煤液化固渣萃余物的组成结构及铁催化剂活性相回收

为解决大规模煤直接液化催化剂铁源供应问题,同时实现煤液化固渣萃余物的无害化分质利用,从固渣萃余物中回收铁催化剂的角度进行研究,探索采用物理磁选法进行铁催化剂富集回收的可行性。首先采用粒度分析、XRF、XRD、SEM、TG、SEM-EDX等表征手段对固渣萃余物进行全面的物化性质表征,确定铁催化剂的质量分数和存在形态。由分析可知,工业装置固渣萃余物主要由未反应煤中的炭及残炭、挥发分及灰分组成,其粒度均匀且没有团聚,其中铁元素质量分数为5.96%,铁物种仍以具有顺磁性的Fe1-xS活性相存在,被未反应煤、残余沥青掺杂、包裹,与各种元素Ca、Si、Al、O等均匀混杂分布在萃余物中。在此基础上,选用4种型式的磁选设备在不同磁场强度下进行磁选富集,并将富集后的样品作为催化剂用于煤直接液化反应,考察其直接液化反应性能。试验结果表明,湿式立环脉动高梯度磁选机一方面将所产生的高梯度磁场力作用于磁性催化剂细粉,同时脉动流体力在一定程度上消除了非磁性颗粒的机械夹杂。在清水作为分散介质及洗涤介质下,更有效地实现了固渣萃余物中铁催化剂细粉的精细分离。在640000 A/m外加磁场强度下,含铁催化剂物料富集率为10.48%,铁元素质量分数可达11.37%,高压釜萃取油产率为41.96%,与无催化剂时相比高7.17%,比固渣萃余物提高8.99%,可掺混至新鲜催化剂中实现有效回用,部分解决催化剂铁源短缺的问题。

煤焦油馏分油用作煤直接液化起始溶剂的加氢稳定研究

采用煤焦油馏分油中的洗油与脱晶蒽油以质量比1∶1混合的油为原料,在处理量500kg/h的加氢稳定中试装置上进行洗油与脱晶蒽油混合油的加氢稳定试验。利用常温常压旋转黏度仪测定混合油加氢所得溶剂的黏度,考察其成浆性能;采用0.5L搅拌式高压釜考察了混合油不同次数加氢所得溶剂的煤直接液化反应效果。结果表明,洗油与脱晶蒽油的混合油经过加氢处理后,表观黏度降低,用来配制油煤浆表现出良好的成浆性能;用作煤直接液化溶剂具有较强的供氢性能,以经过3次加氢后所得溶剂作为煤直接液化溶剂,可得到89.47%煤转化率,63.06%油收率。洗油和脱晶蒽油混合油加氢后所得溶剂是一种效果良好的煤直接液化开工用起始溶剂。

煤直接液化循环溶剂中饱和烃的分子组成及分布特点

采用全二维气相色谱-飞行时间质谱/氢火焰离子化检测器(GC×GC-TOF MS/FID)从分子水平上对煤直接液化循环溶剂中的饱和烃进行了表征。TOF MS检测器在信噪比(S/N)为200的条件下共检测到599个单体峰,FID检测器在信噪比(S/N)为1000的条件下共检测到458个单体峰。TOF MS的定性结果表明:在GC×GC-TOF MS/FID设定的分析条件下,链烷烃检测到57个单体峰,含有从正戊烷到正三十一烷的完整分布,可达到单体识别;环烷烃共检测到一环烷烃~五环烷烃五种族类,依次检测到104,229,180,28,1个单体峰,可进行每一族类环烷烃中不同碳数的识别。对FID检测器采集的数据进行面积归一化定量,结果表明:链烷烃中主要为正构烷烃,占全部链烷烃的91.86%,一环烷烃中正构烷基环己烷单体的含量比异构烷基环己烷单体的含量大,15种正构烷基环己烷的含量占全部一环烷烃的41.77%;一环烷烃、二环烷烃、三环烷烃、四环烷烃和五环烷烃在煤直接液化循环溶剂中的含量依次为2.11%,14.90%,17.81%,5.30%和0.15%;芳烃组分的总含量为53.64%;含少量含氧杂原子化合物,其含量为0.26%;碳数分布检测结果显示,一环烷烃、二环烷烃、三环烷烃和四环烷烃含量最高的化合物碳数依次为C 13,C 12,C 14和C 16。

中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的研究

在0.5L搅拌式高压釜上开展了中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的实验研究,考察了中温煤焦油添加量对新疆黑山煤制浆性能和液化结果的影响,探索中温煤焦油加工利用新途径.结果表明,添加中温煤焦油增加了油煤浆输送时的黏度,在油煤浆浓度为42%时,中温煤焦油添加量不高于18%.与新疆黑山煤单独液化相比,中温煤焦油与新疆黑山煤共处理具有氢耗、气产率、转化率和油产率高的特点;添加适量的中温煤焦油对新疆黑山煤液化具有正协同效应,添加量大于20%时反而对煤转化不利;最佳添加量为5%,与煤单独处理的结果相比,转化率高1.6%,油产率高1.1%;添加量大于20%时,油收率下降.因此,添加适量的中温煤焦油与新疆黑山煤共处理,既可提高煤的转化率和油收率,又可加工利用中温煤焦油,提高煤直接液化的经济效益.

