微型流化床中轻、重焦油裂解特性和反应动力学

焦油裂解动力学是热解模型及反应器设计和运行的基础,目前研究将焦油作为整体予以考虑,然而轻质焦油和重质焦油的裂解特性存在显著差异。为了更准确地获得不同馏分焦油在不同温度下的裂解行为和二次反应模型,在微型流化床反应分析仪(MFBRA)考察了轻质焦油和沥青(重质焦油代表物)在550、600、650、700℃的裂解特性和反应动力学。结果表明,随温度升高,轻油和重油裂解生成的气体显著增加,其中轻油裂解的气体以CO和CH_(4)为主,而重油裂解的气体主要由CO、CH_(4)和H_(2)组成。相较轻油,重油更易裂解,反应所需时间更短。基于等温法获得的轻质焦油裂解的平均活化能为49.49 kJ/mol,明显高于重质焦油裂解的平均活化能(33.47 kJ/mol)。通过对比模型法和等温法的活化能,筛选出最概然机理函数:重油裂解过程中CO、CH_(4)和H_(2)的生成分别符合化学反应(n=2)、三维扩散(球形对称)和收缩几何形状(圆柱形对称)模型;轻油裂解CO和CH_(4)的生成符合化学反应(n=3)和三维扩散(球形对称)模型。试验结果为焦油选择性裂解的数值模拟提供更合理的二次反应模型。

哈萨克斯坦褐煤热解特性试验研究

哈萨克斯坦褐煤的挥发分含量高且碳氢比较大,能够产生丰富的油气资源,因而需研究哈萨克斯坦褐煤的热解特性,以期为其高效利用提供数据参考。选取哈萨克斯坦某褐煤为研究对象,利用1 kg固定床热解装置考察不同热解温度对各热解产物的产率、煤气组分、轻质焦油含量、破碎粉化程度、孔隙结构的影响规律。试验结果表明:随着热解温度升高,半焦、焦油产率逐渐下降,煤气产率升高,热解水产率基本稳定;热解温度的升高可促进热解气中氢气含量升高,甲烷含量逐渐降低,一氧化碳和二氧化碳含量升高;轻质焦油含量随着热解温度升高则呈现先升高后降低的变化趋势,在750℃达到最高;热解温度越高,细颗粒半焦(<0.5 mm)产生越多;半焦孔隙结构随热解温度升高不断发育,直至受热应力破坏发生坍塌。

高温煤焦油加工行业问题分析及对策研究

综述了国内外煤焦油加工行业生产技术现状,分析了中国煤焦油加工行业存在的问题,并提出了相应的对策。建议以提升行业的规模化和专业化程度为目标,并针对煤焦油轻组分利用的薄弱环节进行新技术研发,实现煤沥青加工和轻组分高值化利用。

非沥青重质煤焦油临氢轻质化研究

加氢是使非沥青重质煤焦油轻质化和清洁化的有效方法之一,采用临氢技术可脱除煤焦油中的S,N,O和金属等杂质,使其成为清洁燃料,芳烃加氢饱和并裂解开环成为优质轻质油组分,胶质被加氢分解成分子较小的烃类.结合国内外煤焦油加氢的技术现状,指出非沥青重质煤焦油难加氢的原因,介绍了200℃～540℃馏分的高温煤焦油重焦油的性质,此原料采用适宜的加工流程,在针对此原料组成特点开发的专用催化剂作用下,实现了100%转化,石脑油馏分收率13%和柴油馏分收率80%.

茚-马来酸酐共聚物的合成

以轻煤焦油为原料，在温度为７０～８５℃，引发剂为单体总质量的１．０％ ～２．０ ％ 的聚合条件下，合成了茚－ 马来酸酐共聚物（ＩＭＡ 树脂），得率在９０ ％ 以上。用ＩＲ 表征了共聚物的结构，研究了引发剂和链调节剂用量对共聚物相对分子质量的影响。实验结果表明，ＩＭＡ树脂的皂化产物是一种良好的水泥减水剂。

城市污泥热解液相产物分析及焦油加氢精制

文章以乙酸钾为催化剂,利用间歇式反应釜热解制备城市污泥的液相产物。采用CH_2Cl_2萃取分离液相产物中的油相(焦油)和水相,并进一步对焦油加氢精制获取轻质油。结果表明:污泥单独热解时水相产物呈碱性,密度接近于水,低温90～300℃时焦油含量极少;温度增至400～500℃时,焦油和水相氨氮含量分别高达8.18%和7 990.80 mg/L。在污泥中添加不同种类生物质(花生壳、玉米秆、玉米芯、稻草)共热解后,焦油含量均显著增加,水相(木醋液)均呈酸性,其氨氮含量均下降。与污泥-花生壳共热解制备的焦油相比,加氢精制的轻质油为密度和运动粘度显著降低的浅黄色液体,胶质和沥青质含量明显减小,汽、柴馏分总收率高达86.1%,硫氮含量降低,净热值增大。通过色谱质谱联用仪测定木醋液,其有机物主要包含酚类、酮类。

