煤直接液化溶剂研究进展

分析了煤加氢液化的反应机理,发现溶剂在加氢液化过程中起着非常重要的作用。重点讨论了溶剂在反应过程中的热溶解作用以及供氢和传递氢作用,介绍了目前煤直接液化工业生产中溶剂的常用分类,最后指出开发新型溶剂,对缓和煤加氢液化条件和改善生产工艺具有重要意义。     

煤直接液化溶剂油的平均结构

对一种褐煤的直接液化加氢前、后溶剂油进行了1H核磁共振波谱、元素组成和分子量等性质的分析和平均结构参数的计算,研究了加氢前、后溶剂油分子的平均结构。结果显示：加氢处理前、后溶剂油的平均分子式为C17H23S0.004N0.09O0.12和C16H24S0.003N0.03O0.03,加氢前溶剂平均分子的芳碳率fa为0.46,平均分子结构含有2～3个环,其中芳香环为1～2个,环烷环为1个。经过加氢处理后溶剂油分子的平均结构发生较大的变化,溶剂平均分子芳碳率fa为0.37,平均分子结构中含有2个环,其中芳香环1个,环烷环1个,经加氢处理后,溶剂具备了较好的供氢性能。     

溶剂对依兰煤液化反应特性的影响

不同的溶剂对煤直接液化过程产生不同的影响，其组成和性质决定了反应进行的途径。本文介绍了进行该项研究的试验装置和工艺过程，从试验结果得出了三种不同溶剂即ＨＡＯ，ＤＡＯ和循环溶剂对煤液化产物及各项收率的影响。     

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。     

重劣质油作为煤直接液化溶剂的研究

探讨了煤直接液化溶剂在煤直接液化过程中的重要作用,重点介绍了油浆和油煤共炼产物中的某三种重劣质油(含固重劣质油、脱固重劣质油、加氢重馏分油)作为煤直接液化部分溶剂的研究进展,发现在悬浮床加氢裂化中试装置上,在煤浓度为40%～45%、反应温度465～468℃、压力20～22 MPa、空速0.5 kg/(h·L)、催化剂占总量的1%的工艺条件下,其中一种重劣质油(加氢重馏分油)是煤直接液化比较好的溶剂。     

煤直接液化用溶剂的研究现状

对前人在煤直接液化研究中所使用的溶剂的种类、作用和优缺点进行综述,指出开发新的溶剂,使煤液化在较低温度和压力下完成并获得高的油收率是煤直接液化更容易实现和产业化的关键。     

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%。     

煤液化过程中溶剂的作用

综述了近年关于煤液化反应中溶剂作用方面的研究成果，以及研究溶剂作用的新分析手段和研究方法。     

煤炭直接液化溶剂的研究

讨论了煤炭直接液化过程中溶剂的特点、作用及质量要求,煤液化溶剂具有一般溶剂的功能,同时还具有良好的供氢和传递氢的功能特点,起到溶解、分隔煤裂解生成的自由基的作用,溶剂必须具有一定的分子结构和分子大小。初步讨论了表征煤液化循环溶剂供氢性的指标,指出普通溶剂如四氢萘和二氢萘等部分饱和的芳香化合物可直接用作煤液化溶剂,多环芳烃含量较高的煤焦油和石油系重质油,经过预加氢处理提高溶剂的供氢性后,可作为煤液化过程的起始溶剂或替代溶剂。     

溶剂组成对褐煤催化液化的影响

本文采用60ml微型高压釜,以杂酚油为溶剂,在氨初压6.0MPa,反应温度400℃,反应时间30min的条件,以四氢萘,邻苯二酚为模型化合物,考察了溶剂中供氢组分和酚类物质对先锋褐煤催化液化的影响.实验结果表明,供氢组分对液化转化率和油品产率皆有重要作用;酚类物质对液化转化率影响较小,但能改变液化产物之间的分布,催化剂活性是随溶剂中供氢组分和酚类物质百分含量的改变而发生变化.     

