神华煤直接液化残渣中重质油组分的分子结构

对0．1t／d煤直接液化连续实验装置中获取的神华煤液化残渣的重质油组分进行分子结构的研究，通过元素分析、分子量的测定等常规方法的分析和傅立叶变换红外光谱分析、核磁共振、裂解色谱质谱等物理仪器方法的分析，得到了重质油组分的平均分子量为339，平均分子式为C25H31O0．2N0.26，主要结构是2～3环的芳香烃，其中有些已部分饱和成环烷烃，芳香环及饱和环上存在烷基取代基，取代基的链长不一，平均为9～10个碳，以及含有少量氧和氮原子处在环上形成杂环．

胜利煤液化油煤浆表观黏度的影响因素研究

采用高温黏度计测定了胜利褐煤液化油煤浆在常压加热条件下的表观黏度,考察了煤浆质量分数、煤粉粒径、溶剂性质以及温度、剪切时间、剪切速率、溶胀等因素对煤浆体系表观黏度的影响。在常压室温至350℃的范围内,比较了胜利煤在起始溶剂和循环溶剂两种煤浆体系中的表观黏度。研究结果表明,胜利液化油煤浆体系是一种非牛顿流体,随着温度的升高,煤浆体系的黏度呈现先快速下降,然后基本保持不变,最后又逐渐上升的趋势。煤浆黏度保持不变的温度区间和黏度开始出现增加的温度随着煤浆的质量分数、煤粉的粒径以及配制煤浆所用溶剂的不同而不同。

神华煤直接液化性能及固体酸催化可行性研究

利用微型压热釜考察了气氛、温度、氢气初压及煤溶剂比等工艺条件对神华煤直接液化转化率和产物分布的影响,结合神华煤的溶剂抽提性能和产物表征,系统地研究了神华煤加氢液化性能,并通过与FeS和FeS+S等催化剂对比实验,初步探讨了SO42-/MxOy型固体酸催化煤加氢液化的可行性.结果表明,神华煤中以非共价键作用结合的小分子化合物含量较低,煤中的羟基主要位于大分子骨架结构中;神华煤具有良好的液化性能,400℃,煤/四氢萘比为1∶2,SO42-/ZrO2为催化剂时最高转化率达到76.3%,气氛、初压、液化温度及煤溶剂比对液化转化率具有较大影响,较高温度及强的供氢体系有利于提高煤的转化率及油气产率.三种催化剂的催化活性顺序为:FeS<FeS+S<SO42-/ZrO2,其中SO42-/ZrO2固体酸不仅具有良好的液化转化率,而且油气收率高,值得进一步研究开发.

石油催化裂化重质产物部分替代煤液化循环溶剂的研究

研究了催化裂化油浆(催化裂化回炼油)和循环溶剂组成的混合溶剂,在0.5 L卧式震荡高压釜中与新疆黑山烟煤配制油煤浆的反应过程,探讨了该油煤浆体系的成浆性,考察了不同添加量以及催化裂化油浆中的固体催化剂对煤液化效果的影响,并与没有油浆掺混时进行了对比.结果表明,本试验范围内的油煤浆成浆性良好,满足泵送要求,催化裂化油浆(催化裂化回炼油)的适量添加可以促进煤炭转化,催化裂化油浆中的催化剂对液化效果没有显著影响.

催化裂化(FCC)油浆作煤直接液化溶剂的研究进展

煤制油工艺等煤炭清洁高效转化技术是能源化工领域的研究热点,溶解性好、提供/传递氢能力强且热稳定性高,其溶剂选择、使用是影响煤制油工艺经济运行的关键。本文以煤液化溶剂作用为基础,通过对液化自身产物、废塑料及FCC油浆等煤直接液化溶剂的组成、性质及作用效果的综合评述,指出煤、溶剂、氢气间的混合并非理想混合,与煤H/C适宜、极性相近的溶剂在共处理过程表现出良好的协同作用,液化过程的转化率、轻质产物选择性明显提高。分析表明,协同作用的大小取决于煤、溶剂的组成、性质匹配。煤-重质烃共处理工艺利用富芳烃油浆溶解性好、提供/传递氢能力强的特点强化了煤热解加氢反应的进行,同时煤加氢液化产生的多孔残煤具有吸附性强的特点,有助于重质烃改质,使共处理转化率显著提高、轻质产物选择性增大。最后指出,煤-重质烃共处理的协同作用为改善煤、中质/重质芳烃的综合利用提供了可能。

