中低温煤焦油转化利用技术研究进展

随着煤焦油深加工技术的发展,中低温煤焦油的综合利用受到关注。介绍了国内外中低温煤焦油利用的研究现状,对中低温煤焦油的分离、加氢改质利用,制燃料油、特种油品和高值化学品,煤焦油掺混加氢以及煤沥青利用的研发进行了综述和分析。基于中低温煤焦油馏分的构成特性,提出了中低温煤焦油“分质分级转化利用”技术路线,充分利用其分子特征结构,研究高效催化剂使煤焦油定向转化为目标产品。这为煤焦油高效清洁利用提供了多元化、高值化和精细化的途径。

多段移动床干馏炉集气结构的优化研究

为考察移动床干馏炉内部集气结构对串气率的影响,以陕北低阶碎煤为试验对象,搭建移动床冷态试验装置,在不同进气流量下测定各层气量的流量分配比例,研究在不同位置增设集气结构对气体分布的影响。结果表明:气体经布气伞进入移动床后,有10%的气量无法通过集气主伞流出,而从卸料口泄漏导致串气。在布气伞下部0.6 m和1.2 m处、集气主伞上部0.6 m处分别增设一层集气伞,均可以降低串气比例。同时在上部与中部或中部与下部增加两层集气伞时,可以使串气率降低为0。当中部集气伞与主伞内的压差由0 Pa增加至80 Pa时,串气率由2.80%升高至5.22%,设计炉内结构时应考虑降低沿程阻力损失或者加设集气通道。

烟气干法熄焦在低阶煤热解工艺中的应用研究

以烟气为干法熄焦介质,可以回收半焦热量用于原煤的干燥,从而提高热解系统热效率。通过中试考察了烟气流量、停留时间对半焦温度的影响,分析了热解工业装置冷却段运行数据。结果表明,采用烟气干法熄焦,半焦显热回收率达到93.8%,影响冷却效果的主要因素是烟气流量,其次是半焦入口温度。

封装型Ni基催化剂制备及其原位提质煤热解焦油的性能

为实现煤热解焦油原位轻质化,分别用原位封装法和浸渍法制备Ni基催化剂,并考察这两种催化剂对热解焦油原位催化提质的影响。与不加催化剂相比,Ni含量2%Ni/HZSM-5可使焦油中轻质组分产率由5.8%提至6.9%,而相同Ni含量的Ni@HZSM-5可使轻质焦油产率提至7.6%。进一步分析Ni/HZSM-5和Ni@HZSM-5催化剂对焦油各馏分产率的影响,结果表明,2种催化剂均使焦油中重质组分明显降低,沥青质产率分别由5.4%降至1.3%和2.0%,但相较Ni/HZSM-5,Ni@HZSM-5使焦油中轻油和酚油产率分别上升38.5%和25.5%,萘油产率也有所上升,说明封装法制备的Ni基催化剂可使焦油中轻质组分最大程度保留。因为在Ni/HZSM-5中焦油裂解和热解气中富氢组分活化均发生在Ni表面,在促进富氢气体活化的同时也造成焦油过度裂解。而Ni@HZSM-5中Ni主要分布于分子筛孔道内,其良好择形催化性可使富氢气体分子进入HZSM-5分子筛内部与Ni接触产生·H和·CH x等富氢自由基,而焦油中大分子无法进入HZSM-5孔道,其裂解仅发生在分子筛外表面酸性位点上,避免了金属Ni参与焦油裂解,从而定向调控焦油裂解碎片和富氢自由基数量,达到体系内氢碳平衡,有效避免焦油碎片过度裂解,提高轻质焦油产率。

