金属元素改性的超高温氨分解催化剂Ni/Mg-Al的结构及性能

以MgO、Al2O3和ZrO粉末为载体，金属Ni为活性组分，金属元素Co、La等为助剂，制备超高温氨分解催化剂；采用X射线衍射（XRD）、BET比表面积测试（BET）、H2程序升温还原（H2-TPR）、透射电子显微镜（TEM）对其结构进行表征，并在催化剂评价装置上对其氨分解活性进行评价，考察不同金属元素对催化剂结构和性能的影响。XRD结果表明：制备的几种催化剂中均存在NiAl2O4尖晶石相；金属元素可以促使生成的NiAl2O4尖晶石的晶型更加完整；La对晶型的贡献大于Co和Zr。H2-TPR结果表明：加入金属元素La后，催化剂中形成了更多的晶相NiAl2O4，而加入金属元素Co后，生成了与载体具有强相互作用的类尖晶石结构的固溶体。BET及TEM结果表明：金属元素La有助于提高Ni物种在催化剂表面的分散度和浓度，形成更小的表面Ni粒子，从而提高Ni的活性位分布。在反应温度1 200 ℃、体积空速1 228 h-1的条件下，相比于Ni/Mg-Al和CoNi/ZrMg-Al催化剂，LaNi/ZrMg-Al催化剂表现出更好的高温耐磨损性能、抗烧结性能和热稳定性能。     

基于分子质量的煤沥青芳香分组成结构表征

为获得分子水平上煤沥青中芳烃结构组成,采用超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)等分析手段,对煤沥青芳香分进行表征。研究结果表明,在正离子ESI模式下,在样品中共鉴定出12类不同分子组成的化合物,其中相对丰度较高的是芳烃类、N1和O1类化合物。根据各类化合物的DBE、碳数分布情况及分子量可知,芳烃化合物主要是5个碳环和6个碳环的稠环芳烃,且煤沥青中存在带有C1~C3烷基取代的5个苯环的稠环芳烃和带有C1~C2烷基取代的6个苯环的稠环芳烃。N1类化合物主要是喹啉类碱性氮化物,其中具有最高的相对丰度的N1类化合物母核结构为三苯并喹啉。鉴别出的O1类中性氧化物中含量最高的是可能含有4个苯环的呋喃类物质,O2类化合物含量很少,可能是呋喃类物质二聚体。     

高压釜中煤液化性能评价方法

高压釜是评价煤液化性能常用的设备,针对高压釜中产物存在的挂壁现象,难以完全取样计量,导致进、出物料及灰达不到完全平衡,不同高压釜数据可比性差,不能真实反映不同煤种的液化性能等问题。论述了如何合理处理损失以达到进、出物料及灰的完全平衡,并在物料平衡的基础上,对高压釜的油产率计算公式进行了修正。结果表明,为了保证试验数据更真实,未处理的进、出物料平衡最好在95%以上。灰平衡计算可以间接反映所取分析样品是否具有代表性,灰平衡越接近100%,则所取样品代表性越好。研究发现,灰平衡在90%~110%为宜。与原有的油产率计算结果相比,使用修正的油产率公式,油产率会提高1.14%~3.42%。     

不同重油作为煤油共炼溶剂的成浆性研究

以高温煤焦油、催化裂化油浆、常压渣油为研究对象,研究3种重油与新疆低阶烟煤配制的油煤浆的成浆性,成浆性主要考察其流变性和稳定性,其中流变性主要研究输送过程和升温过程中黏度变化的影响因素及其主要影响因素,稳定性主要研究静止体系和湍动体系下上下两层的密度差。试验结果表明:在相同温度和煤浆浓度条件下,其黏度从高到低的次序依次为常压渣油体系的黏度、催化裂化油浆体系的黏度、高温煤焦油体系的黏度,但随着温度的升高,不同重油对油煤浆黏度的影响会逐渐减弱;在催化裂化油浆的油煤浆体系,温度在黏度变化过程中起决定性作用,而高温煤焦油为溶剂时,除了温度之外,溶胀作用也有重要的影响;高温煤焦油作为溶剂时,在升温过程中出现了黏度峰。在静止体系和湍动体系中,3种重油作为溶剂时其稳定性从高到低的次序依次为高温煤焦油、催化裂化油浆、常压渣油。     

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。     

金属元素改性的超高温氨分解催化剂Ni/Mg-Al的结构及性能

以MgO、Al2O3和ZrO粉末为载体,金属Ni为活性组分,金属元素Co、La等为助剂,制备超高温氨分解催化剂;采用X射线衍射（XRD）、BET比表面积测试（BET）、H2程序升温还原（H2-TPR）、透射电子显微镜（TEM）对其结构进行表征,并在催化剂评价装置上对其氨分解活性进行评价,考察不同金属元素对催化剂结构和性能的影响。XRD结果表明：制备的几种催化剂中均存在NiAl2O4尖晶石相;金属元素可以促使生成的NiAl2O4尖晶石的晶型更加完整;La对晶型的贡献大于Co和Zr。H2-TPR结果表明：加入金属元素La后,催化剂中形成了更多的晶相NiAl2O4,而加入金属元素Co后,生成了与载体具有强相互作用的类尖晶石结构的固溶体。BET及TEM结果表明：金属元素La有助于提高Ni物种在催化剂表面的分散度和浓度,形成更小的表面Ni粒子,从而提高Ni的活性位分布。在反应温度1 200 ℃、体积空速1 228 h-1的条件下,相比于Ni/Mg-Al和CoNi/ZrMg-Al催化剂,LaNi/ZrMg-Al催化剂表现出更好的高温耐磨损性能、抗烧结性能和热稳定性能。     