神华煤直接液化循环溶剂的催化加氢

采用百万吨级神华煤直接液化示范装置加氢稳定单元进料为加氢原料,在处理量300mL加氢实验装置上考察了反应温度对煤直接液化循环溶剂性质的影响,并采用0.5L搅拌式高压釜研究了煤在不同加氢深度循环溶剂中的液化效果。结果表明,随着溶剂加氢反应温度的升高,循环溶剂的硫、氮含量逐渐降低,氢/碳原子比增加;加氢反应温度由340℃升至380℃时,循环溶剂的芳碳率(fa)不断减小,供氢指数(PDQI)逐渐增大,供氢能力增强。采用380℃加氢反应的循环溶剂进行煤液化时,煤的转化率和油收率均达到最大值,分别为88.64%和57.63%。当溶剂加氢反应温度达到390℃时,循环溶剂的供氢指数出现降低,芳碳率增加,供氢能力减弱,煤在此溶剂中加氢液化的转化率和油收率均有所降低,分别为88.22%和55.17%。

论工程经济管理风险及防范措施

工程经济管理顾名思义包含工程学、经济学及管理学在内的一门研究工程经济成效的综合学科。主体为工程技术,核心是技术经济体系,辅助以管理学方法,使工程项目利用有利资源,达到最高经济效益。随着建筑市场的不断扩大,对施工企业的要求也不断提高,施工企业为满足市场需求,面临诸多风险。如果能科学有效地预测、避免风险,施工企业和建筑市场都将得到良好发展。本文就是从工程经济学的角度出发,对企业面临的一些风险进行具体分析,提出有效的防范措施,力求在风险出现前就得到有效的防范和控制。

神华煤两段催化加氢液化研究

以神华百万吨级煤直接液化示范装置原料煤为原料,在0.18t/d煤直接液化连续试验装置上开展了神华煤直接液化试验研究,对神华煤直接液化工艺进行了改进,并与神华煤直接液化工艺试验结果进行了对比。结果表明,采用神华煤直接液化工艺时,神华煤的液化转化率为89.89%,蒸馏油收率和萃取油收率分别为53.79%和60.37%,气产率和氢耗分别为15.42%和5.75%;在神华工艺两台串联反应器间设置中间分离器,将煤直接液化反应由一个体系划分为两个体系,神华煤的液化转化率为91.10%,蒸馏油收率和萃取油收率分别为56.76%和64.36%,气产率和氢耗分别为13.98%和5.79%,与神华煤直接液化工艺相比,神华煤的液化转化率提高了1.2个百分点以上,蒸馏油收率增加了约3个百分点,萃取油收率增加了约4.0个百分点,气产率降低了约1.5个百分点,氢耗变化不大。

用微波技术制备NiW /TiO_2-Al_2O_3加氢脱硫催化剂

采用微波技术制备了NiW /TiO2 Al2 O3 加氢脱硫催化剂,并用NH3 TPD ,Py FT IR ,TPR和TPS(程序升温硫化)对催化剂进行了表征;以噻吩为模型化合物,在中压固定床微反装置上考察了催化剂的加氢脱硫性能.结果表明,在w(TiO2 ) =15 %的催化剂样品中,微波处理的催化剂的活性比常规催化剂高.微波处理改变了载体和催化剂表面的酸性质,催化剂样品表面的强酸酸量减少,弱酸和中强酸酸量增加.微波处理的催化剂的还原性能和硫化性能均好于常规法制备的催化剂.这可能是微波技术制备的催化剂具有较高加氢脱硫活性的原因.