封装型Ni基催化剂对煤焦油模型化合物催化转化的性能研究

为提高煤热解焦油中轻质组分含量,定向调控焦油裂解产物,采用原位封装法制备了Ni基催化剂(xNi@HZSM-5,x表示Ni含量,质量分数),并考察了其对焦油模型化合物荧蒽和芘的催化转化作用。结果表明,在N_(2)气氛下,xNi@HZSM-5的荧蒽和芘的转化率区别较小;在H_(2)气氛下,2.0Ni@HZSM-5的荧蒽和芘具有最大转化率,分别为51.91%和46.21%,且2.0Ni@HZSM-5比采用浸渍法制备的2.0Ni/HZSM-5(Ni质量分数为2.0%)具有更高的稳定性。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和N_(2)吸/脱附等表征方法对催化剂进行了分析表征。结果表明,2.0Ni@HZSM-5比2.0Ni/HZSM-5具有更大的比表面积和总孔容,且Ni位于分子筛孔道内部,具有更高的活性和稳定性。通过不同气氛下模型化合物的转化产物的分析,推测了荧蒽与芘在催化转化过程中的反应路径。

典型低阶煤热解特性及兰炭特性比较分析

调查了陕、蒙、新三省四地兰炭产区代表性煤样的基础煤质特性,比较分析了四地代表性煤样的热解特性和热解产物分布,重点研究了不同煤样热解所得兰炭的微观结构、燃烧性能和可磨性。结果表明:各兰炭主产区低阶煤热解效率差异较大,随煤化程度加深,煤热解反应性逐渐降低;煤化程度更低的哈密煤拥有更高的焦油产率。热解气中氢含量和原煤H/O存在正相关关系;各兰炭主产区低阶煤热解兰炭比表面积差异较大,但孔隙形态分布规律类似;原煤的煤化程度低则制备的兰炭的炭结构无序化程度高;哈密兰炭的可磨性较差,但燃烧反应性最好,神府兰炭的可磨性优于其它两地。不同地域兰炭理化性质差异明显,应根据下游需求寻求最佳的兰炭的利用途径。

高分散PtSn/CeO_(2)催化剂对甲烷完全氧化的促进作用

负载型金属催化剂在甲烷完全氧化中应用十分广泛,金属颗粒的大小是决定催化剂性能的关键因素。对于贵金属催化剂,较高的分散性有利于提高催化活性和降低催化剂成本。针对这一问题,以CeO_(2)作为载体、Sn为助剂,在惰性气氛下实现Pt的分散。对制取的催化剂样品进行表征,以分析PtSn/CeO_(2)处理前后的物理结构和电子性质,并研究了其对甲烷完全氧化反应的催化作用。结果表明,PtSn/CeO_(2)具有较高的催化反应活性,在450℃的反应温度中甲烷的转化率达到了95%。这主要归因于Sn的加入削弱了Pt原子从团簇中的解离能,增强了Pt和CeO_(2)之间的锚定作用。利用DFT计算,从热力学角度解释了造成Pt分散差异的原因,为研究催化剂活性金属的烧结与分散提供了新思路。

基于Fluent的煤焦油悬浮床加氢反应器数值模拟与温度控制研究

作为煤焦油悬浮床加氢技术的核心设备——煤焦油悬浮床加氢反应器,其中上部温度骤升问题已经成为制约该技术实际应用的技术瓶颈之一。为了解决温度骤升问题,采用计算流体力学方法,基于Fluent软件,对加氢反应器内温度变化进行了数值模拟,并对温度控制措施展开了研究。结果表明,煤焦油悬浮床加氢反应器在3.0 m高度处出现温度骤升,在温度骤升处增设冷氢管,冷氢的通入不仅可有效控制反应器中上部温度,解决温度骤升问题,还使得反应器内温度的轴向和径向分布趋于均匀,且冷氢的适宜温度为41℃~43℃,最佳温度为43℃。在此基础上,研究了冷氢通入前后加氢反应器内流场的变化。根据流速分布模拟结果,结合温度分布云图,可推测出无冷氢通入时,反应器在3.5 m左右高度处出现局部结焦现象,当高度达到5.0 m时,反应器内开始出现因结焦而导致的局部堵塞,当高度到达5.5 m左右时,反应器内出现因结焦而导致的严重堵塞。43℃冷氢的通入不仅解决了加氢反应器温度骤升问题,还抑制了加氢反应器内的轴向流,促进了反应物料的径向流动及混合,使得流速以及气含率(气相体积占气液混合物体积的百分比)的分布更加均匀,有利于加氢反应器内传质及煤焦油加氢反应的进行。