催化裂化芳烃萃取油用作煤液化起始溶剂

选用一种催化裂化(FCC)芳烃抽提装置生产的芳烃萃取油作为煤液化开车起始溶剂的原料,在0.1 t/d连续装置上进行煤液化实验。利用色质联用仪解析其组成和结构,应用常温常压黏度仪考察了其成浆性。结果表明,芳烃萃取油具有多环芳烃含量高的特点,3次加氢后的芳烃萃取油与煤液化加氢循环溶剂的结构组成十分接近,采用3次加氢萃取油制备的煤浆具有良好的成浆性、输送性和反应性,与煤液化加氢循环油参与煤液化的效果相当,是理想的煤液化起始溶剂。

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。

神华煤液化轻质油的分离、分析及优化利用

采用常减压精馏工艺将神华煤液化轻质油切割为富含环烷烃的馏分A和富含芳烃的馏分B,并用气相色谱-质谱联用仪分析其组成。分析结果表明,环烷烃在馏分A中富集,芳烃在馏分B中富集;馏分A的芳烃潜含量(质量分数)高达75.73%,比煤液化轻质油提高了29%左右,约为直馏石脑油的2.5倍,是优质的催化重整原料;馏分B中芳烃的质量分数高达73.73%,主要为四氢萘及其C_1和C_2的烷基取代物、甲乙苯、萘、β-甲基萘,其中四氢萘及其C_1和C_2的烷基取代物较多,质量分数为38.08%,甲乙苯质量分数为13.90%,萘、β-甲基萘、茚满和C_1与C_2的烷基取代茚满的质量分数分别为3.86%,4.80%,4.31%,3.16%,具有较高的经济附加值。

溶剂黏度与油煤浆黏度的关系研究

为解决煤炭液化过程中油煤浆易发生沉积堵塞管路的问题,优化传统循环溶剂的性能,对循环溶剂及二元溶剂(低附加值石油重质副产物A油与循环溶剂的掺混体)所配制的油煤浆黏度的变化规律进行了研究,探讨了循环溶剂与二元溶剂的流变特性,分析了A油掺入量对油煤浆黏度的影响及溶剂黏度与油煤浆黏度的关系。研究表明:石油重质副产物A油与循环溶剂组成的二元溶剂黏温特性较差,二元体系油煤浆的最佳配制温度为80℃,当石油重质副产物A油的加入量为5%或10%(质量分数)时,油煤浆的黏度与油煤浆中溶剂黏度的对数值呈良好的线性关系。

神华煤直接液化示范项目的进展及发展方向

简述了神华煤直接液化技术的工艺流程、特点及技术优势,介绍了神华煤直接液化示范项目的最新发展情况、取得的主要成果,并将石脑油、汽油、柴油主要产品具备的特性与国标进行了对比。针对如何进一步提高该项目整体经济效益,提出了在稳定煤质、提高溶剂供氢性、残渣综合利用、高附加值产品开发和设备国产化等方面,今后要研究的重点和方向。

煤与石油重油共处理协同效应的初步分析

煤与石油重油共处理可同时对煤和重油进行加氢处理,并能提高煤的转化率和液化油的收率。本文分析了煤液化过程中溶剂的有效组分。多环芳烃含量较高的二次加工重油可作为部分煤液化溶剂,而芳香度较低的直馏重油不宜作为煤液化溶剂使用。在煤油共处理过程中,煤和重油之间呈现出促进重油改质和煤液化的协同效应。煤与重油之间的相互作用效果与重油的组成和性质相关,本文还探讨了改善煤与重油共处理效果的措施。