煤热解气相焦油原位催化裂解提质研究进展

煤热解是实现低阶煤分质高效利用的重要途径之一。煤热解气相焦油原位催化裂解实现焦油的轻质化,在近几年得到了较广泛的关注和研究。本文从煤热解气相焦油催化裂解提质工艺的优势、催化剂和反应器等方面对近几年的研究进展进行了综述,分析了金属氧化物、炭材料、碳基负载型催化剂、分子筛、分子筛负载型催化剂以及其它负载型催化剂,在煤热解气相焦油催化裂解提质过程中的性能、影响因素及机理,对比分析了不同反应器的性能特点和优缺点,对未来的研究重点进行了分析和展望。

横管初冷器喷洒系统的改造经验

针对横管初冷器喷洒系统存在的问题,采取了相应的改造措施,确保了煤气的冷却效果和安全输送。

蒽油两段加氢生产清洁燃料油技术

蒽油高氮、氧及芳烃含量给加氢技术提出了很多新的问题,为了解决这些制约蒽油工业化生产清洁燃料油的问题,本文提出中国石油化工股份公司抚顺石油化工研究院采用两段加氢工艺,在适宜的催化剂作用下,将蒽油转化为分子较小的芳烃和环烷烃,蒽油两段加氢总液收大于99.9%,其中汽油馏分收率约26.5%,柴油馏分收率约73.5%。实现了蒽油完全转化为清洁燃料油的目的,具备了工业长周期运转的可能。

焦化轻油制备高辛烷值汽油调和组分

以焦化轻油为原料,通过精馏脱除苯,预加氢采用NiMo/γ-Al2O3脱除不饱和组分,主加氢在CoMo/γ-Al2O3作用下完成脱硫来制备高辛烷值汽油调和组分。比较了先精馏后加氢和先加氢后精馏两种工艺对产品中苯、硫含量和辛烷值的影响,确定了最佳工艺。在此基础上,探讨了工艺参数对加氢脱硫的影响,最优的工艺条件为:温度300℃、压力3.0 MPa、氢油比900∶1、液体空速0.4 h-1。在此工艺条件下脱硫率为98.73%,产物中苯含量0.96%和硫含量36 mg/kg均符合车用汽油国家标准Ⅳ的要求;此外,加氢产品的氮含量为87 mg/kg,溴价为0.45,辛烷值达112.1,焦化轻油经本工艺处理后可作为高芳高辛烷值汽油调和组分。

陕北中低温煤焦油在超临界甲醇中轻质化探索

在间歇式高压反应釜中,采用超临界甲醇对陕北中低温煤焦油进行提取处理,并对产物进行分离,通过单因素以及正交试验考察甲醇添加量、压力、温度和搅拌速率等反应条件对轻质油收率的影响。实验结果表明:甲醇添加量对萃取结果影响最大,其次是压力;温度及搅拌转速对抽提结果的影响较小,最后得到陕北中低温煤焦油在超临界甲醇中轻质化的最佳条件为:甲醇与中低温煤焦油体积比10∶1,压力9 MPa,温度250℃,超声转速30 r/min,轻油收率为78.9%。通过探索煤焦油在超临界状态下轻质化过程,有利于煤焦油进一步开发和利用。

论中小型焦化厂的技术改造(三)——两段初冷与终冷轻焦油洗萘组合工艺

本文论述了焦炉煤气间接两段初冷——终冷轻质焦油洗萘组合新工艺的应用现状及用于中小型焦化厂煤气初冷、终冷系统技术改造的巨大潜力。

松轻油脱色脱臭的研究

松轻油是利用松根经高温干馏裂解后收集到的260℃以前的馏份,因其为深褐色,具有焦臭味,大大限制了其应用范围,为扩大用途,必须对其精制.通过多次实验,得出以8%的氢氧化钠溶液先预处理,再加入试剂经水蒸汽蒸馏,达到脱色、脱臭的目的.

轻质焦油在焦炉煤气脱萘工艺的应用

针对焦炉煤气净化除萘存在的问题,介绍了相关工艺改进和调整操作参数的措施。终冷塔煤气喷洒洗萘操作通过引入剩余氨水槽底部轻质焦油稳定喷洒液组分,提高煤气洗萘效果,改善终冷塔换热效果;改用焦油洗油馏分取代轻柴油用于终端洗萘,既满足煤气净化质量要求,又创造较好的经济效益。

