煤液化油的蒸发与着火特性

采用挂滴方法实验研究了高温氧化环境下的单液滴煤液化油的蒸发和着火特性,并与煤油、柴油进行了对比.采用热电偶测量液滴和液滴附近的气相温度随时间的变化历程,从而得到液滴的蒸发时间和着火时间,环境温度分别为700,℃、770,℃和820,℃,选择了4种液滴直径:1.1,mm、1.24,mm、1.42,mm和1.56,mm.实验结果表明,随着环境温度的升高,蒸发时间和着火延迟时间缩短,直径的增加会导致蒸发时间和着火延迟时间变长,与煤油和柴油的对比实验表明,煤液化油的蒸发特性介于煤油和柴油之间.煤液化油的着火延迟时间比柴油的着火延迟时间短.

神华上湾煤液化油窄馏分密度和黏度随温度的变化规律

在0.1 t/d煤液化连续试验装置上对神华上湾煤进行煤液化试验,将得出的煤液化油产品经实沸点蒸馏切割成14个窄馏分.对于每一个馏分测定其在不同温度下的密度,得出密度随温度的升高而降低,且有很好的线性关系,通过理论推导得出体胀系数E和线性系数也呈线性关系.根据每一馏分在不同温度下的运动黏度,计算得出对应窄馏分的动力黏度,动力黏度随着温度的升高而降低,且符合Vogel关系式.

煤液化油的梯度洗脱及芳烃组成分析

采用梯度洗脱技术对煤液化油进行了分离,并对芳烃部分进行了气相色谱-质谱（GC-MS）和核磁共振氢谱（^1H-NMR）分析。结果表明,通过梯度洗脱技术能够将煤液化油分成轻、中和重芳烃。单环芳烃低场部分质子的特征吸收区域在化学位移（δ）为6.9-7.2处,双环和多环芳烃低场部分质子特征吸收区域在δ为7.2-9.0处。

核磁共振法应用于煤液化油中酚类化合物分析

介绍了多种核磁共振方法应用于分析煤炭直接液化产物中酚羟基含量及酚类化合物组成等方面的情况,逐一评析了每种方法的优劣。

神华煤液化油馏分密度的分析测定

按照GB2540-81提出的密度测定方法,对神华煤液化油各个馏分的密度进行了测定.获得了各个馏分在常压下,20℃和50℃时的密度.依据这些数据可以对神华煤液化油各馏分进行分类.借鉴原油的密度分类标准,神华煤液化油只有150℃以前的馏分是轻质油,其余全部是重质油,没有中质油;液化油各馏分密度随沸点的增大而增大,随温度的升高呈线性递减趋势.比较了液化油馏分与四氢萘、喹啉及液体石蜡的密度受温度影响程度.同时,以20℃为基准温度,把各馏分密度实测值与一些有机溶剂的密度文献值进行了对比,推测出该液化油各馏分的最佳模型化合物.

神华煤液化油窄馏分的临界性质

引入Aspen Plus软件，用COAL—LIQ模块计算得到神华煤液化油300℃以前8个窄馏分的临界温度、临界压力、临界体积。同时利用MXXC基团贡献法，以GC—MS数据为基准对8个馏分的临界性质进行验证计算。结果表明，计算结果与利用化学结构法测定的基本一致。随馏出温度的提高，馏分临界温度逐渐升高，临界压力先升高再降低，临界体积先减小后增大，转折点出现在180℃～200℃馏分段。通过对化合物的结构分析表明，馏分中大量极性化合物的富集是造成计算数据点转折及跳跃的原因。为验证两种计算方法的一致性，引入斯米尔切诺夫统计检验法进行分析。结果表明，两种方法计算结果的总体分布函数在95％的置信区间内一致，表明对于计算临界性质，Aspen Plus计算方法可以代替基团贡献法估算法。此外，Aspen软件计算简便，其结果可为煤液化反应器的放大及过程优化直接引用。

煤液化油中酚类化合物提取方法的研究

对比了碱洗提酚法和固相萃取法对煤液化油中酚类化合物的提取效果。分别用两种方法提取模型化合物、空白加标油样和液化生成油中的酚类化合物。结果表明，对于液化生成油，采用碱洗提酚法提取的酚类化合物中含有更少的杂质，更适合定性和定量。考察了液化生成油中邻甲基苯酚、邻乙基苯酚、对丙基苯酚和5-茚酚4种酚类化合物的加标回收率，加标回收率平均值在103．7％-108.0％之间，回收率高，相对标准偏差在1．1％～1．7％之间，重复性好。