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。

水混合溶剂在生物质液化中的应用研究进展

溶剂液化是生物质原料高效、综合利用的一种有效途径。相比单一溶剂水,混合溶剂体系可以降低反应的温度和压力、提高生物质的转化率、降低生物油中的氧含量以及提高目标产物的产率。本文综述了近年来常见的水混合溶剂体系,包括醇-水共溶剂、极性非质子溶剂-水体系和离子液体-水体系,在木质纤维生物质降解过程中的作用,特别是乙醇-水共溶剂、四氢呋喃(THF)-水共溶剂和γ-戊内酯(GVL)-水共溶剂在生物质液化中的应用特点,并给出了这些溶剂在生物质液化领域的不足及建议。最后,基于溶剂本身的经济价值、回收和安全性能的考量,指出低成本环保可持续液化溶剂的开发将是未来重点发展的方向。

BP网络预测H_2在煤液化油混合组分中的溶解度

为满足煤制油工业化过程中设计和操作需要,以H_2在神华煤液化油模型组分混合溶剂中实测溶解度为基础,考察利用人工神经网络法预测H_2在该系统中溶解度的能力。结果表明,神经网络的计算精度随着循环次数的增加而提高;对于不同种类的混合溶剂,随着隐藏层个数的增加,计算值与试验值之间的相对误差呈现逐渐减小的趋势,从减小计算量的角度考虑,选定为4个隐藏层;3-4-1网络结构对于H_2在不同混合溶剂中溶解度的计算值与试验值最大相对误差为4.48%,这表明该模型能够满足H_2在该系统中溶解度的预测需要。

神华煤与秸秆共液化研究

以神华不粘煤和玉米秸秆为原料,系统研究了神华煤与秸秆的质量配比、初始氢压、反应时间和温度对共液化的影响.结果表明,秸秆能有效促进神华煤的转化,提高油产率;在秸秆:神华煤的质量配比为2:8,反应温度440℃,反应压力为9MPa,反应时间60min条件下,反应体系转化率、油产率均达到最大值,此时转化率和油产率分别高达83.45%和61.79%.

四氢萘-正癸烷-二甲基亚砜液-液平衡数据的测定与关联

煤直接液化中油中含有50%-70%的芳烃,其中80%左右为重芳烃,利用二甲基亚砜（DMSO）对液化油中芳烃萃取分离是对煤液化油进行改质的有效途径。相应体系液液平衡的测定是煤直接液化中油芳烃萃取过程研究开发的理论基础。研究测定了常压下四氢萘-正癸烷-DMSO三元体系在303.15、313.15、323.15 K时的液-液平衡数据,得到了该体系三元相图,并用Othmer-Tobias方程与NRTL方程进行了关联。体系中四氢萘对正癸烷选择性系数为3.2-17.7,表明用DMSO萃取分离四氢萘和正癸烷具有很好的性能。通过体系液-液平衡数据关联获得了NRTL方程模型参数,利用NRTL模型对该体系进行计算,计算值与实验值的平均偏差较小,说明NRTL模型适用于该体系的液-液平衡。

煤油共炼双组分溶剂油煤浆黏温特性及液化反应性

煤油共炼技术是煤与劣质油清洁高效利用的重要途径。以循环溶剂、石油基重质油和褐煤为研究对象,考察了油煤浆浓度、溶剂性质、双组分溶剂(循环溶剂和重质油)配比对油煤浆黏温特性的影响,研究了双组分溶剂油煤浆的液化反应性。结果表明,随温度升高,油煤浆黏度迅速降低至较低值;相同条件下,浓度越大,黏度越大。双组分溶剂油煤浆流变特性优于重质油油煤浆;重质油含量越高,黏度反增温度越低,反增幅度越大;重质油含量为30%时,黏度反增温度为240℃,反增幅度最大。在煤油共炼过程,双组分溶剂可以配制更高浓度的油煤浆。双组分溶剂油煤浆煤油共炼过程中存在协同效应,循环溶剂优化了活性氢的传递转移,阻断了结焦过程。当重质油加入量小于等于20%时,可获得更高的油收率和更低的沥青产率。随重质油加入比例增加,产品油馏程升高,双环芳烃和链烷烃含量增大。