轻质木焦油加氢脱氧的影响因素

在固定床加氢微反装置上,采用硫化态Ni Mo W/Al2O3催化剂,以廊乡林业局轻质木焦油(<300℃馏分)为原料考察反应条件对加氢脱氧性能的影响。结果表明,适当降低反应空速、提高反应压力、提高反应温度均有利于提高催化剂加氢脱氧反应活性,提高加氢产物的热值。在反应温度380℃、反应压力8.0MPa、体积空速0.8h-1、氢/油体积比800∶1的条件下,加氢生成油的氧含量明显降低,热值显著提高。轻质馏分油可作为化工轻油原料进行下游加工,中质馏分油主要技术指标均符合船用馏分燃料油(GB/T17411-1998)标准要求,可直接作为船用燃料油调和组分使用。

煤催化加氢气化研究进展

煤加氢气化制天然气技术具有工艺路径短、热效率高等优点,其应用基础研究备受关注。但煤中存在部分致密的芳香碳结构,加氢反应性较差,即使在苛刻的反应条件下(~1 000℃、~7 MPa H_2),仍难以转化。通过引入催化剂,进行煤催化加氢气化可在温和的反应条件下实现煤的碳转化率和CH_4收率的同步提高。论述了碱金属(K、Na等)、碱土金属(Ca)和过渡金属(Fe、Co、Ni等)催化剂对模型碳加氢气化的催化作用原理。探讨了反应温度、氢气压力、和碳结构对C-H_2催化反应的影响规律,分析了适用于原煤催化加氢气化的最佳催化剂及工艺条件,并从CH_4和轻质液体焦油等产物生成规律、煤中碳结构随着反应进行的衍变过程等角度,讨论了催化剂分别对煤加氢热解和热解半焦加氢气化的催化作用行为。提出了煤催化加氢气化联产CH_4和轻质液体焦油技术从基础走向应用的进一步研究建议。现有研究结果表明,过渡金属与碱土金属组成的二元催化剂(Fe/Co/Ni-Ca)对煤加氢气化的活性较高。过渡金属元素在反应过程中主要提供C-H_2反应所需的活性氢,并削弱C—C键的键能;碱土金属元素Ca主要促进Fe/Co/Ni的分散,防止其发生硫中毒失活,并增强Fe/Co/Ni与碳之间的相互作用。温度升高一方面为化学键断裂过程提供了更高能量,加速C-H_2反应,另一方面促进催化剂在煤结构中扩散,提升催化剂的供氢和断键效率。升高压力促进了活性氢的供应,同时CH_4浓度得到稀释,反应向生成CH_4的方向移动。以5%Co-1%Ca为催化剂,在850℃、3 MPa H_2反应条件下,30 min内可同时达到90.0%的碳转化率和77.3%的CH_4收率。Co-Ca催化剂在煤加氢热解过程中具有催化解聚和催化加氢的作用,提高焦油和CH_4收率,同时催化剂在煤加氢热解过程中对煤结构产生催化活化作用,使得生成的半焦具有较高的气化活性。煤催化加氢气化的机理研究目前仍处于推测阶段,另外,该技术气化剂、煤种的适应性,催化剂循环利用性能有待进一步阐明。

Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质

考察了Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质性能,分析了催化改质前后焦油中轻质芳烃分布的变化规律。结果表明,经HZSM-5催化剂褐煤(XM)热解轻质芳烃总量的增加率为220%,这与煤热解产物在HZSM-5催化剂中发生烯烃和烷烃的芳构化以及酚羟基脱除等作用有关。负载活性金属Mo和Ni后,可以有效促进轻质芳烃的生成;Ni对焦油中带脂肪侧链化合物具有更强的裂解作用,而Mo则有利于带侧链化合物如甲苯和二甲苯的形成。焦煤(FX)热解过程中轻质芳烃的释放量分别是XM煤和年轻烟煤(PS)的2.2和2.4倍。经催化改质后,XM煤产物中轻质芳烃产率明显大于PS煤,并接近FX煤;这主要是因为XM煤结构中含有较多的含氧官能团和脂肪结构,在HZSM-5作用下可催化形成轻质芳烃。

藻类与煤低温共炭化对低温煤焦油的影响

将不同配比的藻类与煤以低温干馏的方法进行低温共炭化,研究煤焦油的变化。结果表明,煤焦油中轻质油含量增加29.55%,萘类化合物含量增加9.15%,酚类化合物含量增加23.93%,实现一定程度的轻质化。

U型振动管法测定乙烯焦油密度的研究

主要考察了乙烯焦油密度测定的一种方法——U型振动管法。结果表明,U型振动管密度计工作稳定,方便快捷,测量精度高,用于乙烯焦油密度的测定效果较好。

煤焦轻油燃料在热输原油管道的应用

宁阳输油站开展了煤焦轻油替代原油作燃料的现场试验,对原油和煤焦轻油的燃烧特性进行了研究,发现煤焦轻油的燃烧热值与原油相近。研究了煤焦轻油替代原油作燃料的可行性,分析了煤焦轻油作为燃料使用的烟气排放、热效率及吹灰等工况。认为煤焦轻油可替代原油或重油等燃料油,对环境污染小,社会效益和经济效益显著。