,产物分布得到显著改善。     

长链烷烃和双环烷烃混合原料加氢异构规律的研究——工艺条件的影响

将正十六烷和十氢萘按85∶15的质量比配成混合原料,以负载Pt的氢型TON结构分子筛作为催化剂,考察温度、压力、液时空速和氢/油体积比对于混合原料中链烷烃和环烷烃加氢异构转化活性和产物分布组成的影响。结果表明,混合原料中的十氢萘在异构体系中的反应活性很低,高温、低压下脱氢生成四氢萘,液时空速、氢/油体积比对十氢萘的转化几乎没有影响。对于混合原料中的正十六烷,低压有利于提高其转化率和异构烃的选择性,但相近转化率下,压力不改变单支链异构烃收率分布。低液时空速可以提高正构烷烃的转化率,但不改变产物分布。实验范围内,氢/油体积比的变化对正构烷烃的临氢转化几乎没有影响。