煤液化油的基本热力学性质测定方法的分析

分析了煤液化油的一些基本热力学性质:比热、蒸汽压、气-液相平衡常数和蒸发焓等,并参考石油基本热力学性质的各种测定方法及关联式计算法,探索研究了煤液化油基本热力学性质的测定方法和关联式计算法,特别是对煤液化油比热、蒸汽压的测定、气-液相平衡常数的计算及蒸发焓的估算作了详尽的讨论.最后得出了测定煤液化油这些热力学性质的适宜方法.简要概括了煤液化油馏分临界性质参数的计算.

采用NEDOL法计算煤液化油窄馏分样品的准确性

在对比大量样品和实验数据的基础上对煤直接液化油窄馏分样品的计算方法进行了研究和讨论,通过与冰点降低法分析结果相比,考察了NEDOL法计算煤直接液化油窄馏分样品分子量的准确性.结果表明,用NEDOL法计算四种煤直接液化油窄馏分样品的分子量时,47个样品的计算结果与冰点降低法测定结果十分接近,对神华油样品来说,两种方法的平均误差为-1.7;对胜利油样品来说,两种方法的平均误差为-1.3;对内蒙油样品来说,两种方法的平均误差为-3;对黑山油样品来说,两种方法的平均误差为-2.7.NEDOL法可直接用于计算液化油平均分子量.

煤液化油窄馏分饱和蒸气压和蒸发焓的测定及计算

用三次膨胀法对煤直接液化油窄馏分的饱和蒸气压进行了测定。实验结果显示,在同一测试温度下,饱和蒸气压随窄馏分蒸馏温度的升高而降低,相同蒸馏温度下,随测试温度的增大而增大;煤液化轻油馏分与纯物质饱和蒸气压一样,其对数值与温度的倒数呈现出良好的线性关系。同时还对测量数据进行线性回归,并使用克劳修斯-克拉佩龙方程进行了蒸发焓的计算,结果显示,随蒸馏温度的提高,窄馏分的蒸发焓数据呈上升的趋势。

活性金属对煤液化油加氢处理催化剂的影响

考察了活性金属种类、含量及改善金属分散性能对煤液化油加氢处理催化剂性质和性能的影响，结果表明：采用活性金属Mo-Ni体系制备的催化剂具有较好的加氢活性；随着金属含量的增加，生成油中芳碳含量逐渐减小，综合考虑催化剂金属含量的增加对流化及反应性能的影响，选择金属含量为（基准＋3）；加入助剂能显著改善金属的分散率，但同时也降低了催化剂的相对总酸值；随着助剂含量的增加，催化剂相对总酸值由0．952下降到0．868，生成油芳碳摩尔分数由45．34％增加到46．70％。煤液化油经过催化剂加氢处理后，其全馏分芳碳摩尔分数从57．03％降到25．69％，生成油（350～500℃）芳碳摩尔分数为42．56％，生成油性质得到了改善，可以作为煤液化单元的供氢性溶剂油。

高温高压下煤液化油气液平衡体系的研究

煤液化过程中,反应单元和分离单元是整个液化体系的核心部分,反应器和分离器中各组分在气、液相中的平衡组成确定不仅决定设备的尺寸设计,而且对液化过程中供氢溶剂的选择和反应条件的优化起到关键作用。但由于煤液化油在高温高压下的气、液平衡数据不足,使得反应器内的组成分布无法预测,相关的反应器设计过程仅能凭经验进行。为得到反应条件下的气液平衡数据,研究引入流程模拟软件Aspen Plus,将煤液化油蒸馏得到的窄馏分段与各种气体组分(如H2、C2H6等)共同建立了煤液化油闪蒸过程,得到了高温高压下煤液化油气液平衡体系。利用闪蒸体系计算得到在给定温度、压力情况下,各组分在高温、低温分离器内的气、液两相分布情况,通过改变高温分离器的温度和压力,分析了高温分离器内相平衡常数随温度(623.15K～723.15K)、压力(10MPa～21MPa)变化的规律。为进一步归纳适用于煤液化油的气液平衡方程,以高温分离器数据为基础,对推导建立的高压下烃类相平衡方程中的参数进行回归,得到高温高压下,适用于神华煤液化油并具有物理意义的二元(T,p)气液相平衡常数方程。