助剂改性FeOOH及其煤直接液化催化活性

采用共沉淀法分别引入Si、Al、La、Ca、Mg、Zr、Cu、Ni和Co 9种助剂元素对Fe OOH催化剂改性,借助BET、XRD、SEM手段表征各助剂对催化剂微观结构、晶相和形貌的影响,在0.5 L高压釜内测试各催化剂对神东煤的直接液化催化活性。结果表明,引入Si、Al、Ca、Zr、Ni、Co能改善催化剂比表面积和分散度,分别提高煤液化油收率0.7-2.7个百分点;Ni和Co为最优助剂,Mg没有促进作用,Cu、La降低了油收率。研究表明,Al、Ca、Zr是通过结构支撑改善催化剂的织构性质,促进生成易于转化为活性相的小晶粒γ-Fe OOH,Ni、Co主要起到电子型助剂作用,通过强化对氢气的活化,促进煤的转化,提高油收率。

MCM-22和ITQ-2分子筛负载型催化剂加氢裂化性能的对比研究

以MCM-22和ITQ-2分子筛为载体,WNi为活性组分,制得两种负载型催化剂,考察了两种催化剂的加氢裂化性能,并通过N2吸附、氨程序升温脱附和原位红外光谱对催化剂进行了表征.减压瓦斯油加氢裂化反应结果表明,WNi/ITQ-2的加氢裂化活性高于WNi/MCM-22,并且前者的反应温度相对较低.WNi/ITQ-2具有高催化活性是因为ITQ-2分子筛具有空旷的次级结构和较多的可接近的酸性位;中油选择性高是因为空旷的次级结构使裂化产物快速离开酸性位而避免了二次裂化.

组合改性Y型分子筛的加氢裂化性能

采用水热、草酸脱铝及表面活性剂存在下的水热晶化相结合的组合法对Y型分子筛进行了改性,考察了表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下的CTAB加入量对Y型分子筛相对结晶度(Xc)、晶胞常数(a0)、硅铝比、比表面积、孔结构及加氢裂化性能的影响,并利用NH3-TPD对改性Y型分子筛进行了酸性表征。结果表明,少量的CTAB就可以使Y型分子筛的相对结晶度从37.9%提高到68.3%,硅铝比从7.72增大到9.32,a0从2.453 4 nm减小到2.448 5 nm,介孔的孔体积从0.157 mL/g提高到0.180 mL/g以上,且总酸酸量降低。VGO的加氢裂化反应结果表明,CTAB存在下改性Y型分子筛的加氢裂化活性和中间馏分油收率比工业催化剂分别高2.42%和4.20%。

硅/铝改性FeOOH及其煤直接液化催化性能

采用沉淀-空气氧化法分别制备了以Si含量2%~7%（物质的量比,下同）,Al含量2%~15%改性的FeOOH催化剂.采用BET,XRD,SEM和TG-DTG等表征手段,考察了Si和Al改性催化剂的微观结构和形貌,并在500mL高压釜内评估了对神东煤的直接液化催化性能.结果表明,随Si量增加,催化剂由α-FeOOH和γ-FeOOH转化为无定型六线水合氧化铁,Si超过5%时发生团聚;Si不影响FeOOH各物种的热分解温度,但会降低失重率.Al能持续改善催化剂织构性质,并取代Fe形成FexAl1-xOOH,使各物种分解向高温偏移.Si和Al改性FeOOH催化剂的煤转化率不变,但能降低氢耗,促进沥青向油转化,提高油收率;Si为5%,Al为10%~15%时催化性能分别达到最优.

草酸脱铝改性USY的表征及加氢裂化性能

采用草酸脱铝对USY分子筛进行了改性,考察了草酸加入量对USY相对结晶度(CRX)、硅铝比(nS iO2/nA l2O3)、比表面积、孔结构及加氢裂化性能的影响,并采用程序升温脱附和原位红外光谱技术对改性USY型分子筛的酸性进行了表征。结果表明,随草酸加入量的增加,在脱除USY中非骨架铝的同时,骨架铝被脱除的量也逐渐增多,致使USY的相对结晶度先提高而后降低、硅铝比提高、酸强度和酸量降低。正癸烷的加氢裂化结果表明,当草酸的加入质量比为0.2时,正癸烷的转化率和一次裂化产物的选择性分别为68.5%和80.1%。草酸改性USY具有高催化活性是因为该分子筛具有空旷的介孔结构和较多的可接近的酸性位;一次裂化产物选择性高是因为空旷的介孔结构使裂化产物快速离开酸性位而避免了二次裂化。

掺兑蒽油加氢制备煤直接液化循环溶剂

在煤直接液化循环溶剂加氢原料中掺兑煤焦油蒽油,采用300mL固定床加氢实验装置考察蒽油掺兑量对循环溶剂性质的影响;采用0.5L高压釜煤液化实验考察蒽油掺兑量对煤液化反应的影响。结果表明,在相同的加氢条件下,在煤直接液化循环溶剂加氢原料中掺兑5%(质量分数)的蒽油,循环溶剂的芳碳率(fa)降幅3.37%,供氢指数(PDQI)增幅3.68%,供氢性能得到提高,但加氢反应氢耗增加,循环溶剂密度、黏度及硫、氮含量增大。采用此循环溶剂进行煤液化时,煤的转化率提高了0.15%,煤液化油收率增加了0.98%。随着蒽油掺兑质量分数的增加,循环溶剂供氢性能逐渐减弱,煤液化转化率和液化油收率逐渐减小,循环溶剂密度、黏度及硫、氮含量持续增大。