油页岩干馏固体废弃物无害化处理技术研究与应用

油页岩干馏后的固态副产品为油泥和废渣,油泥是危险废物,废渣产生量大,两者的后期处理均存在较大的难度。为保证油页岩产业的绿色发展,开展了干馏固体废弃物无害化处理技术研究。结果表明:通过快速固化成型及干馏提油技术、油-水-砂高效分离油泥处理技术,可实现油泥全部利用;通过多层防护的页岩干馏渣场零渗漏技术可保证废渣零污染储存,从而实现油页岩加工利用全过程高效清洁可控。

关于危化品重大危险源漏判的辨识和探讨

随着我国化工行业的不断发展,对重油和煤炭的不断深加工,生产过程中将会使用和储存大量的洗油、蒽油和导热油等可燃液体,并且在储存和使用过程中,其储存和使用温度有可能大于闪点,泄漏着火风险大幅度提升,在国标(GB50160)火灾危险性分类中对操作温度超过其闪点的乙类、丙类可燃液体应视为甲类、乙类可燃液体做出明确规定,但在危化品重大危险源判定中,所用判定标准为国标GB18218,国标GB18218中采用GB30000.7(化学品分类和标签规范)标准将易燃液体的临界量作为判定危化品重大危险源的依据。而GB30000.7(化学品分类和标签)是国际通用规标准,此标准首先按照常态下可燃液体的闪点将其分为易燃液体和非易燃液体,成为易燃液体的再根据储存量的多少参与重大危险的辨识,这样将会导致在评判重大危险源时,对一些实际使用和储存可燃液体且其操作或储存温度超过其闪点的可燃液体的运行装置和储存单元可能做出漏判。

《中低温煤焦油》标准解读

中低温煤焦油是中低温热解过程的重要副产物,富含大量的稠环芳烃,是制备芳香族化合物及燃料油的潜在原料。针对中低温煤焦油技术指标多、数值区间大及尚无统一标准促进行业发展等问题,中国煤炭加工利用协会颁布了《中低温煤焦油》(T/CCT 017—2024)的团体标准。基于新颁布的标准,详细解读了标准的制定背景、意义及适用范围,重点分析了标准的内容,对该标准的理解、应用与推广起到积极作用。

调控型钙钛矿脱除烟气汞研究现状

围绕调控型钙钛矿在脱除烟气汞领域的研究进展进行系统综述,比较了调控前后钙钛矿脱汞差异,重点总结了A位、B位以及AB位共同调控钙钛矿脱汞的研究现状,讨论了活性位点、氧化物种和反应参数等因素对脱汞性能的影响差异,归纳了不同类型钙钛矿对应的脱汞路径及反应机理。提出了继续发展调控型钙钛矿是摆脱脱汞过程对HCl的依赖、克服脱汞材料抗硫性和抗水性差等缺点的可行策略。

二氧化碳参与的粉煤热解-气化工业试验研究

为开展煤炭清洁高效转化过程中的CO_(2)循环利用研究,在处理量为36 t/d的热解-气化工业试验装置(简称“工业试验装置”)中对粒径为0~300μm的西湾煤进行了连续运行试验,考察了CO_(2)参与的工业试验装置的物料和热量平衡、运行情况及产物性质的变化规律。结果表明,在热解温度为600℃、气化温度为1000℃和反应压力为0.8~1.0 MPa的条件下,CO_(2)参与热解-气化过程后,工业试验装置运行稳定,吨煤蒸汽消耗量减少了5.38%,合成气中有效气(CO+H_(2))含量(体积分数,下同)由74.74%升高至79.63%,CO含量升高了10.43%,H_(2)含量降低了5.54%,合成气热值、碳转化率及能源转化效率均升高。焦油产率由15.91%升高至16.25%,密度由1.06 kg/m^(3)降低至1.02 kg/m^(3),运动黏度由3.42 mm2/s降低至2.70 mm^(2)/s,硫质量分数由0.20%降低至0.15%,同等质量焦油馏分对应的温度降低了10~30℃。焦油中脂肪烃质量分数提高了7.53%,芳香烃质量分数降低了5.47%,其他化合物质量分数提高了15.98%。

