神华煤直接液化技术研发进展

我国自主建设的世界首座煤直接液化示范工程神华100万t/a煤直接液化装置于2008年底成功试运行。经过几年的优化和完善,2011—2013年间,神华煤直接示范装置持续稳定运行、连续3a盈利。列举了神华煤直接液化示范装置运行和研发情况,介绍了煤直接液化基础理论研究,煤液化残渣溶剂萃取分离与应用研究。在煤液化沥青应用研究中,重点介绍了在针状焦、防水卷材、配煤捣固炼焦和COPNA树脂制备技术开发方面取得的的应用效果。神华煤直接液化示范工程建设、装置稳定运行并取得较好经济效益的实践表明,我国在煤直接液化领域已取得世界领先地位并日趋成熟。     

煤直接液化沥青制备中间相沥青炭纤维的研究北大核心

中间相沥青基炭纤维的性能直接取决于纺丝用中间相沥青,煤直接液化沥青因其饱和烃含量高,氢碳比高,高温融变性好,硫含量低等优点成为制备纺丝用中间相沥青的优良前驱体。本文以煤直接液化沥青为原料,研究不同热缩聚工艺对中间相沥青组成和结构的影响,通过考察其偏光织构、软化点、喹啉不溶物含量、黏温曲线和纺丝时长等指标综合评价可纺性。采用高低温结合多段聚合工艺制得具有大融并体结构、可纺性优良的中间相沥青,并进一步制得具有理想微观形貌的纤维,其拉伸强度为2.03 GPa,拉伸模量达到581 GPa。     

还原时合成气H2/CO摩尔比对铁基催化剂浆态床费-托合成反应性能的影响

在浆态床反应器中,详细考察尾气循环状态下还原时合成气H2/CO摩尔比对SFT418工业铁基F-T合成催化剂还原和反应后的物相以及F-T合成反应性能的影响。结果表明：还原后催化剂的比表面积大幅度下降,平均孔径明显增大,孔体积下降。还原时合成气H2/CO摩尔比影响催化剂的还原程度、F-T合成反应活性和失活速率,在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较高,F-T合成初始反应活性较高,失活速率较大;在较高H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较低,F-T合成初始反应活性较低,但其失活速率比在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂低。催化剂还原时适宜的合成气H2/CO摩尔比为20。     

神华低温浆态床费托合成铁系催化剂的研究开发

按照工业化煤基浆态床费托合成制油工艺的要求,对沉淀铁催化荆的配方和制备工艺开展了研究.通过系列小试和中试研究,确定了神华低温浆态床费托合成铁系催化剂SFT418的专利配方和制备工艺,创新性地提出以Fe-Cu-K为基本元素,添加Si以提高结构稳定性和抗磨性,添加少量具有费托合成活性的第5元素Co,与Fe形成"主-次双活性中心",以提高催化剂的活性和化学稳定性.在此基础上,通过工业生产装置生产了符合要求的催化剂.研究开发得到的催化剂活性高、选择性和稳定性好、机械强度高、球形度好,性能先进,适用于浆态床费托合成工艺.     

热聚合温度对煤液化沥青制备中间相沥青的影响

为制备优质的中间相沥青,以煤液化沥青为原料,在不同热聚合温度下制备中间相沥青,采用偏光显微镜、红外光谱仪、XRD、热分析等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的收率、形貌和结构影响显著。随着温度升高,中间相沥青的收率降至86.2%,H含量降至3.96%,S含量有所下降,残炭率增大;中间相小球体的尺寸增大,逐渐出现融并现象,最终形成广域型中间相;煤液化沥青中的稠环芳烃、芳香烃的含量明显增加,烷烃成分则明显减少;煤液化沥青中的无定型区含量减少,分子的排列与取向性变好。选择低的热缩聚温度(410~420℃),适当延长反应时间有利于反应方向的控制,从而达到制备优质中间相的目的。     

沥青基炭纤维气-液混合不熔化工艺的研究北大核心

常用的沥青基炭纤维空气不熔化工艺耗费时间比较长,一定程度上增加了制作成本。为了提高沥青基炭纤维不熔化工艺效率,采用硝酸和空气氧化法复合工艺对沥青基纤维进行交联不熔化处理。该工艺吸取了硝酸氧化速度快的优点,又保留了气相氧化法微观结构好的优势。结果表明,在5%硝酸氧化25 min后继续采用空气氧化达到沥青基纤维的不熔化,进一步炭化所得的沥青基炭纤维比单纯空气氧化法得到的炭纤维性能高,同时整个不熔化时间有所减少,提高了不熔化生产效率。     

醋酸纤维素基纳米炭纤维制备与电化学性能

本文以醋酸纤维素(CA)为碳源、以PVP为添加剂，通过静电纺丝法制备CA/PVP纳米纤维，经PVP脱除、脱乙酰化、预氧化和炭化制备了醋酸纤维素基纳米炭纤维。通过扫描电镜、红外光谱和物理吸附等手段考察了PVP添加量对纤维形貌、分子结构、比表面积与孔结构等结构的影响。结果表明，乙醇浸泡成功脱除了CA/PVP纳米纤维中PVP，形成了丰富的中/大孔，而这些孔隙有效的促进了CA的脱乙酰化，进而有效提升了纤维炭化过程中的结构稳定性。过多添加PVP会导致CA相不连续，其脱除会导致CA骨架的坍塌融合。添加PVP后所得碳纳米纤维具有完好的纤维形态，比表面积可达454m²/g。将所得纳米炭纤维用作电容器电极进行电化学测试，结果表明，当CA/PVP为1:1时，所得纳米炭纤维的电化学性能最优，其在0.2 A/g电流密度下的比电容为103 F/g。