煤液化油在雾化过程中的流量特性研究

为了考察煤液化油在航空发动机上的雾化特性,利用离心式喷嘴测量了不同燃油压差下煤液化油的质量流量、雾化角和径向流量分布并与RP-3喷气燃料进行了对比。实验结果表明:在燃油压差低于1.8MPa时,煤液化油的质量流量比RP-3喷气燃料平均高出4.24%,继续增大燃油压差,两种燃料的质量流量不断接近。煤液化油的雾化角随着燃油压差的增大有小幅增加,当压差超过0.8MPa后雾化角基本保持在99°左右。在相同的燃油压差下,煤液化油的雾化角比RP-3喷气燃料小4°左右。煤液化油和RP-3喷气燃料的径向流量分布特征基本相同,分布不均度都小于10%。

煤液化油馏分蒸发焓的测定方法

蒸发焓是液相物质重要的热力学性质,结合煤液化油窄馏分的特点进行了蒸发焓测定方法的选择,在对蒸发焓的各种测定方法分析总结的基础上,指出了各种方法的使用范围、优缺点及其研究现状,归纳和探索了适合于煤液化油馏分这类复杂混合物的蒸发焓测定方法。

煤液化油中酚类化合物分布特征研究

采用气相色谱/质谱联用研究分析了胜利褐煤在0.1t/d直接液化连续实验装置上所得煤液化油中酚类化合物的分布特征.实验通过碱液洗涤法富集煤液化油中混合酚组分,并对该组分进行衍生化处理,以提高色谱柱对混合物的分离性能.以混合衍生物为主要分析对象,共定性出煤液化油中134种个体酚,分属于苯酚、茚满酚、萘满酚和萘酚等四种类型,且绝大多数酚类化合物都带有烷基侧链.苯酚类化合物数量最多,在混合酚组分中含量最大,其次为茚满酚和萘满酚.萘酚类化合物的数量最少,相对含量最小.

煤液化油中酚类化合物的提取利用研究

综述了利用碱性溶液洗脱、过热水萃取、醇/水萃取、盐类水溶液、超临界流体萃取、压力晶析等方法用于煤液化油提酚和粗酚粗制的研究进展,并结合研究实践和认识,提出了应将可逆络合萃取、协同-络合萃取等新萃取方式引入该领域。

煤液化油基本物理性质测定方法的研究

详细分析了煤液化油的两种切割方法(实沸点蒸馏法和气相色谱模拟蒸馏法)的原理和操作过程,重点探讨了各窄馏分的平均相对分子质量、表面张力、密度、黏度等物理性质及其多种测定方法和关联式法,从中选择出适合于测定煤液化油馏分这些物理性质的最佳方法:切割煤液化油采用实沸点蒸馏法,测定相对分子质量选用冰点下降法,测定表面张力使用FaceCBVP-A3自动表面张力仪,测量密度和黏度分别以比重瓶法和玻璃毛细管黏度法为宜,进而通过各馏分的性质预测煤液化油全馏分的物理性质。

煤液化油发展现状及投资前景分析

介绍了国内外煤炭液化制油的工艺技术及商业化运作情况,并对我国发展煤液化油提出一些建议。

神华煤液化油窄馏分饱和蒸气压的测量与计算

为了合理利用煤液化油及优化煤液化油提质加氢工艺,以神华煤为例,对其进行煤炭直接液化BSU实验。将液化生产油进行实沸点切割,<300℃有9个窄馏分。测定了各个窄馏分在低温下的饱和蒸气压。重点考察了Clapeyron方程和Antoine方程对煤液化油窄馏分蒸气压与温度的回归计算。结果表明:神华煤液化油窄馏分的饱和蒸气压与温度的关系符合Clapeyron方程和Antoine方程,但Antoine方程的精度高于Clapeyron方程。

煤液化油实沸点蒸馏的模拟实验

采用TD200简易蒸馏装置对石油醚和液体石蜡进行了实沸点蒸馏，得到实沸点蒸馏数据，并绘制了实沸点蒸馏曲线和各馏分质量百分数与温度关系曲线，得出主要馏分所在的沸程分别为石油醚64．5℃～68℃，液体石蜡412℃～420℃；同时计算出了二者的平均沸点为65.73℃和404．36℃．这些曲线及数据不仅对石油醚和液体石蜡的组成和使用性能有参考价值，而且这种分析方法为煤液化油的实沸点蒸馏奠定了基础。