油页岩分质高效利用技术研究与应用

油页岩是一种储量十分丰富的新型非常规石油资源,目前比较成熟的油页岩干馏技术多数处理含油率高于5.5%的12~75 mm的块状页岩,油回收率较低。为提高资源利用率,保证资源高效利用,开展了油页岩分质高效利用技术研究。结果表明:通过块状页岩分级均匀干馏技术、小颗粒页岩叉流干馏技术、低品位页岩与有机固废耦合干馏技术等三种干馏技术的结合,可实现对油页岩全粒度、全品位分质高效利用。

移动颗粒床除尘装置滤料加热工艺的优化与改造

针对移动颗粒床除尘装置滤料加热工艺中存在的问题,对滤料加热工艺进行了优化及改造。改造解决了移动颗粒床除尘装置滤料加热效率低、滤料加热缓慢,热风炉能耗高,影响系统整体开车进度及浪费能源的问题,改造后系统运行稳定,节能降耗效果明显。

中低温煤焦油中酚类化合物的分离研究进展

中低温煤焦油中含有大量酚类化合物,加氢转化过程中会造成氢耗及污水处置费用增加。从粗酚提取、粗酚精制两个角度介绍了中低温煤焦油中混合酚化合物的提取以及混合酚中单质酚的纯化工艺技术,对相关工艺技术的优势及不足进行了对比。探讨了中低温煤焦油中酚类化合物提取的技术发展趋势,认为三废排放更少的有机溶剂萃取法是粗酚提取的工业化发展趋势,烷基化反应后分离仍是目前最有效、工业化可行性最高的甲酚同分异构体的高效分离工艺技术。

刍议煤焦油深加工现状、新技术和发展方向

当前,在社会经济快速发展的背景之下,我国对于各类资源能源有越来越多的需求,因此需要高度关注煤焦油的深加工和生产开发,使其资源价值得到更充分体现,这样才能更有效适应社会经济发展要求,使行业本身也可以实现更加健康稳定的发展。在科学技术的推动之下,对于煤焦油深加工进行发展的过程中,也要有效融入新技术、新设备、新模式,进而使其实现更加良好的发展,体现出更为显著的应用价值。基于此,本文重点探讨煤焦油深加工发展现状、新技术和发展方向等内容。

液压预紧平板阀式底盖机泄漏分析及应对措施

克拉玛依石化公司150万吨/年焦化装置焦碳塔塔底液压预紧平板阀式自动底盖机在使用过程中出现不同部位的渣油、油气以及蒸汽泄漏现象。对各泄漏部位的密封原理进行分析,并给出有针对性的应对措施。

中低温煤焦油组分的分离及分析技术研究进展

煤焦油科学的基础性问题之一就是煤焦油组分的分离与分析技术。本文综述了中低温煤焦油中组分的常规分离方法,以及对煤焦油中的成分的一些分析手段,并对今后煤焦油的高效利用做出了展望。在中低温煤焦油组分的分离与分析技术研究中,应该多层次、全方位的深入分析,为各地区煤焦油深加工提供有效的数据支撑,从而实现中低温煤焦油的合理利用及高值化利用。

溶剂萃取分离煤焦油中高附加值化合物研究进展

综述了近年来液-液萃取、酸/碱萃取、超临界流体萃取、离子液体萃取、低共融溶剂萃取在分离煤焦油中高附加值化合物中的应用新进展。探讨了不同萃取方法的分离效果和分离机理。最后对溶剂萃取分离煤焦油中高附加值化合物目前所面临的问题和未来研究方向进行了展望。