煤液化残渣可溶有机质中杂原子结构片段的赋存特征

煤液化残渣(CLR)是一种典型的煤化工固废。但煤液化残渣中的可溶有机质含量高,且富含缩合芳环结构,又可视为一种宝贵的重质炭资源。基于CLR在有机溶剂中的优良溶解性,选择等体积甲醇/甲苯混合溶剂为萃取剂,采用超声-索氏协同萃取法,实现CLR可溶有机质(CLR-SO)的温和提取,并通过逐级钌离子催化氧化,结合气相色谱/质谱联用分析,揭示CLR-SO中的杂原子结构单元特征,为其清洁转化和高值化利用提供支撑。结果表明,在CLR-SO的氧化产物中,含杂原子的酸类化合物中杂原子主要是氧、氮、硫,所构成的官能团有甲氧基、羰基、醚桥键、硝基、氨基、乙腈、吲哚、吩嗪、硫羰基等。此外,还检测到含氮、硫、氟等杂原子的酯类化合物。除了含氧化合物以外,其他杂原子化合物基本从第3级氧化产物中出现。杂原子结构存在于CLR-SO的大分子骨架内部,在氧化过程中,受到周围芳环的电子云保护,优先氧化CLR-SO分子骨架外围的芳环结构。除了酸和酯类化合物,在CLR-SO氧化产物中还检测到其他含杂原子的化合物,主要分布在第3,4级氧化产物中,且在第4级氧化产物中的种类最多。此外还检测到氯、氟等杂原子,以共价键的形式存在于CLR-SO有机质的分子骨架结构中。通过逐级选择性氧化,实现了有机质分子结构的“层层剥离”,获取了更多的结构单元片段,丰富了CLR中的杂原子结构信息。

高温煤焦油用作煤油共处理溶剂反应性能研究

以高温煤焦油和长焰煤为主要原料,研究了高温煤焦油作为溶剂进行煤油共处理时的反应特性.通过热天平实验,评价了煤和高温煤焦油的热解性能,在500mL机械搅拌式高压釜上实验考察了不同温度点下的釜内压力变化和产物组成变化情况并分析了原因.结果表明,不同反应温度下釜内压力变化趋势相同,反应主要分为快速加氢、平衡裂解和降速缩聚三个阶段.研究了煤焦油预加氢前后氢分布变化对供氢性能的影响.结果表明,预加氢后的高温煤焦油结构发生明显变化,Hα和Hβ含量提高,通过高压釜实验验证,供氢性能提高,促进了加氢裂化反应,油收率提高2%.

煤油共处理中原料油结构对供氢性能影响研究

为考察煤焦油作为煤油共处理溶剂的反应效果,以高温煤焦油为对象,利用1H核磁共振光谱、红外光谱等分析方法表征高温煤焦油加氢前后结构变化,计算高温煤焦油加氢前后的平均分子式和平均结构参数。通过高温煤焦油加氢前后与煤的共处理试验,研究高温煤焦油加氢后结构变化对供氢性能的影响。结果表明,高温煤焦油加氢前后平均结构变化明显,加氢使部分芳环被取代,侧链发生断裂,芳烃加氢饱和形成氢化芳烃或发生开环反应形成其他脂肪结构,芳香氢HA含量由0.743下降到0.605,Hα、Hβ和Hγ分别提高0.109、0.022和0.705,加氢后高温煤焦油PDQI指数提高0.68,供氢效果明显改善,原料转化率、油收率分别提高1.24%和3.92%,沥青烯、前沥青烯产率下降2.25%,产物组成一环至四环化合物分别增加0.79%、0.53%、2.97%和0.83%,H/C原子比由0.99提高至1.03。说明加氢后焦油用于煤油共处理反应,促进了共处理反应重质产物向轻质产物的转移。