煤油共处理中原料油结构对供氢性能影响研究

为考察煤焦油作为煤油共处理溶剂的反应效果,以高温煤焦油为对象,利用1H核磁共振光谱、红外光谱等分析方法表征高温煤焦油加氢前后结构变化,计算高温煤焦油加氢前后的平均分子式和平均结构参数。通过高温煤焦油加氢前后与煤的共处理试验,研究高温煤焦油加氢后结构变化对供氢性能的影响。结果表明,高温煤焦油加氢前后平均结构变化明显,加氢使部分芳环被取代,侧链发生断裂,芳烃加氢饱和形成氢化芳烃或发生开环反应形成其他脂肪结构,芳香氢HA含量由0.743下降到0.605,Hα、Hβ和Hγ分别提高0.109、0.022和0.705,加氢后高温煤焦油PDQI指数提高0.68,供氢效果明显改善,原料转化率、油收率分别提高1.24%和3.92%,沥青烯、前沥青烯产率下降2.25%,产物组成一环至四环化合物分别增加0.79%、0.53%、2.97%和0.83%,H/C原子比由0.99提高至1.03。说明加氢后焦油用于煤油共处理反应,促进了共处理反应重质产物向轻质产物的转移。     

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。     

煤液化油中低级酚生成的影响因素研究

为了探究反应温度、反应压力、催化剂添加量以及供氢溶剂对褐煤直接液化油中低级酚生成的影响以及低级酚生成的机理,利用模型化合物邻苄基苯酚在煤直接液化条件下进行加氢反应。实验结果表明:邻苄基苯酚在液化条件下主要发生桥键断裂反应生成低级酚,苯环不易被加氢饱和。温度升高对促进邻苄基苯酚桥键断裂有利;压力升高则不利于其桥键断裂;铁系催化剂添加量的增加会促进桥键断裂;供氢溶剂四氢萘相比十氢萘会抑制低级酚的生成。邻苄基苯酚加氢液化的产物以苯酚与甲苯为主,邻甲酚与苯相对较少。     

淮南气煤直接液化特性的研究

笔者从淮南矿区具有方便的交通、适中的地理位置、充足的电力和丰富的水源以及宜人的气候等综合条件考虑,结合矿区丰富的气煤资源和良好的液化特性,并根据气煤的元素组成（碳、氢、氧）和发热量（Qgr,dmmf及Qnet,ar）比长焰煤和褐煤更接近于天然石油的事实,可以认为淮南气煤适于直接液化县综合经济效益将明显优于低煤化度的不粘、长焰煤和褐煤。     

低阶煤中氧的测定方法及对煤直接液化的影响

氧是煤中最丰富的杂原子,其含量和存在形式对煤的性质有很大影响,特别是对低阶煤的影响更为显著。低阶煤中的氧主要以酚羟基和醚键形式存在,此外还有羰基、羧基和呋喃等。介绍了低阶煤中含氧官能团的测定方法,结果发现:物理方法方便快捷,但XPS、IR等分析手段因一些峰值无法识别,降低了实用性;化学方法步骤繁琐,操作时间长且准确性较差。综述了含氧官能团对煤直接液化的影响,酚羟基在液化过程中因发生交联反应而产生负面影响;高级醚类具有高的液化特性;羧基的液化机理复杂,没有统一的意见。     

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。     

胜利煤的溶胀行为及溶胀煤的特性分析

为了考察溶胀作用对液化油煤浆黏度变化的影响作用,参照煤直接液化工艺条件,在四氢萘(THN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、液化起始溶剂(STA)和液化循环溶剂(REC)等不同有机溶剂中对胜利煤进行了溶胀行为研究。采用扫描电镜、孔隙比表面积分析仪、红外光谱仪等手段,研究了不同条件下胜利溶胀煤的表面性质变化。结果表明,胜利煤在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中的溶胀度要大于在非极性溶剂四氢萘、起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度;随着温度的升高,胜利煤的溶胀速率增大。溶胀后的胜利煤呈松散的云状结构,煤的形貌发生了一定程度变化;溶胀煤的孔径增大,比表面积减小。     

中国煤炭直接液化优选煤种的研究

综合分析了１４种中国煤炭直接液化优选煤种的煤质特征，首次提出了优选区域和临界方程，确定了煤炭直接液化优选煤种的必要条件，对于煤种液化特性的研究具有重大的指导意义。     

一种新的煤直接液化方法

从煤直接液化反应机理入手,综述了在过去几十年采用“煤短时液化”的思想研究煤直接液化机理的成果,以及以该思想为基础开发的“煤的高温短时液化”工艺.在上述2种研究成果的基础上,提出了一种新的煤直接液化方法,即“煤的高温快速液化”,并列出了相关实验室实验成果,这些结果将对工业化装置的开发产生深远的影响.