高分散Mo基催化剂煤直接液化催化性能

为了提高钼基催化剂的煤直接液化催化性能和工业应用的可能性,研究了含钼化合物粉体催化剂性质与煤直接催化性能的关系,制备出高稳定性的三氧化钼油浆催化剂和两种高活性的钼铁复合催化剂。结果表明,含钼化合物的催化活性主要与分散性和晶粒度相关,纳米级三氧化钼活性高,微米级含钼化合物活性低;通过高速剪切和分散剂的锚固作用,纳米三氧化钼粉体能更好地分散于溶剂油中并保持长时间稳定,催化活性也得到显著提高;浸渍法和共沉淀法制备的钼铁复合催化剂中的钼元素处于高度分散状态,钼铁复合催化剂在煤直接液化中展现出协同催化作用,相比Fe催化剂油产率提高了4.5%~5%。

煤直接液化条件下萘-四氢萘加氢转化反应行为

以纳米Fe2O3为催化剂,在0.5 L高压釜中考察了反应压力19 MPa下,不同反应温度(435℃~465℃)和反应时间(0 min^120 min)对萘-四氢萘体系加氢转化过程及产物分布的影响。根据实验结果和分析,建立了萘-四氢萘体系加氢转化反应机理模型,通过优化算法求解得到各反应的反应速率常数和活化能。结果表明:萘很快达到转化平衡状态,且低温和长停留时间有利于萘的加氢转化;萘的加氢反应速率高于四氢萘的脱氢反应速率,在四氢萘的加氢反应中,以异构化反应为主,主要生成甲基茚满和丁基苯。反应物萘、四氢萘、十氢萘(反)、十氢萘(顺)、1-甲基茚满、正丁基苯和烷基苯的质量分数的实验值和模拟值的相对偏差分别为4.56%,1.35%,9.60%,7.24%,8.29%,10.64%和10.07%。

煤直接液化油加氢催化剂活性评价

以神华煤直接液化示范装置加氢稳定单元进料为原料,在300mL加氢装置上进行了煤直接液化油加氢稳定催化剂活性评价实验.结果表明:与HTS-358进口催化剂相比,FFT-1B国产催化剂在降低生成油密度和氮含量、提高溶剂油供氢性能方面有较大优势,加氢反应化学氢耗高0.2%(质量分数),但裂化活性低;FFT-1B催化剂的活性金属含量较高.

MCM-41/γ-Al_2O_3复合材料的合成和表征

采用在-γAl2O3表面附晶生长的方法合成了MCM-41/-γAl2O3复合材料,考察了表面活性剂用量、投料硅铝比、合成母液pH值等对复合材料中MCM-41结晶度的影响。结果表明,在n(CTMABr)/n(SiO2)大于0.32、硅铝比大于4.68及合成母液pH值为10.5的条件下,合成的MCM-41/-γAl2O3复合材料中MCM-41的结晶度接近Si-MCM-41。X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和低温N2吸附脱附表征结果表明,MCM-41/-γAl2O3是由MCM-41生长于-γAl2O3的表面而形成的复合材料。MCM-41/-γAl2O3复合材料中的MCM-41具有较高的热稳定性。

不同溶剂下煤直接液化初级产物的物性

研究两种不同溶剂条件下,煤直接液化初级产品的物理化学特性,通过实沸点蒸馏装置,将样品油进行了实沸点切割,得到17个窄馏分,并考察了各窄馏分的密度、相对分子质量、元素组成及临界性质.结果表明,两种煤液化粗油馏分组成差别不大,得到的相应粗油窄馏分的密度、元素组成和相对分子质量等相差也较小.加氢后的循环溶剂条件下,煤液化粗油S和N元素含量较低;最后采用经验关联式对两种煤液化粗油窄馏分的假临界性质进行了计算.结果显示,两种油的假临界性质差别不大,且随切割馏程升高假临界温度和假临界体积逐渐增大,窄馏分的假临界压力逐渐减小.

惰质组含量对上湾煤液化性能的影响

对不同惰质组分含量的上湾煤样进行了高压釜煤液化实验。在反应温度440～465℃,氢初压7～11 MPa条件下,研究了5种不同惰质组含量的上湾煤的液化性能。结果表明:在反应温度为440～465℃内,随着温度的升高,除惰质组含量最高的5号煤样在温度高于465℃时转化率开始下降以外,其余不同惰质组含量的4种煤的转化率、油产率、气产率和氢耗均随着温度的升高而增加,沥青烯产率随温度的升高而减小;随着氢初压的增加,不同显微组含量的煤的转化率和油产率增加,沥青烯产率减小。惰质组含量越高,煤的转化率和油收率越低。