我国煤制燃料油技术进展及工业化现状

我国富煤贫油少气,以煤为原料生产清洁燃料油具有重要意义。为实现我国煤制燃料油产业健康有序快速发展,论述了煤直接液化、煤间接液化、煤油共炼3种煤制燃料油技术的定义、原理以及工艺流程,概述了煤制燃料油技术在我国的发展历程、技术研究进展及工业化应用现状。对3种煤制燃料油技工业应用过程中存在的问题、技术难点进行分析,并展望了应用前景。3种煤制燃料油技术在我国均已建成工业示范项目,步入了商业化发展阶段,煤直接液化和煤油共炼由于技术和原料的特殊性,目前均只是建设了一套工业示范装置,而我国已投产或试车成功的煤间接液化项目有10个左右,总产能近千万吨。煤直接液化技术吨油煤耗小,投资和运行成本低,今后应重点提高循环溶剂的质量和数量;煤间接液化技术成熟,是我国重点推广的煤制燃料油技术,未来的发展趋势是拓展产品种类,提高产品附加值;在同时具备适合液化的煤和重质油资源的企业适宜发展煤油共炼产业。国家应加大煤制油研发投入,重点解决目前存在的水耗、能耗、碳排放高等问题,并给予政策支持,促进煤制油产业快速发展,保障国家能源安全。以规划为先导,积极稳妥发展煤制燃料油产业,是煤炭行业未来发展的新格局新趋势。     

芳烃共炭化对煤基中间相炭微球生成的影响

为研究芳烃共炭化对制备炭微球的影响,以中温沥青为原料,采用热缩聚法制备中间相炭微球,添加富芳烃组分蒽油,利用红外光谱表征原料结构,对生成的中间相炭微球进行元素分析、偏光分析以及粒度分析等,研究了不同蒽油添加量对中间相炭微球收率、C/H原子比、粒径等方面的影响。结果表明,最佳工艺操作条件为缩聚温度440℃,反应时间8 h。蒽油的存在可有效降低反应体系黏度,促进小球的长大和融并,适量添加蒽油可有效提高炭微球收率,使其粒度范围更加集中;而过量添加蒽油会降低原生喹啉不溶物的密度,不利于缩聚反应。蒽油添加量为5%时较合适,此时中间相炭微球收率为52.59%,C/H原子比为1.91,D10和D90分别为5.795和41.202μm。     

高温高压下油煤浆黏度的变化及影响因素

为研究高温高压下油煤浆的黏温特性及变化机理，测量了220~450 ℃范围内的煤浆黏度，发现在250 ℃以前，黏度的增大主要受煤颗粒溶胀作用的影响，而在340 ℃以后，黏度的增加则是由于前沥青烯的增多引起的.剪切速率对黏度几乎没有影响.当煤转化率在30%~40%时，煤浆黏度会增加.     

煤焦油悬浮床加氢后轻质油生产清洁油品的试验研究

对中低温煤焦油悬浮床加氢后的轻质油(370℃)进行加氢提质试验研究,以生产硫和氮含量低、安定性好的清洁燃料油组分。加氢提质试验在小型连续固定床加氢装置上进行,重点考察反应温度、反应压力、液时空速和氢油体积比对加氢效果的影响。结果表明,随着反应温度的升高,液时空速的降低,氢耗会增加,最高可达3.66%,液体收率和气产率受反应条件的影响不大,分别稳定在97%～98%和0.10%～0.25%范围内。生成油的氮含量对油品安定性影响较大,当氮含量低于12mg/kg时,生成油的安定性较好。对生成油进一步蒸馏切割得到石脑油馏分(170℃)和柴油馏分(170℃)。研究发现,石脑油馏分硫、氮含量较低,芳烃潜含量超过60%,是优质的催化重整原料;柴油馏分受反应条件的影响,其氮含量及十六烷值变化较大。在反应温度为340℃,反应压力为12MPa,液时空速为0.7h~(-1),氢油体积比为800的条件下得到的柴油馏分氮含量为154mg/kg,十六烷值仅为44.3,只能达到0~#普通柴油标准,而在反应温度为360℃,反应压力为16MPa,液时空速为0.5h~(-1),氢油体积比为1 200的条件下得到的柴油馏分氮含量仅为5.7mg/kg,十六烷值高达59.9,可以达到0#车用柴油标准。